專利名稱:納米銀包裹一維線形電極材料的制備系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種納米銀包裹一維線形電極材料的制備系統(tǒng)，包括有放線器、滾輪、在線化學(xué)反應(yīng)槽、銀漿包裹裝置、包裹后處理裝置、收集安裝裝置，所述放線器將一維線形電極放卷后，所述一維線形電極通過多個滾輪滾動輸送，依次經(jīng)過在線化學(xué)反應(yīng)槽、銀漿包裹裝置、包裹后處理裝置、收集安裝裝置。本實用新型提供的一種納米銀包裹一維線形電極材料的制備系統(tǒng)，能夠獲得納米銀包裹一維線形電極材料，可以減小電極線寬尺寸，提高粘附力，同時還能降低制造與使用成本，實現(xiàn)金屬電極線/絲/帶的抗氧化性、高導(dǎo)電性、高浸潤性等性能。
【專利說明】
納米銀包裹一維線形電極材料的制備系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實用新型屬于電極材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種納米銀包裹一維線形電極材料的制備系統(tǒng)，具體涉及一種用于在一維線形電極表面上包裹納米銀的制備系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]導(dǎo)電銀漿料是印刷電路行業(yè)用的重要電極材料，而導(dǎo)電銀漿的核心材料是銀粉料，包括微米級和納米級的銀微粒。在實際應(yīng)用中，由于納米級銀顆粒存在價格昂貴且易團(tuán)聚等問題，商用的銀漿90%上采用的是以微米級大小的片狀銀微粒為主要導(dǎo)電填料的膠體材料。所制備的銀漿電極的導(dǎo)電性能、電極線寬和電極間距都受到導(dǎo)電填料尺寸和形貌的影響。隨著電子器件的日趨高精化，已有銀漿性能已無法滿足電子器件的應(yīng)用技術(shù)要求，包括所印刷導(dǎo)線的寬度和導(dǎo)電性能。例如，太陽能電池領(lǐng)域用的柵電極材料主要是銀漿，由于絲網(wǎng)印刷工藝精度的限制，電池的柵電極線限寬為50_70μπι，較寬的高密度銀線阻擋了入射光，影響了電池的光電轉(zhuǎn)換效率的提高。若能減少銀線電極的面積(線寬)，可有效地增加入射光通量，從而提高太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率;又如平板顯示器，特別是掌上類顯示設(shè)備，有效顯示區(qū)域越大周邊空白區(qū)域越小，顯示器的顯示效果越好。但是目前顯示器行業(yè)大量使用的絲網(wǎng)印刷電極線寬和間距的最高精度僅能達(dá)到50μπι，難以做到更高的分辨率。在半導(dǎo)體封裝行業(yè)中，芯片的焊接電極經(jīng)常采用金屬電極絲，如金絲、鋁絲、銅絲和銅銀合金絲等，電極絲的直徑為16_32μπι，可應(yīng)用于精細(xì)的電極導(dǎo)線制備。如將該類型的金屬絲作為電極線應(yīng)用于太陽能電池、顯示器等得制造，一方面能提高電極的導(dǎo)電性能，另一方面可大副降低如絲網(wǎng)印刷或噴墨打印工藝所用銀電極的成本，同時還還能簡化電極線的制造工藝，降低整體制作成本。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本實用新型的目的在于提供一種納米銀包裹一維線形電極材料的制備系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。
[0004]為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實用新型提供一種納米銀包裹一維線形電極材料的制備系統(tǒng)，包括有放線器、滾輪、在線化學(xué)反應(yīng)槽、銀漿包裹裝置、包裹后處理裝置、收集安裝裝置，所述放線器將一維線形電極放卷后，所述一維線形電極通過多個滾輪滾動輸送，依次經(jīng)過在線化學(xué)反應(yīng)槽、銀漿包裹裝置、包裹后處理裝置、收集安裝裝置。
[0005 ] 優(yōu)選地，所述一維線形電極的直徑為15-50μηι。
[0006]優(yōu)選地，所述一維線形電極的金屬材質(zhì)選自銀(Ag)元素、銅(Cu)元素、鋁(Al)元素、鎳(Ni)元素或含有上述至少兩個元素的合金中的任意一種。
[0007]優(yōu)選地，所述一維線形電極為任意形狀的金屬電極材料。更優(yōu)選地，所述一維線形電極選自金屬絲、金屬線、金屬帶中的任意一種。
[0008]優(yōu)選地，所述放卷通過多個滾輪進(jìn)行。所述放卷是采用傳統(tǒng)卷繞鍍膜工藝的技術(shù)，將卷繞好的一維線形電極展開。
[0009]優(yōu)選地，所述放卷后要進(jìn)行張力調(diào)節(jié)。所述張力調(diào)節(jié)是通過不同滾輪的轉(zhuǎn)動速度差來調(diào)節(jié)在線包裹過程中一維線形電極的張力，張力的大小由一維線形電極不發(fā)生形變的最大拉力決定。
[0010]優(yōu)選地，所述在線化學(xué)反應(yīng)槽外設(shè)有加熱套。所述加熱套為在一維線形電極第一次涂膜從而形成粗糙層和納米銀顆粒層過程中提供溫度。
[0011]更優(yōu)選地，所述加熱套的加熱溫度<150°C。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述加熱套的加熱溫度為 100_150°C。
[0012]優(yōu)選地，所述制備系統(tǒng)還包括有送料器，所述送料器將反應(yīng)前驅(qū)體溶液輸送到所述在線化學(xué)反應(yīng)槽中。所述送料器為定時定量送料器，可以調(diào)節(jié)在一定時間內(nèi)反應(yīng)前驅(qū)體溶液輸送到在線化學(xué)反應(yīng)槽的用量。
[0013]更優(yōu)選地，所述反應(yīng)前驅(qū)體溶液為含有銀元素的水溶液。所述銀元素為銀原子或銀離子。
[0014]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述含有銀元素的水溶液選自硝酸銀水溶液、硫酸銀水溶液中的任意一種或兩種混合。
[0015]優(yōu)選地，所述在線化學(xué)反應(yīng)槽內(nèi)設(shè)置有還原劑。所述還原劑能夠用于還原反應(yīng)前驅(qū)體溶液中的銀元素。
[0016]更優(yōu)選地，所述還原劑選自月桂酸、葡萄糖、乙二醇、硼氫化硼鈉、硼氫化鉀、四丁基溴化銨(TBAB)中的任意一種或多種組合。
[0017]優(yōu)選地，所述一維線形電極在在線化學(xué)反應(yīng)槽中通過反應(yīng)前驅(qū)體溶液與還原劑反應(yīng)，在一維線形電極表面包裹納米銀顆粒層。
[0018]更優(yōu)選地，所述反應(yīng)前驅(qū)體溶液與還原劑之間加入的摩爾濃度之比為1:2-8。
[0019]更優(yōu)選地，所述反應(yīng)前驅(qū)體溶液與還原劑反應(yīng)為化學(xué)反應(yīng)方式。
[0020]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述化學(xué)反應(yīng)方式選自化學(xué)置換反應(yīng)、化學(xué)還原反應(yīng)、電化學(xué)鍍、化學(xué)鍍或真空鍍膜等工藝中的任意一種。
[0021 ] 更優(yōu)選地，所述納米銀顆粒層的包裹厚度為10-60nm。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述納米銀顆粒層的包裹厚度為20-50nm。
[0022 ]優(yōu)選地，所述銀漿包裹裝置內(nèi)設(shè)置有銀漿材料。
[0023]優(yōu)選地，所述一維線形電極在所述銀漿包裹裝置內(nèi)，通過銀漿材料對包裹有納米銀顆粒層的一維線形電極的表面，再包裹銀漿層。
[0024]更優(yōu)選地，所述包裹方式為物理反應(yīng)方式。
[°°25] 進(jìn)一步優(yōu)選地，所述物理反應(yīng)方式選自拉絲法、棍壓涂膜法等工藝中的任意一種。
[0026]更優(yōu)選地，所述銀楽層的厚度為200nm_9.99μηι。
[0027]優(yōu)選地，所述銀漿包裹裝置為上寬下窄的中空結(jié)構(gòu)，底部設(shè)有開口的磁嘴。所述磁嘴為圓形或矩形，其直徑可調(diào)節(jié)。所述磁嘴末端為出線口，用于一維線性電極的通過。
[0028]優(yōu)選地，所述銀漿材料，按重量百分比計，包括以下組分:
[0029]導(dǎo)電填料75-85%;
[0030]無機(jī)填料0-15%;
[0031]有機(jī)漿料10-20%。
[0032]更優(yōu)選地，所述導(dǎo)電填料為納米銀材料。
[0033]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述納米銀材料選自一維納米銀線、納米級銀顆粒、片狀銀粉等在一至二個維度內(nèi)尺寸小于10nm的銀材料中的任意一種或多種組合。最優(yōu)選地，所述納米銀材料在一至二個維度內(nèi)尺寸為10-100nm。所述一至二個維度內(nèi)尺寸是指材料的長度、寬度、
高度三維度中的任意一維度或二維度。
[0034]更優(yōu)選地，所述無機(jī)填料選自氧化祕、氧化娃、低恪點玻璃粉、Ag3Sn等中的任意一種或多種組合。其中，所述低熔點玻璃粉的熔點為350-450°C。
[0035]更優(yōu)選地，所述有機(jī)漿料選自分散劑、粘結(jié)劑中的任意一種或兩種與有機(jī)溶劑的組合。所述分散劑、粘結(jié)劑為通用的導(dǎo)電漿料用分散劑、粘結(jié)劑。所述有機(jī)溶劑作為載體，為常規(guī)的在低溫條件下易揮發(fā)、易分解的有機(jī)溶劑。
[0036]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述有機(jī)漿料，按重量百分比計，包括以下組分:
[0037]分散劑5_30wt%;
[0038]粘結(jié)劑5_20wt%;
[0039]有機(jī)溶劑50_90wt%。
[0040]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述分散劑選自聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、明膠、十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)中的任意一種或多種組合。
[0041 ]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述粘結(jié)劑選自乙基纖維素、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、水性丙烯酸樹脂中的任意一種或多種組合。
[0042]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述有機(jī)溶劑選自乙醇、甲醛、乙腈、乙醚、甲苯、丙酮、氯仿等中的任意一種。
[0043]優(yōu)選地，所述包裹后處理裝置設(shè)置在所述銀漿包裹裝置的底部出線口。
[0044]優(yōu)選地，所述包裹后處理裝置包括有超聲波共振裝置和低溫烘干裝置。
[0045]更優(yōu)選地，所述超聲波共振裝置為超聲波共振發(fā)生器，頻率為20-25KHZ。所述超聲波共振裝置能夠提高包裹的致密性、均勻性和粘附性。
[0046]更優(yōu)選地，所述低溫烘干裝置選自紅外燈、加熱絲等方式中任意一種的低溫烘干裝置。從而使?jié){料干燥固化，使包裹完成后的一維線形電極可以直接卷繞收起。
[0047]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述低溫烘干裝置為紅外燈、加熱絲等方式的低溫?zé)岷婵驹O(shè)備或
目.ο
[0048]更進(jìn)一步優(yōu)選地，所述烘烤的溫度<150°C。最優(yōu)選地，所述烘烤的溫度為100-130-C。
[0049]優(yōu)選地，所述收集安裝裝置選自收線器或電極安裝設(shè)備中的任意一種。
[0050]更優(yōu)選地，所述收線器是將包裹好的一維線形電極收卷。
[0051]更優(yōu)選地，所述電極安裝設(shè)備選自LED焊線機(jī)、太陽能電池電極熱壓設(shè)備、柔性顯示電極熱壓設(shè)備中的任意一種。所述電極安裝設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)一維線形電極材料的在線安裝。
[0052]更優(yōu)選地，所述電極安裝設(shè)備在所述一維線形電極材料完成銀漿包裹后不烘干、不收卷，進(jìn)行在線安裝。
[0053]更優(yōu)選地，所述電極安裝設(shè)備在所述一維線形電極材料完成銀漿包裹后烘干、不收卷，進(jìn)行在線安裝。
[0054]如上所述，本實用新型提供了一種納米銀包裹一維線形電極材料的制備系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)，可以在直徑為15-50μηι的Ag，Cu，Al，Ni或相關(guān)合金的金屬線/絲/帶表面先包裹一層均勻納米銀顆粒層，再包裹納米銀結(jié)構(gòu)的漿料層，納米銀顆粒層與漿料層易結(jié)合，從而獲得低成本可焊接的納米銀包金屬線或絲或帶，實現(xiàn)金屬電極線/絲/帶的抗氧化性、高導(dǎo)電性、尚浸潤性等性能。
[0055]本實用新型提供了一種納米銀包裹一維線形電極材料的制備系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)，制備獲得的納米銀包裹一維線形電極材料，根據(jù)不同形態(tài)銀的包裹，經(jīng)低溫(<300°C)或高溫(300-800 °C)處理后，與襯底有良好的粘附性，能夠進(jìn)一步的提高線/絲/帶電極材料與基底(玻璃/單晶或多晶硅/聚合物/石英/陶瓷等)的黏附力，低溫工藝處理后的材料可應(yīng)用于透明顯示器、柔性顯示器電極制備；高溫工藝處理后的材料可應(yīng)用于高效率的太陽能電池電極制備。本實用新型提供了一種納米銀包裹一維線形電極材料的制備系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)，可以減小電極線寬尺寸，提高粘附力，同時還能降低制造與使用成本。
【附圖說明】

[0056]圖1顯示為本實用新型的一種納米銀包裹一維線形電極材料的制備系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0057]附圖標(biāo)記
[0058]I放線器
[0059]2滾輪
[0060]3在線化學(xué)反應(yīng)槽
[0061]31還原劑
[0062]32加熱套
[0063]4送料器
[0064]41反應(yīng)前驅(qū)體原料
[0065]5銀漿包裹裝置
[0066]51銀漿材料
[0067]52磁嘴
[0068]6包裹后處理裝置
[0069]7收集安裝裝置
[0070]8一維線形電極
【具體實施方式】
[0071]以下由特定的具體實施例說明本實用新型的實施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實用新型的其他優(yōu)點及功效。
[0072]請參閱圖1。須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本實用新型可實施的限定條件，故不具技術(shù)上的實質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本實用新型所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本實用新型所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本實用新型可實施的范圍，其相對關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本實用新型可實施的范疇。
[0073]如圖1所示，本實用新型提供一種納米銀包裹一維線形電極材料的制備系統(tǒng)，包括有放線器1、滾輪2、在線化學(xué)反應(yīng)槽3、銀漿包裹裝置5、包裹后處理裝置6、收集安裝裝置7、一維線形電極8，所述放線器I將一維線形電極8放卷后，所述一維線形電極8通過多個滾輪2滾動輸送，依次經(jīng)過在線化學(xué)反應(yīng)槽3、銀漿包裹裝置5、包裹后處理裝置6、收集安裝裝置。
[0074]在一個優(yōu)選的實施例中，如圖1所示，所述一維線形電極8的直徑為15_50μπι。所述一維線形電極8的金屬材質(zhì)選自銀(Ag)元素、銅(Cu)元素、鋁(Al)元素、鎳(Ni)元素或含有上述至少兩個元素的合金中的任意一種。所述一維線形電極8為任意形狀的金屬電極材料，優(yōu)選為金屬絲、金屬線、金屬帶中的任意一種。
[0075]在一個優(yōu)選的實施例中，如圖1所示，所述放卷通過多個滾輪2進(jìn)行，所述放卷后要進(jìn)行張力調(diào)節(jié)。
[0076]在一個優(yōu)選的實施例中，如圖1所示，所述在線化學(xué)反應(yīng)槽3外設(shè)有加熱套32。所述加熱套32的加熱溫度彡150 °C，優(yōu)選為100-150 °C。
[0077]在一個優(yōu)選的實施例中，如圖1所示，所述制備系統(tǒng)還包括有送料器4，所述送料器4將反應(yīng)前驅(qū)體溶液41輸送到所述在線化學(xué)反應(yīng)槽3中。所述送料器4為定時定量送料器，可以調(diào)節(jié)在一定時間內(nèi)反應(yīng)前驅(qū)體溶液41輸送到在線化學(xué)反應(yīng)槽3的用量。所述反應(yīng)前驅(qū)體溶液41為含有銀元素的水溶液，所述銀元素為銀原子或銀離子，所述含有銀元素的水溶液優(yōu)選為硝酸銀水溶液、硫酸銀水溶液中的任意一種或兩種混合。
[0078]在一個優(yōu)選的實施例中，如圖1所示，所述在線化學(xué)反應(yīng)槽3內(nèi)設(shè)置有還原劑31。所述還原劑31選自月桂酸、葡萄糖、乙二醇、硼氫化硼鈉、硼氫化鉀、四丁基溴化銨(TBAB)中的任意一種或多種組合。
[0079]在一個優(yōu)選的實施例中，如圖1所示，所述一維線形電極8在在線化學(xué)反應(yīng)槽3中通過反應(yīng)前驅(qū)體溶液41與還原劑31反應(yīng)，在一維線形電極8表面包裹納米銀顆粒層。所述納米銀顆粒層的包裹厚度為10-60nm，優(yōu)選為20-50nm。
[0080]在一個優(yōu)選的實施例中，如圖1所示，所述銀漿包裹裝置5內(nèi)設(shè)置有銀漿材料51。所述銀漿包裹裝置5為上寬下窄的中空結(jié)構(gòu)，底部設(shè)有開口的磁嘴52。所述磁嘴52末端為出線口，用于一維線性電極8的通過。
[0081]在一個優(yōu)選的實施例中，如圖1所示，所述一維線形電極8在所述銀漿包裹裝置5內(nèi)，通過銀漿材料51對包裹有納米銀顆粒層的一維線形電極8的表面，再包裹銀漿層。所述銀漿層的厚度為200nm-9.99μπι0
[0082]在一個優(yōu)選的實施例中，如圖1所示，所述包裹后處理裝置6包括有超聲波共振裝置和低溫烘干裝置。所述包裹后處理裝置6設(shè)置在所述銀漿包裹裝置5的底部出線口。所述超聲波共振裝置為超聲波共振發(fā)生器。所述低溫烘干裝置選自紅外燈、加熱絲方式中任意一種的低溫烘干裝置，優(yōu)選為紅外燈、加熱絲等方式的低溫?zé)岷婵驹O(shè)備或裝置。所述烘烤的溫度〈150°(:，優(yōu)選為100-130°(:。
[0083]在一個優(yōu)選的實施例中，如圖1所示，所述收集安裝裝置7選自收線器或電極安裝設(shè)備中的任意一種。所述收線器是將包裹好的一維線形電極8收卷。所述電極安裝設(shè)備選自LED焊線機(jī)、太陽能電池電極熱壓設(shè)備、柔性顯示電極熱壓設(shè)備中的任意一種。所述電極安裝設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)一維線形電極8材料的在線安裝。包括以下兩種情況，所述電極安裝設(shè)備在所述一維線形電極8材料完成銀漿包裹后不烘干、不收卷，進(jìn)行在線安裝;所述電極安裝設(shè)備在所述一維線形電極8材料完成銀漿包裹后烘干、不收卷，進(jìn)行在線安裝。
[0084]下面結(jié)合圖1，說明本實用新型中一種納米銀包裹一維線形電極材料的制備系統(tǒng)的使用過程。
[0085]選用一定寬度直徑的一維線形電極8，通過放線器I放卷經(jīng)滾輪2輸送到在線化學(xué)反應(yīng)槽3中，通過在線化學(xué)反應(yīng)槽3中的還原劑31，與送料器4輸送到在線化學(xué)反應(yīng)槽3中的反應(yīng)前驅(qū)體溶液41反應(yīng)，在一維線形電極8表面包裹納米銀顆粒層。反應(yīng)過程中，通過加熱套32進(jìn)行加熱。
[0086]然后在銀漿包裹裝置5中通過銀漿材料51在材料表面再包裹一層銀漿層。包裹后的材料通過銀漿包裹裝置5底部設(shè)有開口的磁嘴52，經(jīng)磁嘴52末端出線口，進(jìn)入包裹后處理裝置6 ο通過超聲波共振裝置進(jìn)行共振處理，然后通過低溫烘干裝置進(jìn)行烘干處理，收線器7收卷;或者，通過超聲波共振裝置進(jìn)行共振處理，不進(jìn)行烘干處理，不收卷，由電極安裝設(shè)備直接進(jìn)行在線安裝;或者，通過超聲波共振裝置進(jìn)行共振處理，然后通過低溫烘干裝置進(jìn)行烘干處理，不收卷，由電極安裝設(shè)備直接進(jìn)行在線安裝。
[0087]實施例1
[0088]選用寬度直徑為10_12μπι的銅絲，在如圖1所示的裝置上進(jìn)行包裹，通過放卷經(jīng)滾輪2輸送到在線化學(xué)反應(yīng)槽3中，通過反應(yīng)前驅(qū)體溶液41與還原劑31反應(yīng)，采用化學(xué)鍍方法在銅絲表面第一次制備20-50nm厚的納米銀顆粒層，其中，反應(yīng)前驅(qū)體溶液41為硝酸銀水溶液，還原劑31為月桂酸，兩者加入的摩爾濃度之比為1:5。
[0089]然后在銀漿包裹裝置5中采用拉絲法在材料表面進(jìn)行包裹一層銀漿層。銀漿材料51中導(dǎo)電填料比例為82 % ;無機(jī)漿料為比例為4 %氧化鉍、I %氧化硅、2 %的低熔點玻璃粉;有機(jī)漿料的比例為11 %。其中，有機(jī)漿料中10 %為分散劑PVP，15 %粘結(jié)劑乙基纖維素，其它75%為載體溶劑。復(fù)合絲完成包裹后在130°C烘烤、收卷，通過溫度為350-450°C的熱壓工藝在硅基板上形成規(guī)則排列的電極。
[0090]用于制備硅基太陽能電池的柵電極時，銀漿材料中導(dǎo)電填料選擇顆粒尺寸為20-1OOnm的納米銀，將在硅基板上形成規(guī)則排列的電極材料經(jīng)過700 V高溫?zé)Y(jié)工藝，完成高附著力、導(dǎo)通氮化硅層的電極制備。與現(xiàn)有技術(shù)所制備的銀柵電極比，本專利的柵電極線寬可從絲印工藝的50μηι降至20-30μηι，且本工藝增加了無機(jī)楽料使其不需要制備單獨的氧化物層既可實現(xiàn)氮化硅層的貫穿，使電極處理溫度從傳統(tǒng)工藝的800-1200°C降低至800°C以下。
[0091]用于制備薄膜太陽能電池的柵電極時，基板材質(zhì)為非晶硅或銅銦錫或有機(jī)材料，銅-銀復(fù)合絲的制備工藝相通，銀漿材料中導(dǎo)電填料顆粒尺寸含有小于10nm的納米銀，在300-350°C的較低溫度時就開始出現(xiàn)熔融狀態(tài)，使其在低溫到高溫700°C連續(xù)加溫后，比傳統(tǒng)材料工藝制備的電極具有更強(qiáng)的結(jié)合力。
[0092]實施例2
[0093]硅基太陽能電池封裝用背電極鋁帶寬為0.3mm，厚度為0.02mm，為了獲得更高導(dǎo)電性和附著力，在如圖1所示的裝置上進(jìn)行包裹，通過放卷經(jīng)滾輪2輸送到在線化學(xué)反應(yīng)槽3中，通過反應(yīng)前驅(qū)體溶液41與還原劑31反應(yīng)，采用表面化學(xué)鍍方法在0.1mm寬鋁箔帶表面包裹一層厚度為50nm左右的粗糙的銀膜，該膜具有較強(qiáng)的粘附力。其中，反應(yīng)前驅(qū)體溶液41為硫酸銀水溶液，還原劑31為乙二醇，兩者加入的摩爾濃度之比為1:2。
[0094]然后，在鋁帶安裝電極應(yīng)用的安裝線前端，使用輥壓涂膜法在鋁帶表面進(jìn)行涂敷一層銀漿材料。納米銀漿中導(dǎo)電填料的比例為82%，導(dǎo)電填料中80%為納米銀顆粒，20%為納米銀片;無機(jī)漿料為比例為5%的低熔點玻璃粉;有機(jī)漿料的比例為13%。其中，有機(jī)漿料中為20 %分散劑明膠，30 %粘結(jié)劑EVA，其它50 %為載體溶劑。復(fù)合絲完成包裹后在100 °C烘烤后，連接到太陽能電池背電極制備設(shè)備，通過熱壓或電弧焊接實現(xiàn)電極的貼覆在太陽能電池器件上。最后經(jīng)500°C燒結(jié)30min后，實現(xiàn)背電極作用，并與基板有良好的粘附性。與傳統(tǒng)工藝比，該工藝制備的復(fù)合電極寬度僅為0.2-0.25_，尺寸小于傳統(tǒng)工藝電極，且由于低玻粉的添加，具備與襯底更強(qiáng)的結(jié)合力。
[0095]實施例3
[0096]選用銅絲在如圖1所示的裝置上進(jìn)行包裹，通過放卷經(jīng)滾輪2輸送到在線化學(xué)反應(yīng)槽3中，通過反應(yīng)前驅(qū)體溶液41與還原劑31反應(yīng)，采用化學(xué)置換反應(yīng)在銅線表面包裹一層高附著力的銀納米顆粒，其中，反應(yīng)前驅(qū)體溶液41為硝酸銀水溶液，還原劑31為四丁基溴化銨，兩者加入的摩爾濃度之比為1:8。
[0097]然后在銀漿包裹裝置5中在材料表面進(jìn)行涂覆一層銀漿材料51。銀漿材料51中導(dǎo)電填料比例為80 %，導(dǎo)電填料為尺寸20-50nm的銀納米顆粒；無機(jī)楽料為比例為5 %納米Ag3Sn;有機(jī)漿料為比例為15 %的粘結(jié)劑。其中，有機(jī)漿料為18 %分散劑CTAB ,17%粘結(jié)劑水性丙烯酸樹脂，其它65%為載體溶劑。銅絲表面完成銀漿的包裹后，經(jīng)130°C低溫烘干后，將銀包銅絲卷繞，在LED芯片進(jìn)行電極連接時直接使用。
[0098]通過上述制備方法可知，LED器件封裝中引線鍵合使用的各種規(guī)格銅絲，其成本只有金絲的1/3 —1/10;電學(xué)性能和熱學(xué)性能高，可以承載大電流，不僅用于功率器件，也應(yīng)用于高密度集成電路封裝。但是銅容易被氧化，鍵合工藝不穩(wěn)定，因此在其表面包裹一層銀膜，會對其應(yīng)用有更好的拓展，提高了其抗氧化性能。
[0099]實施例4
[0100]選用直徑為20-30的銅絲，在如圖1所示的裝置上進(jìn)行包裹，通過放卷經(jīng)滾輪2輸送到在線化學(xué)反應(yīng)槽3中，通過反應(yīng)前驅(qū)體溶液41與還原劑31反應(yīng)，采用化學(xué)置換反應(yīng)在銅線表面包裹一層高附著力的銀納米顆粒，其中，反應(yīng)前驅(qū)體溶液41為硝酸銀水溶液，還原劑31為葡萄糖，兩者加入的摩爾濃度之比為1:6。
[0101]然后在銀漿包裹裝置5中在材料表面進(jìn)行涂覆一層銀漿材料51。銀漿材料51中導(dǎo)電填料比例為85%，導(dǎo)電填料為尺寸20-50nm的銀納米顆粒;此處由于用于柔性低溫襯底，因此未添加無機(jī)漿料;有機(jī)漿料為比例為15 %的粘結(jié)劑。其中，有機(jī)漿料為15 %分散劑PVP，15%粘結(jié)劑乙基纖維素，其它70%為載體溶劑。銅絲表面完成銀漿的包裹后，經(jīng)100°C低溫烘干后，可通過卷繞收集，也可直接用于柔性PET或PI或PE襯底上的電極制備，采用140-150°C的熱壓成形，在較低的處理溫度下即可完成電極的貼附和燒結(jié)。
[0102]通過上述制備方法可知，在柔性顯示器件的制作過程中，經(jīng)常用到熱壓形柔性導(dǎo)電電路和低溫納米銀獎，由于分辨率低，薄膜裂縫等導(dǎo)致柔性襯底上的電極經(jīng)常出現(xiàn)缺陷。采用較低的處理溫度的本工藝制備的不同粗細(xì)的銅銀復(fù)合絲制作柔性電路上的電極可以克服柔性電極易斷裂，易剝離等技術(shù)問題。
[0103]綜上所述，本實用新型提供的一種納米銀包裹一維線形電極材料的制備系統(tǒng)，能夠獲得納米銀包裹一維線形電極材料，可以減小電極線寬尺寸，提高粘附力，同時還能降低制造與使用成本，實現(xiàn)金屬電極線/絲/帶的抗氧化性、高導(dǎo)電性、高浸潤性等性能。所以，本實用新型有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。
[0104]上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用于限制本實用新型。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本實用新型的精神及范疇下，對上述實施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本實用新型的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項】
1.一種納米銀包裹一維線形電極材料的制備系統(tǒng)，其特征在于，包括有放線器(I)、滾輪(2)、在線化學(xué)反應(yīng)槽(3)、銀漿包裹裝置(5)、包裹后處理裝置(6)、收集安裝裝置(7)、一維線形電極(8)，所述放線器(I)將一維線形電極(8)放卷后，所述一維線形電極(8)通過多個滾輪(2)滾動輸送，依次經(jīng)過在線化學(xué)反應(yīng)槽(3)、銀漿包裹裝置(5)、包裹后處理裝置(6)、收集安裝裝置(7)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米銀包裹一維線形電極材料的制備系統(tǒng)，其特征在于，所述一維線形電極(8)的直徑為15-50μηι。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米銀包裹一維線形電極材料的制備系統(tǒng)，其特征在于，所述在線化學(xué)反應(yīng)槽(3)外設(shè)有加熱套(32)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米銀包裹一維線形電極材料的制備系統(tǒng)，其特征在于，所述制備系統(tǒng)還包括有送料器(4)，所述送料器(4)將反應(yīng)前驅(qū)體溶液(41)輸送到所述在線化學(xué)反應(yīng)槽(3)中。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米銀包裹一維線形電極材料的制備系統(tǒng)，其特征在于，所述在線化學(xué)反應(yīng)槽(3)內(nèi)設(shè)置有還原劑(31)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米銀包裹一維線形電極材料的制備系統(tǒng)，其特征在于，所述銀漿包裹裝置(5)內(nèi)設(shè)置有銀漿材料(51)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米銀包裹一維線形電極材料的制備系統(tǒng)，其特征在于，所述銀漿包裹裝置(5)為上寬下窄的中空結(jié)構(gòu)，底部設(shè)有開口的磁嘴(52)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米銀包裹一維線形電極材料的制備系統(tǒng)，其特征在于，所述包裹后處理裝置(6)包括有超聲波共振裝置和低溫烘干裝置。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的納米銀包裹一維線形電極材料的制備系統(tǒng)，其特征在于，所述超聲波共振裝置為超聲波共振發(fā)生器;所述低溫烘干裝置選自紅外燈、加熱絲方式中任意一種的低溫烘干裝置。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的納米銀包裹一維線形電極材料的制備系統(tǒng)，其特征在于，所述收集安裝裝置(7)選自收線器或電極安裝設(shè)備中的任意一種。
【文檔編號】H01L31/18GK205723561SQ201620367397
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月27日
【發(fā)明人】張哲娟, 孫卓
【申請人】上海納晶科技有限公司