[發(fā)明專利]一種太陽能電池電極導(dǎo)電銀漿用銀粉及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010185408.2
• 申請日: 2010-05-28
• 公開（公告）號: CN101834004A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任明淑;劉子英;王小記;劉寧;張艷
• 申請（專利權(quán)）人: 中國樂凱膠片集團(tuán)公司;樂凱膠片股份有限公司
• 主分類號: H01B1/02
• 分類號: H01B1/02;B22F9/20
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 13108
• 代理人: 郭紹華;李羨民

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種銀粉及其制備方法，具體涉及太陽能電池電極導(dǎo)電銀漿用銀粉及其制備方法。

背景技術(shù)：

太陽能電池是一種直接將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的半導(dǎo)體器件，電池的電極是通過絲網(wǎng)印刷設(shè)備將導(dǎo)電漿料印刷在半導(dǎo)體材料上，經(jīng)燒結(jié)形成金屬與半導(dǎo)體材料的接觸。導(dǎo)電漿料由三部分組成：金屬銀粉末、玻璃粘結(jié)劑和有機(jī)粘合劑，金屬銀粉末一般在導(dǎo)電漿料中占70％以上，因此，金屬銀粉末相的性能對導(dǎo)電漿料的性能有著決定性的影響。

申請?zhí)枮?00610027065.0的中國專利公開了一種太陽能電池電極用印刷漿料中銀粉的制備方法，該方法采用大量氨水做催化劑，并用明膠或油酸做保護(hù)劑，得到0.2-1微米的分布窄的球形銀粉，但是，該方法使用的保護(hù)劑的量大，造成銀粉表面的覆蓋物多，銀粉的熱失重增大，影響了電極的導(dǎo)電效果；用該方法得到的銀粉制得的銀漿在高溫?zé)Y(jié)時(shí)收縮率大。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種具有銀粉顆粒尺寸和跨度適中、灼燒后熱失重小的太陽能電池電極導(dǎo)電銀漿用銀粉；

本發(fā)明要解決的另一個(gè)技術(shù)問題是提供這種銀粉的制備方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種太陽能電池電極導(dǎo)電銀漿用銀粉，所述銀粉的平均粒徑0.3～1.5微米，跨度為1.1～1.6，灼燒后熱失重不大于0.3％。

一種上述太陽能電池電極導(dǎo)電銀漿用銀粉的制備方法，它采用以下步驟：

a.配置濃度為17～200g/L的硝酸銀水溶液A；

b.將分散劑加入到濃度為10～80g/L的還原劑水溶液中，得到還原劑水溶液B，所述分散劑為聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯烷基胺的烷基銨鹽或它們的混合物；

c.室溫下，在還原劑水溶液B中加入銀晶種，銀晶種的加入量為硝酸銀重量的1～5％，形成還原液C；

d.在30～50℃、攪拌下，在30～60分鐘內(nèi)將銀鹽水溶液A加入到還原液C中，用NaOH溶液控制反應(yīng)過程PH值為7～12；

e.反應(yīng)結(jié)束后，分離沉降物，洗滌，真空干燥，得到銀粉。

所述分散劑的加入量為硝酸銀重量的0.1％～3％。

所述銀晶種為平均粒徑小于10納米的銀顆粒。

所述還原劑是葡萄糖、抗壞血酸、水合肼、對苯二酚中的一種或幾種。

太陽能電池電極導(dǎo)電銀漿在使用過程中是先通過絲網(wǎng)印刷方式印刷在硅片上，之后進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)。燒結(jié)時(shí)，銀粉在高溫段溶解在玻璃相中，通過玻璃相與硅片連接起來，形成電極。其中，銀粉的顆粒大小、粒徑分布、熱失重等因素對銀漿的導(dǎo)電性以及太陽能電池的綜合性能起著決定性作用。

在燒結(jié)過程中，銀粉顆粒大小影響銀粉顆粒燒結(jié)和溶解兩個(gè)過程的競爭。若銀粉顆粒過小，銀粉比表面能高，燒結(jié)推動(dòng)力大，會使得銀粉在溶解之前燒結(jié)成銀塊，減少了銀粉在玻璃相中的溶解量，使得在冷卻過程中只有較少量的銀粉在硅表面重結(jié)晶，導(dǎo)致重結(jié)晶銀和硅表面接觸區(qū)域有效份數(shù)減少，接觸電阻增大；若銀粉顆粒過大，燒結(jié)過程中銀粉溶解不充分，需要延長燒結(jié)的時(shí)間，致使銀粉在玻璃相中的溶解量增加，冷卻過程中，同樣導(dǎo)致銀在玻璃相中容易形成銀塊，影響電極的導(dǎo)電性能，從而影響太陽能電池的綜合性能。

本發(fā)明中使用的銀粉平均粒徑在0.3～1.5微米范圍，能夠較好協(xié)調(diào)燒結(jié)時(shí)間和銀溶解量之間的關(guān)系，使銀金屬線與硅半導(dǎo)體形成良好的歐姆接觸。同時(shí)，該范圍的銀粉制成漿料后大小顆粒相互填充，使銀膜填充密度增加，有利于提高導(dǎo)電性。

現(xiàn)有技術(shù)中，人們只關(guān)注了銀粉的粒度大小/分散性或者振實(shí)密度，都沒有重視銀粉的跨度及其灼燒后的熱失重。然而，銀粉的跨度和灼燒后的熱失重對漿料印刷燒結(jié)后的性能有著重要影響，其燒結(jié)質(zhì)量直接影響到導(dǎo)電性能的好壞。

在太陽能電池的制備過程中，單純的控制銀粉的平均粒徑并不能得到滿意的導(dǎo)電性能。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，控制一定的銀粉平均粒徑與銀粉粒度分布才能夠較好的解決該問題，因此，引入“跨度”的概念，“跨度”(Span)作為粒徑分布的衡量指標(biāo)，其值可根據(jù)粒徑分析結(jié)果中的d[υ，0.1]，d[υ，0.5]，d[υ，0.9]三個(gè)值進(jìn)行計(jì)算，定義公式為：