CN107538015A - 太阳能电池正面银浆用银粉及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种太阳能电池正面银浆用银粉，包括以下组份：硝酸银0.2‑0.4mol·L^‑1、还原剂1.0‑1.8mol·L^‑1、分散剂5‑10wt％。制备方法如下：(1)超纯水溶解硝酸银，加入分散剂，调节pH至3‑5，得硝酸银溶液；(2)超纯水溶解还原剂，调节pH至3‑5，得还原剂溶液；(3)将硝酸银溶液加入到还原剂溶液中反应，温度45‑55℃，充分反应后离心取沉淀；(4)沉淀洗净干燥得到银粉。本发明方法制备的银粉粉末的特性参数：形貌为球形，平均粒度在0.8μm左右，粒度分布0.37‑1.04μm，属于亚微米银粉，分散性良好，团聚因子达到了本发明所制备的银粉的最高值，即12.44，振实密度也可达4.9g·cm^‑3，各项性能参数都达到了预期目标。

Description

太阳能电池正面银浆用银粉及其制备方法

技术领域

本发明属于太阳能电池制造领域，具体涉及一种太阳能电池正面银浆用银粉及其制备方法。

背景技术

对于太阳能电池正面银装用的银粉来说，一般要达到微米或亚微米大小的粒径。国内外对超细银粉的研究已较为深入，有大量的文献报道，有的达到微米级、亚微米级，有的甚至可以达到纳米级，太阳能电池正面银装用的通常为微米或亚微米银粉，纳米的较少使用。尽管纳米银粉由于易团聚在太阳能电池中应用较少，但其制备方法对制备微米/亚微米银粉有很大的参考价值。国外对于太阳能电池的银粉的研究已经较为成熟；而国内制得的银粉，有一定范围的大小和形状，但绝大多数分散性较差，团聚严重，振实密度低，与太阳能电池正面银浆的要求还有相当大的距离，同时与国际水平还有一定的差距，需要进一步深入的研究。

对于太阳能电池，通常是把Ag浆丝网印刷在已涂有SiNx减反射膜的Si基板上，形成正面栅线及正反面的电极，用于收集传输太阳光转化而来的电。这类厚膜首先要经高分辩率的丝网印刷，所以细度必须要小，而银粉的形貌、粒度和分散性，直接影响丝网印刷的效果，为此，需要制得高分散的球形微米/亚微米银粉。另外，使银浆具有适宜的粘度，良好的流平性和触变性。粘度过大，难以印刷成形，会形成断线、断点等缺陷；粘度过小，容易流淌，形不成规则的线条。流平性过大，容易流淌；流平性过小，形成栅线的栅线不光滑；触变性过小，高宽比低，电池的光电转化效率就会偏低。另外，该装料必须化学稳定性好，保存期要长。穿透减反射膜能力强，形成的厚膜附着力强，具有良好的欧姆接触。生成的电池片要有良好的电性能。

国内外专门报道关于太阳能电池正面用银浆的相关文献都较少，有待进一步深入的研究，这还有大量的工作需要做。总的来说，我国太阳能电池正面银装及相关材料的技术水平与国际水平相比，还存在很大的差距，尤其是银粉在性能、批次一致性、批次稳定性和生产规模等方面还不能满足客户需求，真正要达到全球一流水平还有较长的路要走。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种形态良好、粒径分布均匀、振实密度符合太阳能电池正面银浆用银粉要求、导电性能优良的银粉。

一种太阳能电池正面银浆用银粉，包括以下组份：硝酸银0.2-0.4mol·L^-1、还原剂1.0-1.8mol·L^-1、分散剂5-10wt％。

所述还原剂选自水合肼、抗坏血酸、葡萄糖或甲醛中的一种或几种。

所述分散剂选自PVP、明胶、聚乙二醇、油酸、聚乙二醇、聚乙稀醇、***树胶、柠檬酸三钠或吐温80中的一种或几种。

一种太阳能电池正面银浆用银粉的制备方法，步骤如下：

(1)超纯水溶解硝酸银，加入分散剂，调节pH至3-5，得硝酸银溶液；

(2)超纯水溶解还原剂，调节pH至3-5，得还原剂溶液；

(3)将硝酸银溶液加入到还原剂溶液中反应，温度45-55℃，充分反应后离心取沉淀；

(4)沉淀洗净干燥得到银粉。

所述步骤(1)、(2)中pH调节采用28wt％的氨水或进行浓硝酸调节。

所述步骤(3)中硝酸银一边搅拌一边加到正在搅拌中的还原剂溶液中，搅拌速度为150-250rpm。

所述步骤(3)中硝酸银的滴加速度为0.6-0.7mL·s^-1。

所述步骤(4)中沉淀洗涤方式为用超纯水搅拌洗涤三次，用无水乙醇搅伴洗涤三次。

所述步骤(4)中沉淀干燥方式为真空干燥箱中于55-65℃干燥12-24h，过500目筛，得到银粉备用。

本发明方法制备的银粉粉末的特性参数：形貌为球形，平均粒度在0.8μm左右，粒度分布0.37-1.04μm，属于亚微米银粉，分散性良好，团聚因子达到了本发明所制备的银粉的最高值，即12.44，振实密度也可达4.9g·cm^-3，各项性能参数都达到了预期目标。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例1

准确称取将一定量的硝酸银用超纯水溶解，加入明胶，用28wt％的氨水调节pH值到4，然后稀释到一定体积，使硝酸银浓度为0.2mol·L^-1、明胶浓度为5wt％。准确称取将一定量的抗坏血酸用超纯水溶解，用28wt％的氨水调节pH值到4，然后稀释到一定体积，使抗坏血酸浓度为1.8mol·L^-1。以200rpm一边搅拌一边将硝酸银溶液滴加到正在搅拌的还原剂溶液中，滴加速度为0.7mL·s^-1，继续搅拌，温度保持50℃，滴完后继续搅拌3分钟。用离心机将固液分离，用超纯水搅拌洗涤沉淀三次，用无水乙醇搅伴洗涤沉淀三次，放在真空干燥箱中于60℃干燥12h，过500目标准筛，得到银粉备用。

得到银粉粉末的特性参数为：形貌为球形，平均粒度在0.85μm左右，粒度分布0.39-1.01μm，属于亚微米银粉，分散性良好，团聚因子12.44，振实密度4.9g·cm^-3，各项性能参数都达到了预期目标。

实施例2

准确称取将一定量的硝酸银用超纯水溶解，加入明胶，用浓硝酸调节pH值到3，然后稀释到一定体积，使硝酸银浓度为0.3mol·L^-1、明胶浓度为10wt％。准确称取将一定量的抗坏血酸用超纯水溶解，用28wt％的浓硝酸调节pH值到3，然后稀释到一定体积，使抗坏血酸浓度为1.2mol·L^-1。以250rpm一边搅拌一边将硝酸银溶液滴加到正在搅拌的还原剂溶液中，滴加速度为0.6mL·s^-1，继续搅拌，温度保持45℃，滴完后继续搅拌4分钟。用离心机将固液分离，用超纯水搅拌洗涤沉淀三次，用无水乙醇搅伴洗涤沉淀三次，放在真空干燥箱中于65℃干燥24h，过500目标准筛，得到银粉备用。

得到银粉粉末的特性参数为：形貌为球形，平均粒度在0.81μm左右，粒度分布0.29-1.01μm，属于亚微米银粉，分散性良好，团聚因子12.11，振实密度4.8g·cm^-3，各项性能参数都达到了预期目标。

实施例3

准确称取将一定量的硝酸银用超纯水溶解，加入明胶，用28wt％的氨水调节pH值到5，然后稀释到一定体积，使硝酸银浓度为0.4mol·L^-1、明胶浓度为8wt％。准确称取将一定量的抗坏血酸用超纯水溶解，用28wt％的氨水调节pH值到5，然后稀释到一定体积，使抗坏血酸浓度为1.1mol·L^-1。以150rpm一边搅拌一边将硝酸银溶液滴加到正在搅拌的还原剂溶液中，滴加速度为0.7mL·s^-1，继续搅拌，温度保持55℃，滴完后继续搅拌5分钟。用离心机将固液分离，用超纯水搅拌洗涤沉淀三次，用无水乙醇搅伴洗涤沉淀三次，放在真空干燥箱中于55℃干燥18h，过500目标准筛，得到银粉备用。

得到银粉粉末的特性参数为：形貌为球形，平均粒度在0.88μm左右，粒度分布0.31-1.08μm，属于亚微米银粉，分散性良好，团聚因子12.23，振实密度5.1g·cm^-3，各项性能参数都达到了预期目标。

Claims (9)

1.一种太阳能电池正面银浆用银粉，其特征在于，包括以下组份：硝酸银0.2-0.4mol·L^-1、还原剂1.0-1.8mol·L^-1、分散剂5-10wt％。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池正面银浆用银粉，其特征在于，所述还原剂选自水合肼、抗坏血酸、葡萄糖或甲醛中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的太阳能电池正面银浆用银粉，其特征在于，所述分散剂选自PVP、明胶、聚乙二醇、油酸、聚乙二醇、聚乙稀醇、***树胶、柠檬酸三钠或吐温80中的一种或几种。

4.一种太阳能电池正面银浆用银粉的制备方法，其特征在于，步骤如下：

(1)超纯水溶解硝酸银，加入分散剂，调节pH至3-5，得硝酸银溶液；

(2)超纯水溶解还原剂，调节pH至3-5，得还原剂溶液；

(3)将硝酸银溶液加入到还原剂溶液中反应，温度45-55℃，充分反应后离心取沉淀；

(4)沉淀洗净干燥得到银粉。

5.根据权利要求4所述的太阳能电池正面银浆用银粉的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)、(2)中pH调节采用28wt％的氨水或进行浓硝酸调节。

6.根据权利要求4所述的太阳能电池正面银浆用银粉的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中硝酸银一边搅拌一边加到正在搅拌中的还原剂溶液中，搅拌速度为150-250rpm。

7.根据权利要求4所述的太阳能电池正面银浆用银粉的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中硝酸银的滴加速度为0.6-0.7mL·s^-1。

8.根据权利要求4所述的太阳能电池正面银浆用银粉的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中沉淀洗涤方式为用超纯水搅拌洗涤三次，用无水乙醇搅伴洗涤三次。

9.根据权利要求4所述的太阳能电池正面银浆用银粉的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中沉淀干燥方式为真空干燥箱中于55-65℃干燥12-24h，过500目筛，得到银粉备用。