一种纳米低银含晶硅太阳能用背银导体浆料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种纳米低银含晶硅太阳能用背银导体浆料的制备方法，包括以下步骤：纳米银粉的制备，用饱和硝酸银和PVA混和溶液，滴加到硼氢化钠溶液中，然后进行水浴搅拌，离心，醇洗，低温负压干燥，就可得到粒径在1nm-100nm银粉；然后进行有机载体的制备，最后进行纳米银导体浆料的制备，本发明专利技术用自制纳米银粉取代现有背银导体浆料中的微米级的银粉，改变了浆料的导电性能、印刷性能和晶硅基片附着性能，大大扩展了背银导体浆料在晶硅太阳能中的应用；另外，本发明专利技术大大降低银粉的添加量，同时在制备过程中所用的也是现有的浆料生产设备，不需另外进行新的投资，而且有利于环境保护和降低对贵重金属银的使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种纳米低银导体浆料的制备方法，特别涉及一种纳米低银含晶硅太阳能用背银导体浆料的制备方法。
技术介绍
目前，随着世界能源消耗增速的加快，不可再生能源已经逐渐减少，人类已经在进行风能、水能、核能及太阳能的快速开发中，其中尤以太阳能开发利用最为环保、有效及资源丰厚，目前主要的晶硅太阳能光电项目进展最为迅速。其中，应用的背银浆料的主要成分包括有功能相银粉、无机粘结剂(如玻璃粉末、氧化物粉末等)、有机粘结剂、其它的溶剂和添加剂。目前该背银所采取的银粉存在两点缺点，一是多采用银微粉，即银粉多为微米级银粉末，制成的浆料细度较大、粗糙，致使在印刷过程中膜层较厚，致密性不好，产生孔洞，印刷性能不好，进而影响导电性能，二是银粉含量较高，对贵金属银的消耗较大，从而使晶硅太阳能光伏器件工业化生产成本加大，因此在此情形下，开发一种低银含高性能的晶硅太阳能背银导体浆料就显得尤为重要。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种纳米低银含晶硅太阳能用背银导体浆料的制备方法，可制备出导电性能好、附着力强、印刷性能好、成本低的浆料，且该导体浆料具有与基板材料、介质浆料有优良的润湿性和相容性，具有良好的耐候性，同时有利于保护环境。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种纳米低银含晶硅太阳能用背银导体浆料的制备方法，包括以下步骤：步骤一，纳米银粉的制备将0.1-1.0mmol/L的硝酸银溶液和1.0-5.0mmol/L的聚乙烯醇PVA溶液，依次缓慢滴加到10-30mmol/L硼氢化钠溶液中，同时进行水浴搅拌，温度控制在20-70℃，待到溶液浑浊，进行离心分离，进行乙醇清洗，并在40-50℃低温负压下进行干燥，得到粒径在10nm-100nm的纳米银粉；硝酸银溶液、聚乙烯醇PVA溶液与硼氢化钠溶液的体积比为：2：7：1。步骤二，有机载体的制备在70～85℃恒温加热，按质量百分比将20-60％的有机粘结剂溶入40-80％的A溶剂，充分混合经过滤后得到有机载体，该有机载体标记为载体-1；在70～85℃恒温加热，按质量百分比将15-55％的有机粘结剂溶入45-85％的B溶剂中，充分混合经过滤后得到有机载体，该有机载体标记为载体-2；步骤三，纳米银导体浆料的制备将步骤一所制备的质量百分比为15-50％的纳米银粉加入到质量百分比为35-75％的有机载体中，有机载体为载体-1或载体-2，再向其中加入1-5％的消泡剂、1-5％的分散剂、1-5％的无机纳米添加剂、1-5％的增稠剂和1-6％的表面活性剂、1-7％无铅环保自制玻璃粉，在搅拌机里混合60-120分钟，然后经三棍轧机轧制到细度小于10μm，最后经过滤800-1200目标准筛网，得到纳米银导体浆料；所述纳米银粉、有机载体、消泡剂、分散剂、无机纳米添加剂、增稠剂、表面活性剂、无铅环保自制玻璃粉的总量是100％。所述步骤二中A溶剂为正丁醇、异戊醇、特戊醇、正己醇中的一种或几种，当选用两种以上时，为任意比例。所述步骤二中有机粘结剂为聚酯树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、有机硅树脂中的一种或几种，当选用两种以上时，为任意比例。所述步骤二中B溶剂为乙二醇丁醚醋酸酯、乙二醇二乙酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、二乙二醇单乙基醚醋酸酯的一种或几种，当选用两种以上时，为任意比例。所述步骤三中消泡剂为聚二甲基硅氧烷。所述步骤三中分散剂为聚丙烯酰胺。所述步骤三中无机纳米添加剂为纳米氧化锌、纳米二氧化钛、纳米氧化锶中的一种。所述步骤三中增稠剂为羟丙基甲基纤维素。所述步骤三中表面活性剂为磷脂酰乙醇胺。所述步骤三中搅拌机为行星式或其它类型搅拌机，混合时间为60-120分钟。本专利技术用自制纳米银粉取代现有背银导体浆料中的微米级的银粉，银粒径的减小，改变了银导体浆料的微观结构，从而改变了浆料的导电性能、印刷性能和晶硅基片附着性能，大大扩展了背银导体浆料在晶硅太阳能中的应用从以上制备方法可以看出，上述的晶硅太阳能背银导体浆料及其制备过程的主要优点在于以下几个方面：1、上述的导体浆料主要以纳米银粉作为功能相，首先，可以降低金属银在背银浆料中的添加含量，其次，能够极大提高该款浆料的应用性能及导电性。2、添加一定量纳米无机添加剂可以降低金属银的添加量，同时也能提高浆料的导电性、印刷性能，如纳米氧化锌、氧化锶和二氧化钛等，可以改善浆料的润湿性、表面平滑性、相溶性、增强与基板的附着力等。3、本专利技术中的有机溶剂载体是将不同沸点及挥发速度的溶剂按照一定比例配置在一起，使银导体浆料在印刷、流平、烘干等过程中逐次挥发，不易形成气孔、裂缝等缺陷，使导体浆料与其它材料连接牢靠，提高连接强度。按照上述方法制备的纳米低银含晶硅太阳能用背银导体浆料，导电性能、欧姆接触性能、基材粘结性能优良；具有良好的可焊性及耐焊性，且成本将得到极大的降低。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步详细说明。一种纳米低银含晶硅太阳能用背银导体浆料的制备方法，包括以下步骤：步骤一，纳米银粉的制备将0.1-1.0mmol/L的硝酸银溶液和1.0-5.0mmol/L的聚乙烯醇PVA溶液，依次缓慢滴加到10-30mmol/L硼氢化钠溶液中，同时进行水浴搅拌，温度控制在20-70℃，待到溶液浑浊，进行离心分离，进行乙醇清洗，并在40-50℃低温负压下进行干燥，得到粒径在10nm-100nm的纳米银粉；硝酸银溶液、聚乙烯醇PVA溶液与硼氢化钠溶液的体积比为：2：7：1。聚乙烯醇PVA溶液可以有效阻止银颗粒在反应中的快速结合团聚，可作为稳定剂及分散剂；硼氢化钠作为银离子还原剂效果很好，可作为有效还原剂。步骤二，有机载体的制备在70～85℃恒温加热，按质量百分比将20-60％的有机粘结剂溶入40-80％的A溶剂，充分混合经过滤后得到有机载体，该有机载体标记为载体-1；在70～85℃恒温加热，按质量百分比将15-55％的有机粘结剂溶入45-85％的B溶剂中，充分混合经过滤后得到有机载体，该有机载体标记为载体-2；步骤三，纳米银导体浆料的制备将步骤一所制备的质量百分比为15-50％的纳米银粉加入到质量百分比为35-75％的有机载体中，有机载体为载体-1或载体-2，再向其中加入1-5％的消泡剂、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米低银含晶硅太阳能用背银导体浆料的制备方法，包括以下步骤：步骤一，纳米银粉的制备将0.1‑1.0mmol/L的硝酸银溶液和1.0‑5.0mmol/L的聚乙烯醇PVA溶液，依次缓慢滴加到10‑30mmol/L硼氢化钠溶液中，同时进行水浴搅拌，温度控制在20‑70℃，待到溶液浑浊，进行离心分离，进行乙醇清洗，并在40‑50℃低温负压下进行干燥，得到粒径在10nm‑100nm的纳米银粉；硝酸银溶液、聚乙烯醇PVA溶液与硼氢化钠溶液的体积比为：2：7：1。步骤二，有机载体的制备在70～85℃恒温加热，按质量百分比将20‑60％的有机粘结剂溶入40‑80％的A溶剂，充分混合经过滤后得到有机载体，该有机载体标记为载体‑1；在70～85℃恒温加热，按质量百分比将15‑55％的有机粘结剂溶入45‑85％的B溶剂中，充分混合经过滤后得到有机载体，该有机载体标记为载体‑2；步骤三，纳米银导体浆料的制备将步骤一所制备的质量百分比为15‑50％的纳米银粉加入到质量百分比为35‑75％的有机载体中，有机载体为载体‑1或载体‑2，再向其中加入1‑5％的消泡剂、1‑5％的分散剂、1‑5％的无机纳米添加剂、1‑5％的增稠剂和1‑6％的表面活性剂、1‑7％无铅环保自制玻璃粉，在搅拌机里混合60‑120分钟，然后经三棍轧机轧制到细度小于10μm，最后经过滤800‑1200目标准筛网，得到纳米银导体浆料；所述纳米银粉、有机载体、消泡剂、分散剂、无机纳米添加剂、增稠剂、表面活性剂、无铅环保自制玻璃粉的总量是100％。...

【技术特征摘要】
1.一种纳米低银含晶硅太阳能用背银导体浆料的制备方法，包括以
下步骤：
步骤一，纳米银粉的制备
将0.1-1.0mmol/L的硝酸银溶液和1.0-5.0mmol/L的聚乙烯醇
PVA溶液，依次缓慢滴加到10-30mmol/L硼氢化钠溶液中，同时进行
水浴搅拌，温度控制在20-70℃，待到溶液浑浊，进行离心分离，进
行乙醇清洗，并在40-50℃低温负压下进行干燥，得到粒径在
10nm-100nm的纳米银粉；硝酸银溶液、聚乙烯醇PVA溶液与硼氢化
钠溶液的体积比为：2：7：1。
步骤二，有机载体的制备
在70～85℃恒温加热，按质量百分比将20-60％的有机粘结剂溶入
40-80％的A溶剂，充分混合经过滤后得到有机载体，该有机载体标记
为载体-1；
在70～85℃恒温加热，按质量百分比将15-55％的有机粘结剂溶
入45-85％的B溶剂中，充分混合经过滤后得到有机载体，该有机载
体标记为载体-2；
步骤三，纳米银导体浆料的制备
将步骤一所制备的质量百分比为15-50％的纳米银粉加入到质量
百分比为35-75％的有机载体中，有机载体为载体-1或载体-2，再向
其中加入1-5％的消泡剂、1-5％的分散剂、1-5％的无机纳米添加剂、
1-5％的增稠剂和1-6％的表面活性剂、1-7％无铅环保自制玻璃粉，在
搅拌机里混合60-120分钟，然后经三棍轧机轧制到细度小于10μm，
最后经过滤800-1200目标准筛网，得到纳米银导体浆料；所述纳米
银粉、有机载体、消泡剂、分散剂、无机纳米添加剂、增稠剂、表面
活性剂、无铅环保自制玻璃粉的总量是100％。
2.根据权利要求1所述的一种纳米低银含晶硅太阳能用背银导
体浆料...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊钊锋，
申请(专利权)人：彩虹集团电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61