太陽能電池正面電極漿料用銀粉及製備方法和應用與流程

2023-05-26 23:36:51

本發明涉及銀粉的製備領域，具體是指一種太陽能電池正面電極漿料用銀粉。

背景技術：

隨著太陽能電池的研發與使用，促使太陽能電池使用的導電銀漿也在不斷的更新換代、不斷改進，其對銀粉的要求也在不斷提高，尤其是球形銀粉。球形銀粉作為銀漿料的主體，經與玻璃粉和有機載體調成漿料，絲網印刷到矽片上，燒結後形成導電網絡結構，廣泛應用於太陽能電池正面電極。

現有技術中，銀粉的製備一般採用化學還原法製備，其工藝一般採用硝酸銀為銀源，通過還原劑還原生成銀粉，化學還原法製備銀粉需要使用分散劑對銀粉進行表面包覆，以利於在漿料中的分散軋漿。分散劑的種類和用量影響銀粉表面有機物的殘留量，殘留越多，對漿料的粘度、流變影響越大。

隨著太陽能電池正面電極柵線的要求越來越細，高寬比越來越高，適合印刷的面電極漿料的流變特性要求越來越高，其中佔比達90%的銀粉性能至關重要，除了常規的粒徑大小、振實密度等參數外，銀粉製備過程的有機殘留和種類，對漿料的製備影響越來越大。

因此獲得高分散微米或亞微米尺寸的球狀超細銀粉是提高太陽能電池性能的關鍵因素之一。此外，銀粉的大批生產較為困難，工藝操作複雜，質量難以保證。

技術實現要素：

本發明的目的是為了克服現有技術存在的缺點和不足，而提供一種有效控制銀粉表面性質和熱失重、分散性好太陽能電池正面電極漿料用銀粉的製備方法。

本發明的另一個目的是提供一種太陽能電池正面電極漿料用銀粉。

本發明的第三個目的是提供一種銀粉用於太陽能電池正面電極漿料的應用。

為實現本發明的第一個目的，其技術方案是包括以下步驟：

（1）配製含銀溶液，銀濃度為10-100g/l，保溫20-90℃；

（2）配製含還原劑的還原液，保溫10-100℃，該還原劑常溫下為液相、分子量小於100的化合物；

（3）將ph調節劑加入至含銀溶液或還原液，該ph調節劑為常溫下為液相的化合物；

（4）配製含液相分散劑的分散劑溶液，將還原液、含銀溶液、分散劑溶液快速混合，發生還原反應生成銀粉，經固液分離、清洗，並在100℃以下乾燥，粉碎篩分得到超細銀粉。

進一步設置是液相分散劑為包括亞油酸、油酸、矽油或丁胺中的一種或多種組合。

進一步設置是所述的還原劑為甲醛、水合聯氨或雙氧水中的一種或多種組合。

進一步設置是ph調節劑為液相的氨水或乙醇胺中的一種或多種組合。

進一步設置是所述的含銀溶液為硝酸銀溶液或銀氨溶液。

進一步設置是所述的步驟（4）的清洗包括純水洗滌、丙酮或乙醇清洗。

為實現本發明的第二個目的，其技術方案是：通過所述方法製備得到，該銀粉的粒徑大小為0.8-2.0μm，銀粉熱失重在0.6%以下。

進一步設置是銀粉熱失重在＜0.4%。進一步設置是銀粉熱失重＜0.2%。

為實現本發明的第三個目的，其技術方案是將所述的銀粉用於配製成太陽能電池正面電極漿料。

本發明的創新機理和有益效果是：

本發明所用的還原劑、ph調節劑和分散劑均採用液相物質。該物質的選擇，能夠在還原成銀粉的過程中，減少反應時在晶界殘留，從而降低熱失重，並且有效降低銀粉表面的有機物殘留，提高銀粉分散性，同時在配製成銀漿時降低其粘度，提高其印刷性能，從而滿足太陽能電池性能要求。

下面結合具體實施方式對本發明做進一步介紹。

具體實施方式

下面通過實施例對本發明進行具體的描述，只用於對本發明進行進一步說明，不能理解為對本發明保護範圍的限定，該領域的技術工程師可根據上述發明的內容對本發明作出一些非本質的改進和調整。

實施例1

200g硝酸銀溶解於去離子水，添加質量濃度為25%的氨水，氨水與硝酸銀的質量比例為2:1，攪拌均勻，配製成銀濃度為75g/l、溫度為45℃的銀氨溶液。將水合聯氨配製成濃度為20%，溫度為45℃的水溶液，按銀重量0.5%的比例添加矽油，攪拌均勻。將含銀溶液和水合聯氨溶液快速混合，沉澱銀粉經過濾、去離子水洗滌、80℃乾燥，粉碎過篩得成品。538℃灼燒1hr，灼燒損失0.12%。

實施例2

200g硝酸銀溶解於去離子水，添加質量濃度為25%的氨水，氨水與硝酸銀的質量比例為2:1，攪拌均勻，配製成銀濃度30g/l，溫度為35℃的含銀溶液。將水合聯氨配製成濃度為20%，溫度為35℃的水溶液，攪拌均勻。將含銀溶液和水合聯氨溶液快速混合，反應完成後按銀重量1.0%的比例添加油酸，沉澱銀粉經過濾、去離子水洗滌、80℃乾燥，粉碎過篩得成品。538℃灼燒1hr，灼燒損失0.18%。

實施例3

200g氧化銀分散於去離子水，添加質量濃度為25%的氨水，氨水與氧化銀的質量比例為4:1，攪拌溶解，配製成銀濃度為15g/l，溫度為55℃的銀氨溶液，然後按銀粉重量的0.3%添加油酸，混合均勻。將常溫態的甲醛溶液（wt%=35%）勻速滴加至銀氨溶液，沉澱銀粉經過濾、去離子水洗滌、80℃乾燥，丙酮洗滌，粉碎過篩得成品。538℃灼燒1hr，灼燒損失0.35%。

實施例4

200g硝酸銀溶解於去離子水，配製成銀濃度,30g/l，溫度為45℃的含銀溶液。將水合聯氨配製成濃度為20%，添加100ml質量濃度為25%的氨水，攪拌均勻，調整溫度為45℃，攪拌均勻得到還原液。將硝酸銀溶液和還原液快速混合，反應完成後按銀重量1.0%的比例添加油酸，沉澱銀粉經過濾、去離子水洗滌、80℃乾燥，粉碎過篩得成品。538℃灼燒1hr，灼燒損失0.13%。

對比例1

200g硝酸銀溶解於去離子水，配製成銀濃度,30g/l，溫度為45℃的含銀溶液。將維生素c配製成濃度為20%，添加100ml質量濃度為25%的氨水，攪拌均勻，調整溫度為45℃，攪拌均勻得到還原液。將硝酸銀溶液和還原液快速混合，反應完成後按銀重量1.0%的比例添加硬脂酸，沉澱銀粉經過濾、去離子水洗滌、80℃乾燥，乙醇清洗，粉碎過篩得成品。538℃灼燒1hr，灼燒損失0.92%。

應用實施例

上述銀粉按如下過程分別配製成漿料，採用上述製備的銀粉89份，乙基纖維素溶解於丁基卡必醇醋酸酯形成的有機載體8份，玻璃粉為2.5份，其他助劑0.5份，經混合機混合均勻，在三輥研磨機上輥軋至細度5-9微米，不小於400目篩網過濾；通過絲網印刷工藝形成太陽能電池片（156×156規格）的面電極，經鏈帶燒結爐燒結，產品性能檢測結果見附表。使用brookfielddv-ii粘度計測試漿料粘度，應用3d雷射顯微鏡、iv測試儀測試高寬比、rs和轉換效率。