太陽能電池正面銀漿用球形銀粉的制備方法

太陽能電池正面銀漿用球形銀粉的制備方法
【專利摘要】本發明屬于銀粉制備的技術領域，涉及一種太陽能電池正面銀漿用球形銀粉的制備方法，具體包括以下步驟：1）配制濃度為0.3?1.0mol/L的硝酸銀水溶液，標記為溶液A；2）配制濃度為0.15?0.45mol/L的還原劑水溶液，加入濃度為0.03?0.12mol/L的堿液，調節pH至3.0?4.2，標記為溶液B；3）配制濃度為0.01?0.4mol/L的分散劑溶液，標記為溶液C；4）溶液A、溶液B和溶液C按照體積比為100：200：40稱取，將溶液C加入至溶液B中，攪拌均勻，然后以0.5?1.5L/min的速度繼續加入溶液A，繼續攪拌，將得到的產物經固液分離設備收集銀粉并洗滌、烘干，將得到的粉體過篩，并通過高速混合處理器使粉體表面光滑，即得。該制備方法工藝操作簡單，得到的銀粉具有分散性好、振實密度高、粒度形態均勻的特性，便于快速收集。
【專利說明】
太陽能電池正面銀漿用球形銀粉的制備方法
技術領域
[0001] 本發明屬于銀粉制備的技術領域，更具體地，本發明設及一種太陽能電池正面銀 漿用球形銀粉的制備方法。
【背景技術】
[0002] 超細銀粉在導電銀漿料中有廣泛的應用，隨著燒結型漿料尤其是太陽能電池漿料 的迅猛發展，球形銀粉的需求與日俱增。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，絲網印刷到娃片上，燒結后形成導電網絡結構，廣泛應用于太陽能電池正面電 極和柵線。銀粉在太陽能電池正面銀漿中起導電的功能，銀粉的質量優劣直接影響電池性 能，尤其是球形銀粉的分散性、振實密度、粒徑大小和分布直接影響到電極厚膜的致密性、 均勻性、絲網印刷性，從而影響到其導電性能。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 作復雜，質量難W保證。
[0003]

【發明內容】

[0004] 本發明要解決的技術問題是提供一種太陽能電池正面銀漿用球形銀粉的制備方 法，該制備方法工藝操作簡單，得到的銀粉具有分散性好、振實密度高、粒度形態均勻和純 度高的特性，便于快速收集。
[0005] 為了實現上述發明目的，本發明采取了 W下技術方案： 一種太陽能電池正面銀漿用球形銀粉的制備方法，具體包括W下步驟： 1) 配制濃度為0.3-1. Omol/L的硝酸銀水溶液，標記為溶液A; 2) 配制濃度為0.15-0.45mol/L的還原劑水溶液，加入濃度為0.03-0.12mol/L的堿液， 調節抑至3.0-4.2，標記為溶液B; 3) 配制濃度為0.01-0.4mol/L的分散劑溶液，標記為溶液C; 4 )溶液A、溶液B和溶液C按照體積比為100:200:40稱取，將溶液C加入溶液B中，攬拌均 勻，然后W0.5-1.化/min的速度繼續加入溶液A，繼續攬拌，將得到的產物經固液分離設備 收集銀粉并洗涂、烘干，將得到的粉體過篩，并通過高速混合處理器使粉體表面光滑，即得 太陽能電池正面銀漿用球形銀粉。
[0006] 在一種實施方式中，所述還原劑為抗壞血酸、鏈燒醇胺、甲醒、氨釀、水合阱、葡萄 糖中的一種或多種。
[0007] 在一種實施方式中，所述分散劑為脂肪酸、脂肪酸鹽、表面活性劑、有機金屬、保護 膠體、馨合劑中的一種或多種。
[000引在一種實施方式中，步驟1)中所述溶液A的溫度不低于30°C。
[0009] 在一種實施方式中，步驟)4中所述烘干溫度小于100°C。
[0010] 本發明另一目的在于提供由該方法制備獲得的太陽能電池正面銀漿用球形銀粉。
[0011] 在一種實施方式中，所述該銀粉的振實密度不小于4.5g/cm3，BET比表面不低于 0.4m^g。
[0012] 本發明又一目的在于提供所述的太陽能電池正面銀漿用球形銀粉在導電銀漿料 中的應用。
[0013] 與現有技術相比，本發明的有益效果為： 1)本發明方法制備的太陽能電池正面銀漿用球形銀粉具有分散性好、振實密度高、粒 度形態均勻和純度高的特性，便于快速收集。
[0014] 2)本發明方法操作更為簡便，在大批生產的過程中，能夠很好的保證生產批次之 間的穩定性。
[0015] 參考W下詳細說明更易于理解本申請的上述W及其他特征、方面和優點。
【附圖說明】
[0016] 圖1:實施例1球形銀粉的描電鏡圖 圖2:實施例2球形銀粉的描電鏡圖 圖3:實施例3球形銀粉的描電鏡圖 圖4:實施例4球形銀粉的描電鏡圖 圖5:對比例1球形銀粉的描電鏡圖 圖6:對比例2球形銀粉的描電鏡圖。
【具體實施方式】
[0017] 除非另有限定，本文使用的所有技術W及科學術語具有與本發明所屬領域普通技 術人員通常理解的相同的含義。當存在矛盾時，W本說明書中的定義為準。
[0018] 如本文所用術語"由…制備"與"包含"同義。本文中所用的術語"包含"、"包掠'、 "具有"、"含有"或其任何其它變形，意在覆蓋非排它性的包括。例如，包含所列要素的組合 物、步驟、方法、制品或裝置不必僅限于那些要素，而是可W包括未明確列出的其它要素或 此種組合物、步驟、方法、制品或裝置所固有的要素。
[0019] 連接詞"由…組成"排除任何未指出的要素、步驟或組分。如果用于權利要求中，此 短語將使權利要求為封閉式，使其不包含除那些描述的材料W外的材料，但與其相關的常 規雜質除外。當短語"由…組成"出現在權利要求主體的子句中而不是緊接在主題之后時， 其僅限定在該子句中描述的要素;其它要素并不被排除在作為整體的所述權利要求之外。
[0020] 當量、濃度、或者其它值或參數W范圍、優選范圍、或一系列上限優選值和下限優 選值限定的范圍表示時，運應當被理解為具體公開了由任何范圍上限或優選值與任何范圍 下限或優選值的任一配對所形成的所有范圍，而不論該范圍是否單獨公開了。例如，當公開 了范圍"1至5"時，所描述的范圍應被解釋為包括范圍"1至4"、"1至3"、"1-2"、"1-2和4-5"、 "1-3和5"等。當數值范圍在本文中被描述時，除非另外說明，否則該范圍意圖包括其端值和 在該范圍內的所有整數和分數。
[0021] 此外，本發明要素或組分前的不定冠詞"一種"和"一個"對要素或組分的數量要求 (即出現次數巧限制性。因此"一個"或"一種"應被解讀為包括一個或至少一個，并且單數 形式的要素或組分也包括復數形式，除非所述數量明顯指單數形式。
[0022] -種太陽能電池正面銀漿用球形銀粉的制備方法，具體包括W下步驟： 1) 配制濃度為0.3-1. Omol/L的硝酸銀水溶液，標記為溶液A; 2) 配制濃度為0.15-0.45mol/L的還原劑水溶液，加入濃度為0.03-0.12mol/L的堿液， 調節抑至3.0-4.2，標記為溶液B; 3) 配制濃度為0.01-0.4mol/L的分散劑溶液，標記為溶液C; 4 )溶液A、溶液B和溶液C按照體積比為100:200:40稱取，將溶液C加入溶液B中，攬拌均 勻，然后W0.5-1.化/min的速度繼續加入溶液A，繼續攬拌，將得到的產物經固液分離設備 收集銀粉并洗涂、烘干，將得到的粉體過篩，并通過高速混合處理器使粉體表面光滑，即得 太陽能電池正面銀漿用球形銀粉 本發明中所述"分散劑溶液"是分散劑溶解與溶劑中，攬拌均勻制得的，所述溶劑為無 水乙醇或去離子水。
[0023] 本發明中A溶液加入B溶液的速度優選為0.5-1.化/min,目的是為了防止銀粉發生 聚集，優選地，B溶液加入A溶液的速度為IL/min。
[0024] 在一種優選地實施方式中，步驟1)中所述溶液A的溫度不低于30°C。
[0025] 本發明中所述"還原劑"可W選自：抗壞血酸、鏈燒醇胺、亞硫酸鹽、甲酸、甲醒、甲 酸錠、甲酸鋼、乙二醒、酒石酸、次憐酸鋼、氨釀、水合阱、葡萄糖、過氧化氨水溶液、次憐酸 鋼、棚氨化鋼、阱、阱化合物、干燥硫酸鋼和雕百粉等。為了能夠獲得具有合適晶度和粒徑的 銀顆粒，在一種優選地實施方式中，所述還原劑為抗壞血酸。
[0026] 在一種優選地實施方式中，所述分散劑為脂肪酸、脂肪酸鹽、表面活性劑、有機金 屬、保護膠體、馨合劑中的一種或多種。所述脂肪酸包括丙酸，辛酸，月桂酸，肉豆違酸，棟桐 酸，硬脂酸，山齋酸，丙締酸，油酸，亞油酸和花生四締酸;所述脂肪酸包括由脂肪酸和金屬 形成的鹽，運些金屬是，比如裡，鋼，鐘，領，儀，觀侶，鐵，鉆，儘，鉛，鋒，錫，鎖，錯，銀和銅； 所述表面活性劑包括：陰離子性表面活性劑，如烷基苯橫酸鹽和聚氧乙締烷基酸憐酸鹽；陽 離子性表面活性劑，如脂肪族季錠鹽;兩性表面活性劑，如咪挫嘟甜菜堿;和非離子性表面 活性劑，如聚氧乙締烷基酸和聚氧乙締脂肪酸醋;所述有機金屬包括乙酷丙酬Ξ下氧基錯、 巧樣酸儀、二乙基鋒、二下基氧化錫、二甲基鋒、四正下氧基錯、Ξ乙基銅、Ξ乙基嫁、Ξ甲基 銅、Ξ甲基嫁、單下基氧化錫、四異氯酸醋硅烷、四甲基硅烷、四甲氧基硅烷、聚甲氧基娃氧 燒、單甲基Ξ異氯酸醋硅烷、硅烷偶聯劑、鐵酸醋偶聯劑和侶偶聯劑;所述馨合劑包括咪挫、 嗯挫、嚷挫、砸挫、化挫、異嗯挫、異嚷挫、1H-1，2，3-Ξ挫、2H-1，2，3-Ξ挫、1H-1，2，4-Ξ挫、 4H-1，2，4-Ξ挫、1，2，3-嗯二挫、1，2，4-嗯二挫、1，2，5-嗯二挫、1，3，4-嗯二挫、1，2，3-嚷二 挫、1，2,4-嚷二挫、1，2,5-嚷二挫、1，3,4-嚷二挫、1H-1，2,3,4-四挫、1，2,3,4-嗯 Ξ 挫、1，2， 3，4-嚷；挫、2H-1，2，3，4-四挫、1，2，3，5-嗯；挫、1，2，3，5-嚷；挫、嗎階、苯并咪挫、苯并S 挫及其鹽、和草酸、班巧酸、丙二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、雙十 二燒酸、馬來酸、富馬酸、獻酸、異獻酸、對苯二酸、乙醇酸、乳酸、徑基下酸、甘油酸、酒石酸、 蘋果酸、徑基丙二酸、徑基丙酸、扁桃酸、巧樣酸和抗壞血酸;所述保護膠體包括：明膠、白蛋 白、阿拉伯樹膠、瓊脂、海藻酸鹽、卡拉膠、果膠、黃原膠、普汝塔比克酸和卵清酸。為了實現 本發明的有益效果，優選地;所述分散劑選自阿拉伯樹膠或硬脂酸。
[0027] 在一種優選地實施方式中，步驟)4中所述烘干溫度小于100°C。
[0028] 本發明另一目的在于提供由該方法制備獲得的太陽能電池正面銀漿用球形銀粉。
[0029] 在一種實施方式中，所述該銀粉的振實密度不小于4.5g/cm3，BET比表面不低于 0.4m^g。
[0030] 本發明又一目的在于提供所述的太陽能電池正面銀漿用球形銀粉在導電銀漿料 中的應用。
[0031] 實施方式： 實施方式1，一種太陽能電池正面銀漿用球形銀粉的制備方法，其特征在于，具體包括 W下步驟： 1) 配制濃度為0.3-1. Omol/L的硝酸銀水溶液，標記為溶液A; 2) 配制濃度為0.15-0.45mol/L的還原劑水溶液，加入濃度為0.03-0.12mol/L的堿液， 調節抑至3.0-4.2，標記為溶液B; 3) 配制濃度為0.01-0.4mol/L的分散劑溶液，標記為溶液C; 4 )溶液A、溶液B和溶液C按照體積比為100:200:40稱取，將溶液C加入溶液B中，攬拌均 勻，然后W0.5-1.化/min的速度繼續加入溶液A，繼續攬拌，將得到的產物經固液分離設備 收集銀粉并洗涂、烘干，將得到的粉體過篩，并通過高速混合處理器使粉體表面光滑，即得 太陽能電池正面銀漿用球形銀粉 實施方式3,與實施方式1相同，不同的地方是，所述還原劑為抗壞血酸、鏈燒醇胺、甲 醒、氨釀、水合阱、葡萄糖中的一種或多種。
[0032] 實施方式4,與實施方式1相同，不同的地方是，所述分散劑為脂肪酸、脂肪酸鹽、表 面活性劑、有機金屬、保護膠體、馨合劑中的一種或多種。
[0033] 實施方式5,與實施方式1相同，不同的地方是，步驟1)中所述溶液A的溫度不低于 30 °C。
[0034] 實施方式6,與實施方式1相同，不同的地方是，步驟)4中所述烘干溫度小于100°C 實施方式8，所述方法制備得到的太陽能電池正面銀漿用球形銀粉。
[0035] 實施方式9,與實施方式8相同，不同的地方是，所述該銀粉的振實密度不小于 4.5g/cm3，肥T比表面不低于0.4mVg。
[0036] 實施方式10,所述的太陽能電池正面銀漿用球形銀粉應用于導電銀漿料中。 下面通過實施例對本發明進行具體描述。有必要在此指出的是，W下實施例只用于對 本發明作進一步說明，不能理解為對本發明保護范圍的限制，該領域的專業技術人員根據 上述發明的內容做出的一些非本質的改進和調整，仍屬于本發明的保護范圍。
[0037] 另外，如果沒有其他說明，所用原料都是市售的。
[003引實施例1 取50g硝酸銀溶解于適量的去離子水中，定容至1L，記為溶液A，恒溫35°C保溫;取2.5g 氨氧化鋼溶解于1L去離子水中，攬拌溶解完全;取35g抗壞血酸溶解于1L去離子水中，溶解 完全后加入到氨氧化鋼的溶液中，攬拌均勻，記為溶液B，恒溫37°C保溫;將0.5g硬脂酸溶解 于10ml無水乙醇中，攬拌溶解完全，記為溶液C;將溶液C加入溶液B中，攬拌均勻，然后將A液 WlL/min的速度加入到B液中，繼續攬拌;反應結束后，將得到的產物經固液分離設備收集 銀粉并用去離子水多次洗涂至電導率為10-5化s/cm，將所得超細銀粉在60°C的條件下烘干 3h，然后用100目的篩網過篩并通過高速混合處理器使銀粉顆粒相互碰撞，使所得銀粉的表 面變光滑，即得太陽能電池正面銀漿用球形銀粉。
[0039] 實施例2 取50g硝酸銀溶解于適量的去離子水中，定容至IL，記為溶液A,恒溫35°C保溫;取4g氨 氧化鋼溶解于1L去離子水中，攬拌溶解完全;取35g抗壞血酸溶解于1L去離子水中，溶解完 全后加入到氨氧化鋼的溶液中，攬拌均勻，記為溶液B，恒溫37 °C保溫;將0.5g硬脂酸溶解于 10ml無水乙醇中，攬拌溶解完全，記為溶液C;將溶液C加入溶液B中，攬拌均勻，然后將A液W IL/min的速度加入到B液中，繼續攬拌;反應結束后，將得到的產物經固液分離設備收集銀 粉并用去離子水多次洗涂至電導率為10-5化s/cm，將所得超細銀粉在60°C的條件下烘干 3h，然后用100目的篩網過篩并通過高速混合處理器使銀粉顆粒相互碰撞，使所得銀粉的表 面變光滑，即得太陽能電池正面銀漿用球形銀粉。
[0040] 實施例3 取50g硝酸銀溶解于適量的去離子水中，定容至1L，記為溶液A，恒溫35°C保溫;取2.5g 氨氧化鋼溶解于1L去離子水中，攬拌溶解完全;取35g抗壞血酸溶解于1L去離子水中，溶解 完全后加入到氨氧化鋼的溶液中，攬拌均勻，記為溶液B，恒溫37°C保溫;將0.5g阿拉伯樹膠 溶解于lOOmieO攝氏度熱水中，攬拌溶解完全，記為溶液C;將溶液C加入溶液B中，攬拌均勻， 然后將A液WlL/min的速度加入到B液中，繼續攬拌;反應結束后，將得到的產物經固液分離 設備收集銀粉并用去離子水多次洗涂至電導率為10-5化s/cm，將所得超細銀粉在60°C的條 件下烘干化，然后用100目的篩網過篩并通過高速混合處理器使銀粉顆粒相互碰撞，使所得 銀粉的表面變光滑，即得太陽能電池正面銀漿用球形銀粉。
[0041 ] 實施例4 取50g硝酸銀溶解于適量的去離子水中，定容至1L，記為溶液A，恒溫35°C保溫;取4g氨 氧化鋼溶解于1L去離子水中，攬拌溶解完全;取35g抗壞血酸溶解于1L去離子水中，溶解完 全后加入到氨氧化鋼的溶液中，攬拌均勻，記為溶液B，恒溫37°C保溫;將0.5g阿拉伯樹膠 lOOmieO攝氏度熱水中，攬拌溶解完全，記為溶液C;將溶液C加入溶液B中，攬拌均勻，然后將 A液WlL/min的速度加入到B液中，繼續攬拌;反應結束后，將得到的產物經固液分離設備收 集銀粉并用去離子水多次洗涂至電導率為10-5化s/cm，將所得超細銀粉在60°C的條件下烘 干化，然后用100目的篩網過篩并通過高速混合處理器使銀粉顆粒相互碰撞，使所得銀粉的 表面變光滑，即得太陽能電池正面銀漿用球形銀粉。
[00創對比例1 取50g硝酸銀溶解于適量的去離子水中，定容至1L，記為溶液A，恒溫25°C保溫;取2.5g 氨氧化鋼溶解于1L去離子水中，攬拌溶解完全;取35g抗壞血酸溶解于1L去離子水中，溶解 完全后加入到氨氧化鋼的溶液中，攬拌均勻，記為溶液B，恒溫37°C保溫;將0.5g苯丙Ξ氮挫 鋼溶解于10ml無水乙醇中，攬拌溶解完全，記為溶液C;將溶液切日入溶液B中，攬拌均勻，然 后將A液W IL/min的速度加入到B液中，繼續攬拌;反應結束后，將得到的產物經固液分離設 備收集銀粉并用去離子水多次洗涂至電導率為10-5化s/cm，將所得超細銀粉在60°C的條件 下烘干化，然后用100目的篩網過篩并通過高速混合處理器使銀粉顆粒相互碰撞，使所得銀 粉的表面變光滑，即得太陽能電池正面銀漿用球形銀粉。
[00創對比例2 取50g硝酸銀溶解于適量的去離子水中，定容至1L，記為溶液A，恒溫35°C保溫;取4g氨 氧化鋼溶解于1L去離子水中，攬拌溶解完全;取35g抗壞血酸溶解于1L去離子水中，溶解完 全后加入到氨氧化鋼的溶液中，攬拌均勻，記為溶液B，恒溫37°C保溫;將0.5g苯丙Ξ氮挫鋼 10ml無水乙醇中，攬拌溶解完全，記為溶液C;將溶液C加入溶液Β中，攬拌均勻，然后將A液W IL/min的速度加入到B液中，繼續攬拌;反應結束后，將得到的產物經固液分離設備收集銀 粉并用去離子水多次洗涂至電導率為10-5化s/cm，將所得超細銀粉在60°C的條件下烘干 3h，然后用100目的篩網過篩并通過高速混合處理器使銀粉顆粒相互碰撞，使所得銀粉的表 面變光滑，即得太陽能電池正面銀漿用球形銀粉。
[0044]表1球形銀粉性能測試結果
表3娃太陽能電池片（125X 125規格)檢測性能
前述的實例僅是說明性的，用于解釋本發明的特征的一些特征。所附的權利要求旨在 要求可W設想的盡可能廣的范圍，且本文所呈現的實施例僅是根據所有可能的實施例的組 合的選擇的實施方式的說明。因此，
【申請人】的用意是所附的權利要求不被說明本發明的特 征的示例的選擇限制。而且在科技上的進步將形成由于語言表達的不準確的原因而未被目 前考慮的可能的等同物或子替換，且運些變化也應在可能的情況下被解釋為被所附的權利 要求覆蓋。
【主權項】
1. 一種太陽能電池正面銀漿用球形銀粉的制備方法，其特征在于，具體包括以下步驟： 1) 配制濃度為0.3-1. Omol/L的硝酸銀水溶液，標記為溶液A; 2) 配制濃度為0.15-0.45mol/L的還原劑水溶液，加入濃度為0.03-0.12m〇VL的堿液， 調節pH至3.0-4.2，標記為溶液B; 3) 配制濃度為0.01-0.4mol/L的分散劑溶液，標記為溶液C; 4) 溶液A、溶液B和溶液C按照體積比為100: 200:40稱取，將溶液C加入至溶液B中，攪拌 均勻，然后以0.5-1.5L/min的速度繼續加入溶液A，繼續攪拌，將得到的產物經固液分離設 備收集銀粉并洗滌、烘干，將得到的粉體過篩，并通過高速混合處理器使粉體表面光滑，即 得太陽能電池正面銀漿用球形銀粉。2. 根據權利要求1所述的太陽能電池正面銀漿用球形銀粉的制備方法，其特征在于，所 述還原劑為抗壞血酸、鏈烷醇胺、甲醛、氫醌、水合肼、葡萄糖中的一種或多種。3. 根據權利要求1所述的太陽能電池正面銀漿用球形銀粉的制備方法，其特征在于，所 述分散劑為脂肪酸、脂肪酸鹽、表面活性劑、有機金屬、保護膠體、螯合劑中的一種或多種。4. 根據權利要求1所述的太陽能電池正面銀漿用球形銀粉的制備方法，其特征在于，步 驟1)中所述溶液A的溫度不低于30°C。5. 根據權利要求1所述的太陽能電池正面銀漿用球形銀粉的制備方法，其特征在于，步 驟4)中所述烘干的溫度小于100°C。6. 根據權利要求1至5任一項所述制備方法制備得到的太陽能電池正面銀漿用球形銀 粉。7. 根據權利要求6所述的太陽能電池正面銀漿用球形銀粉，其特征在于，所述該銀粉的 振實密度不小于4.5g/cm3，BET比表面不低于0.4m 2/g。8. 權利要求6或7所述的太陽能電池正面銀漿用球形銀粉應用于導電銀漿料中。
【文檔編號】H01B13/00GK105869775SQ201610315755
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月13日
【發明人】李興亮, 柴良, 唐元勛, 肖強
【申請人】浙江光達電子科技有限公司