[發(fā)明專利]一種太陽能電池導(dǎo)電銀漿用高密度銀粉的生產(chǎn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410366622.6
• 申請(qǐng)日: 2014-07-30
• 公開（公告）號(hào): CN104070180A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李建生;劉炳光;劉彥峰;席成芝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津市職業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B22F9/24
• 分類號(hào): B22F9/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種太陽能電池導(dǎo)電銀漿用高密度銀粉的生產(chǎn)方法，特別是一種以乙醛酸作為還原劑還原硝酸銀，以乙醛酸氧化產(chǎn)物草酸作為銀粉分散保護(hù)劑組分和配位體，產(chǎn)品性能滿足太陽能電池導(dǎo)電銀漿生產(chǎn)要求的高密度、易分散銀粉的生產(chǎn)方法，屬于新能源和新材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)

銀粉是太陽能電池正極漿料的重要組成部分，只有符合特定條件的銀粉配制的導(dǎo)電漿料才具備良好的絲網(wǎng)印刷性能，經(jīng)過燒結(jié)后才能形成具有較高方阻和細(xì)柵線的正面銀電極。正面電極分為柵電極線和主電極線，柵線主要匯集光電轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的載流子，主電極主要使電池片與外部線路連接。正極柵線寬度0.15?mm左右，燒結(jié)溫度達(dá)到930℃，高溫區(qū)燒結(jié)時(shí)間僅?5-8秒。若銀粉粒度過大，銀漿印刷時(shí)就不能完全通過絲網(wǎng)，短時(shí)間內(nèi)也無法燒結(jié)致密，燒結(jié)膜容易出現(xiàn)孔洞，從而影響導(dǎo)電性。

目前文獻(xiàn)主要集中研究納米銀粉，由于納米銀粉活性高，在常溫下容易發(fā)生自燒結(jié)或團(tuán)聚現(xiàn)象，造成了納米銀粉分散性很差，振實(shí)密度低。納米銀粉調(diào)制漿料不易被有機(jī)載體完全潤濕，導(dǎo)致印刷效果不好，燒結(jié)后銀膜收縮率大、孔洞多和連接不致密。此外，納米銀粉難以提高導(dǎo)電銀漿的銀含量，導(dǎo)電性能較差。太陽能電池用銀粉需要滿足粒徑適中、結(jié)晶度高，振實(shí)密度高、分散性好、球形或類球形等條件。

應(yīng)用實(shí)踐證明平均粒徑在0.2-3μm，特別是平均粒徑在1-2μm的銀粉調(diào)制的太陽能電池銀漿能夠較好協(xié)調(diào)燒結(jié)時(shí)間和銀溶解量之間的關(guān)系，使銀線與硅片形成良好的歐姆接觸。制備粒徑1-2μm的高分散高密度球形銀粉，對(duì)于當(dāng)前太陽能電池銀漿印刷與導(dǎo)電性能的提高及太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率的提升具有重要意義。

銀粉的制備方法有高能球磨法、噴霧熱分解法(SP法)、等離子體蒸發(fā)冷凝法、化學(xué)液相還原法和微乳液法等，其中化學(xué)液相還原法因生產(chǎn)設(shè)備簡單、工藝容易控制、低成本、低能耗等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛重視。

液相還原法原理就是用還原劑從銀鹽或銀絡(luò)合物的溶液中將銀離子以銀粉的形式沉積出來。采用的銀鹽通常是硝酸銀[AgNO₃]、氰化銀鉀[KAg(CN)₂]，或者將硝酸銀轉(zhuǎn)化為氧化銀?[Ag₂O]、碳酸銀[Ag₂CO₃]?及銀氨絡(luò)離子[Ag(NH₃)₂⁺]。

在整個(gè)還原反應(yīng)過程中，還原劑的選擇非常重要。文獻(xiàn)報(bào)道的無機(jī)還原劑主要有水合肼、雙氧水、次亞磷酸鈉、連二亞硫酸鈉、硼氫化鈉、硫酸亞鐵、硫代硫酸鈉、亞硫酸鉀等；文獻(xiàn)報(bào)道的有機(jī)還原劑主要有抗壞血酸、甲醛、甲酸、酒石酸鉀鈉、乙醇、甘油、葡萄糖、還原糖、三乙醇胺、氫醌等。如果還原劑的還原性太強(qiáng)，則得到的銀粒子不易轉(zhuǎn)移，粒徑容易增長過大、包含雜質(zhì)或發(fā)生團(tuán)聚，得不到均勻和易分散的銀顆粒。一般需要加入分散劑對(duì)生成的銀粒子進(jìn)行分散保護(hù)，阻止銀粉的團(tuán)聚。文獻(xiàn)報(bào)道的分散保護(hù)劑通常是高分子材料、表面活性劑和配位體，主要有聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)、明膠、羧甲基纖維素、鏈烷醇胺、十二烷基硫酸鈉(DBS)、十六烷基三甲基溴化銨、聚乙二醇、吐溫、丁二酸、硫酸等，其中以?PVP?的應(yīng)用最為廣泛。?

關(guān)于銀粉制備方法的專利很多，例如，中國專利CN102921944（2013-02-13）公開一種太陽能電池電極導(dǎo)電銀漿用銀粉及其制備方法，采用葡萄糖、水合肼、對(duì)苯二酚或抗壞血酸及其混合物為還原劑；中國專利CN102632248（2012-08-15）公開一種球形銀粉及其制備方法，采用抗壞血酸為還原劑，聚乙烯吡咯烷酮為保護(hù)劑；中國專利CN101941078（2011-01-12）公開一種太陽能電池電極漿料用銀粉及其制備方法，采用水合肼、甲醛、硫代硫酸鈉或硼氫化鈉為還原劑；日本專利JP2013189704（2013-09-26）公開一種采用甲醛為還原劑，硬脂酸作分散保護(hù)劑的銀粉生產(chǎn)方法；美國專利US5000928（1991-03-19）采用甲酸鈉為還原劑的銀粉生產(chǎn)方法；美國專利US4456473（1984-06-26）公開一種采用水合肼為還原劑生產(chǎn)高純度銀粉方法；韓國專利KR20100100210?（?2010-09-15）?公開用次亞磷酸鈉生產(chǎn)銀粉的方法；JP2001107101（?2001-0?4-17）公開一種高分散球形銀粉生產(chǎn)方法，采用氫醌為還原劑，以明膠作分散保護(hù)劑；JPH06122905（1994-05-06）公開一種球形銀粉生產(chǎn)方法，采用硼氫化鈉、甲醛、氫醌和聚乙烯吡咯烷酮為還原劑。