CN105575463B - 一种用于多晶硅基底的银浆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于多晶硅基底的银浆，它包括以下质量分数的组分：纳米银颗粒60~70%；环氧树脂8~20%；松油醇2~6%；松节油2~6%；苯甲醇3~4%；邻苯二甲酸二丁酯1.5~3%；磷酸三丁酯0.5~3%。本发明用于多晶硅基底的银浆，通过采用特定组分和含量的银浆，能够使其与多晶硅基底具有高度的匹配性，确保制得的阴极银浆栅线粘结性牢固且具有较高的导电性。本发明用于多晶硅基底的银浆的制备方法，工艺简单、可实现产业化，易操作。

Description

一种用于多晶硅基底的银浆及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种银浆，具体涉及一种用于多晶硅基底的银浆及其制备方法。
背景技术
随着工业发展以及人类活动的增加，人类对能源的消耗日趋增大，而地下非可再生的矿物能源逐渐短缺，能源供需矛盾日益激化，能源问题已经成为影响人类生存和发展关键的问题之一。因此，开发利用新型的，环保的，可再生的能源已是耽误之急。
太阳能作为一种可再生的清洁能源，已经广泛应用于人们的实际生活中，其中太阳能电池应用最早，技术也最成熟。现阶段，多晶硅太阳能电池应用最早，技术也最成熟。而银浆作为制备多晶硅基太阳能电池正面电极的主要原材料，对太阳能电池的性能有重要影响。而中国市场中制备多晶硅基太阳能电池所用的正面银浆几乎依靠进口，因此对多晶硅基太阳能电池正面银浆的研究工作至关重要。
发明内容
本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种用于多晶硅基底的银浆。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于多晶硅基底的银浆，它包括以下质量分数的组分：
优化地，它包括以下质量分数的组分：
进一步地，它包括以下质量分数的组分：
本发明的又一目的在于提供一种上述用于多晶硅基底的银浆的制备方法，它包括以下步骤：
(a)制备纳米银颗粒；
(b)将所述纳米银颗粒与其它配方组分混合制得纳米银浆。
优化地，还包括步骤(c)将所述纳米银浆印制于多晶硅基底上后进行低温干燥。
优化地，步骤(a)中，所述纳米银颗粒是将银氨溶液和反应液混合后再加入还原剂反应制得。
进一步地，步骤(b)中，所述纳米银颗粒与其它配方组分混合为向所述纳米银颗粒依次加入环氧树脂、松油醇、松节油、苯甲醇、邻苯二甲酸二丁酯和磷酸三丁脂。
进一步地，所述银氨溶液由硝酸银、去离子水和浓氨水混合搅拌制得。
进一步地，所述反应液由聚乙烯吡咯烷酮、氨水和去离子水混合搅拌制得。
进一步地，所述低温干燥温度为90～100℃，所述纳米银颗粒的粒径为30nm～50nm。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明用于多晶硅基底的银浆，通过采用特定组分和含量的银浆，能够使其与多晶硅基底具有高度的匹配性，确保制得的阴极银浆栅线粘结性牢固且具有较高的导电性。本发明用于多晶硅基底的银浆的制备方法，工艺简单、可实现产业化，易操作。
具体实施方式
本发明用于多晶硅基底的银浆，它包括以下质量分数的组分：纳米银颗粒60～70％；环氧树脂8～20％；松油醇2～6％；松节油2～6％；苯甲醇3～4％；邻苯二甲酸二丁酯1.5～3％；磷酸三丁酯0.5～3％。通过采用特定组分和含量的银浆，能够使其与多晶硅基底具有高度的匹配性，确保制得的阴极银浆栅线粘结性牢固且具有较高的导电性。
上述用于多晶硅基底的银浆优选包括以下质量分数的组分：纳米银颗粒62％～68.5％、环氧树脂15％～19％、松油醇4％～5％、松节油4％～5％、苯甲醇3％～4％、邻苯二甲酸二丁酯1.5％～2％、磷酸三丁酯0.5％～2％；进一步优选，纳米银颗粒67.5％、环氧树脂16.5％、松油醇5％、松节油5％、苯甲醇3％、邻苯二甲酸二丁酯1.5％、磷酸三丁酯1.5％，该比例的银浆以及由该银浆制得的阴极银浆栅线具有高电导率。
上述用于多晶硅基底的银浆的制备方法，它包括以下步骤：(a)制备纳米银颗粒；(b)将所述纳米银颗粒与其它配方组分混合制得纳米银浆。该方法工艺简单、可实现产业化，易操作。它还包括步骤(c)将所述纳米银浆印制于多晶硅基底上后进行低温干燥，以制得阴极银浆栅线。
步骤(a)中，所述纳米银颗粒是将银氨溶液和反应液混合后再加入还原剂反应制得；所述银氨溶液由硝酸银、去离子水和浓氨水在25℃～30℃混合搅拌制得，银氨溶液各成分质量含量为：硝酸银12～14％、去离子水72％～76％、浓氨水12％～14％，浓氨水中NH3的质量含量为55％～60％；所述反应液由聚乙烯吡咯烷酮、氨水和去离子水在40℃～60℃混合搅拌制得，反应液各成分质量含量为：聚乙烯吡咯烷酮0.7～1％，氨水7～10％，去离子水89～92.3％，氨水中NH3的质量含量为25％～28％。还原剂为硼氢化钠溶液，它在银氨溶液和反应液混合后得到的混合液变为浅黄色后加入，硼氢化钠溶液的浓度为0.334mol/L～0.4mol/L，体积为90ml～100ml。通过选用硝酸银为原料，利用化学还原方法制备出纳米银颗粒，制得的纳米银颗粒大小均一且分散均匀(纳米银颗粒的粒径为30nm～50nm)；配制的反应液能防止最终产物氧化，避免影响品质；加入硼氢化钠使得纳米银颗粒产量最大化；这样能降低成本并保证纳米银浆的产品质量。
步骤(b)中，所述纳米银颗粒与其它配方组分混合优选为向所述纳米银颗粒依次加入环氧树脂、松油醇、松节油、苯甲醇、邻苯二甲酸二丁酯和磷酸三丁脂；步骤(c)中，所述低温干燥温度为90～100℃。
下面将结合实施例对本发明进行进一步说明。
实施例1
本实施例提供一种用于多晶硅基底的银浆及其制备方法，具体为：
首先以质量比14％的硝酸银、73％的去离子水、13％的浓氨水(NH3的质量含量为55％)为原料混合搅拌配制银氨溶液，搅拌温度为25℃；然后将质量比为0.7％的聚乙烯吡咯烷酮、7.3％的氨水(NH3的质量含量为25％)与92％的去离子水在40℃水浴加热搅拌混合制成反应液；再将两种溶液(体积比为1:7)在40℃水浴加热搅拌条件下混合；待混合液变为浅黄色后，加入0.34mol/L硼氢化钠溶液90ml，待沉淀生成后，提取沉淀，50℃烘干研磨得平均粒径为30nm的纳米银粉。
向得到的纳米银颗粒中按比例分别加入环氧树脂、松油醇、松节油、苯甲醇、邻苯二甲酸二丁酯和磷酸三丁脂，使它们的质量比分别为：67.5％、16.5％、5％、5％、3％、1.5％、1.5％；充分混合搅拌24小时后制成纳米银浆。以制备的银浆为原料，采用丝网印刷的方式在多晶硅基底上印制银浆，在90℃低温干燥得栅线。
实施例2
本实施例提供一种用于多晶硅基底的银浆及其制备方法，具体为：
首先以质量比13.5％的硝酸银、74％的去离子水和12.5％的浓氨水(NH3的质量含量为60％)为原料混合搅拌配制银氨溶液，搅拌温度为30℃；然后将质量比0.8％的聚乙烯吡咯烷酮、10％的氨水(NH3的质量含量为28％)与89.2％的去离子水在60℃水浴加热搅拌混合制成反应液；再将两种溶液(体积比为1:7)在60℃水浴加热搅拌条件下混合；待混合液变为浅黄色后，加入0.4mol/L硼氢化钠溶液100ml，待沉淀生成后，提取沉淀，50℃烘干研磨得平均粒径为50nm的纳米银粉。
向得到的纳米银颗粒中按比例分别加入环氧树脂、松油醇、松节油、苯甲醇、邻苯二甲酸二丁酯和磷酸三丁脂，使它们的质量比分别为：66％、18％、4.5％、4.5％、4％、1.5％和1.5％，充分混合搅拌24小时后制成纳米银浆。以制备的银浆为原料，采用丝网印刷的方式在多晶硅基底上印制银浆，在100℃低温干燥得栅线。
实施例3
本实施例提供一种用于多晶硅基底的银浆及其制备方法，具体为：
首先以质量比12.5％的硝酸银、75.5％的去离子水和12％的浓氨水(NH3的质量含量为58％)为原料混合搅拌配制银氨溶液，搅拌温度为28℃；然后将质量比0.9％的聚乙烯吡咯烷酮、9％的氨水(NH3的质量含量为26％)与90.1％的去离子水在50℃水浴加热搅拌混合制成反应液；再将两种溶液(体积比为1:7)在50℃水浴加热搅拌条件下混合；待混合液变为浅黄色后，加入0.35mol/L硼氢化钠溶液95ml，待沉淀生成后，提取沉淀，50℃烘干研磨得平均粒径为40nm的纳米银粉。
向得到的纳米银颗粒中按比例分别加入环氧树脂、松油醇、松节油、苯甲醇、邻苯二甲酸二丁酯和磷酸三丁脂，使它们的质量比分别为：68.5％、17％、5％、4％、3％、1.5％和1％，充分混合搅拌24小时后制成纳米银浆。以制备的银浆为原料，采用丝网印刷的方式在多晶硅基底上印制银浆，在95℃低温干燥得栅线。
实施例4
本实施例你提供一种用于多晶硅基底的银浆及其制备方法，它的步骤和参数与实施例1中的基本相同，不同的是，纳米银浆中各组分的质量比为：：64.5％、18.5％、5％、5％、4％、1.5％、1.5％。
实施例5
本实施例你提供一种用于多晶硅基底的银浆及其制备方法，它的步骤和参数与实施例1中的基本相同，不同的是，纳米银浆中各组分的质量比为：69.5％、14.5％、5％、5％、2％、2.5％、1.5％。
样品编号 固含量(％) 银浆方阻(10-3Ω/cm3)
1 67.5％ 4.68
4 64.5％ 13.75
5 69.5％ 7.69
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于多晶硅基底的银浆，其特征在于，它由以下质量分数的组分组成：
纳米银颗粒 60~70%；
环氧树脂 8~20%；
松油醇 2~6%；
松节油 2~6%；
苯甲醇 3~4%；
邻苯二甲酸二丁酯 1.5~3%；
磷酸三丁酯 0.5~3%。
2.根据权利要求1所述的用于多晶硅基底的银浆，其特征在于，它由以下质量分数的组分组成：
纳米银颗粒 62%~68.5%；
环氧树脂 15%~19%；
松油醇 4%~5%；
松节油 4%~5%；
苯甲醇 3%~4%；
邻苯二甲酸二丁酯 1.5%~2%；
磷酸三丁酯 0.5%~2%。
3.根据权利要求2所述的用于多晶硅基底的银浆，其特征在于，它由以下质量分数的组分组成：
纳米银颗粒 67.5%；
环氧树脂 16.5%；
松油醇 5%；
松节油 5%；
苯甲醇 3%；
邻苯二甲酸二丁酯 1.5%；
磷酸三丁酯 1.5%。
4.权利要求1至3中任一所述用于多晶硅基底的银浆的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：
（a）制备纳米银颗粒；所述纳米银颗粒是将银氨溶液和反应液混合后变为浅黄色，再加入还原剂反应制得，所述银氨溶液由硝酸银、去离子水和浓氨水混合搅拌制得，所述反应液由聚乙烯吡咯烷酮、氨水和去离子水混合搅拌制得；
（b）将所述纳米银颗粒与其它配方组分混合制得纳米银浆；所述纳米银颗粒与其它配方组分混合为向所述纳米银颗粒依次加入环氧树脂、松油醇、松节油、苯甲醇、邻苯二甲酸二丁酯和磷酸三丁脂；
（c）将所述纳米银浆印制于多晶硅基底上后进行低温干燥，所述低温干燥温度为90~100℃。
5.根据权利要求4所述用于多晶硅基底的银浆的制备方法，其特征在于：所述纳米银颗粒的粒径为30nm~50nm。
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