一种基于银纳米纤维的低温银浆及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种太阳能电池使用的低温导电银浆及其制备方法，具体涉及一种基于银纳米纤维的低温银浆及其制备方法。本发明专利技术基于银纳米纤维的低温银浆，由以下重量百分比成分组成：银纳米纤维50～70％，银包覆玻璃粉10～20％，有机载体15～25％，无机添加剂为0～5％。采用本发明专利技术公开的方法制得银纳米纤维低温导电银浆，在不降低导电银浆电性能的前提下，减少贵金属银的消耗，降低生产成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种太阳能电池使用的低温导电银浆及其制备方法，具体涉及一种基于银纳米纤维的低温银浆及其制备方法。
技术介绍
能源是国民经济发展和人类生活水平提高的重要物质基础，社会经济的发展伴随着环境和资源问题的持续恶化。据科学家们的大概估计，到2050年，我们所生活的地球上的石油、煤等资源将会濒临枯竭，全球化的能源危机将不可避免。为改善危机，进一步加强对环境的保护和开拓新的清洁型能源成为人们目前亟待解决的问题。其中，太阳能具有取之不尽、用之不竭、清洁环保等优点，展现出其独特的优势和巨大的开发潜力。目前，人类对太阳能的利用主要有光和热以及光伏发电等几种形式；其中，光伏发电是通过太阳能电池实现光电直接转换过程。太阳能电池已经发展的相对成熟，导电银浆作为太阳能电池的重要材，将直接影响太阳能电池的性能指标以及成本。由于银是贵金属，银粉微粒占浆料总量的60％-80％以上，使得太阳能电池的的成本较高。所以在提升太阳能电池的转化效率的同时，想办法降低太阳能电池的成本同样也是研发的重点。申请号为“201510570668.4”，专利技术名称为“低温环保导电银浆及其制备方法与应用”，公开了一种由片状银粉45-55％、超细银粉10-25％、有机载体20-35％、添加剂2-10％质量百分比的组分组成的导电银浆，其主要由片状银粉、超细银粉制备而成，成本较高。申请号为“201110448534.7”，专利技术名称为“一种键盘线路用低温固化银浆及其制备方法”，公开了一种质量百分含量计组成为：银粉5～20％、有机载体25～50％、添加剂6～20％，余量为银包铜粉制备而成的低温固化银浆。其主要成分为银粉和银包铜粉，其中铜的价格非常昂贵，制备的银浆成本较高。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种成本更低、可以提高太阳能电池的低温银浆。本专利技术一种基于银纳米纤维的低温银浆，由以下重量百分比成分组成：银纳米纤维50～70％，银包覆玻璃粉10～20％，有机载体15～25％，无机添加剂为0～5％。进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述一种基于银纳米纤维的低温银浆，由以下重量百分比成分组成：银纳米纤维50～70％，银包覆玻璃粉10～20％，有机载体15～25％，无机添加剂为1～5％。进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述一种基于银纳米纤维的低温银浆，优选由
以下重量百分比成分组成：银纳米纤维70％，银包覆玻璃粉10％，有机载体15％，无机添加剂为5％。上述所述一种基于银纳米纤维的低温银浆，其固化温度为450～550℃，细度＜12μm；附着力为5B；硬度≥1.4HB；剥离强度≤19N/cm，方阻＜9Siements/sq。上述所述一种基于银纳米纤维的低温银浆，其中所述银纳米纤维由以下步骤制备而成：a、前驱体溶液的制备：按照重量比，取乙醇:乙酸:硝酸银:PVP＝5～8:1～3:1～2:0.5～1，混合，搅拌10～15h，得到前驱体溶液；b、气纺丝制备那么银纤维：将a步骤得到的前驱体溶液在0.2～0.3MPa、30～40％湿度下进行气纺丝，得到棉花状银纳米纤维；c、制备银纳米纤维：将b步骤得到的棉花状银纳米纤维以1～3min/℃升温速率升温至400～500℃，保温100～150min，冷却至室温，研磨，即得。上述所述一种基于银纳米纤维的低温银浆，其中所述银包覆玻璃粉是由以下步骤制备而成：Ⅰ、低熔点玻璃粉的制备：取SiO2 5～10wt％、Bi2O3 55～65wt％、ZnO 5～10wt％、B2O3 20～30wt％，在380～450℃下熔炼，淬火，球磨，得到粒径为1～2μm的低熔点玻璃粉；Ⅱ、溶液A的制备：将AgNO3与水按照固液比1～3g/50mL，混合，搅拌0.5～1.5h，得到溶液A，待用；Ⅲ、溶液B的制备：将步骤Ⅰ制备得到的低熔点玻璃粉与还原剂按照固液比3～8g/50mL，混合，搅拌0.5～1.5h，得到溶液B；Ⅳ、制备银包覆玻璃粉：在搅拌的情况下，向溶液A中迅速加入溶液B，得到银氨溶液，向银氨溶液中加入过量NaOH后，迅速加入甲醛溶液，接着加入十八烷基三甲基溴化铵，在常温下搅拌20～40min，再用去离子水和无水乙醇分别清洗至少3次，在50～70℃下干燥，即得；其中，按照质量体积比，NaOH:甲醛溶液:十八烷基三甲基溴化铵＝0.4～0.6g:5～15mL:0.5～1.5mL；优选为0.5g:10mL:1mL。进一步的，上述所述一种基于银纳米纤维的低温银浆，其中所述还原剂为氨水、甲醛、柠檬酸钠中的至少一种；优选为氨水。上述所述一种基于银纳米纤维的低温银浆，其中所述有机载体是将溶剂乙基纤维素、硝化纤维素、环氧树脂中的至少一种，与溶剂丁基卡必醇、松油醇、辛醇及丁基卡必醇醋酸中的至少一种混合，恒温水浴或者油浴条件下充分溶解，保温成化后制得。进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述一种基于银纳米纤维的低温银浆，其中所述有机载体是由以下方法制备而成：将10～20wt％的乙基纤维素、10～20wt％松油醇、60～80wt％丁基卡必醇醋酸，混合，在80℃恒温油浴锅中，溶解1.5～2.5h，即得。进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述一种基于银纳米纤维的低温银浆，其中所述有机载体优选由以下方法制备而成：将15wt％的乙基纤维素、15wt％松油醇、70wt％丁基卡
必醇醋酸，混合，在80℃恒温油浴锅中，溶解2h，即得。上述所述一种基于银纳米纤维的低温银浆，其中所述无机添加剂为La2O3粉体。本专利技术还提供一种基于银纳米纤维的低温银浆的制备方法。上述一种基于银纳米纤维的低温银浆的制备方法，将银纳米纤维50～70wt％，银包覆玻璃粉10～20wt％，有机载体15～25wt％，无机添加剂0～5wt％，充分分散，进行粘度测试，得到银纳米纤维低温银浆。上述所述一种基于银纳米纤维的低温银浆的制备方法，其中利用三辊机进行充分分散。本专利技术的有益效果为：采用本专利技术公开的方法制得银纳米纤维低温导电银浆，在不降低导电银浆电性能的前提下，减少贵金属银的消耗，降低生产成本。本专利技术制备得到的银纳米纤维低温导电银浆中采用银纳米纤维来取代传统的金属银颗粒，将可以在不降低其体积分数确保其导电性能的情况下，有效的降低浆料中银的质量分数，以降低浆料成本。具体实施方式本专利技术一种基于银纳米纤维的低温银浆，为三维网状结构，由以下重量百分比成分组成：银纳米纤维50～70％，银包覆玻璃粉10～20％，有机载体15～25％，无机添加剂为0～5％。进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述一种基于银纳米纤维的低温银浆，由以下重量百分比成分组成：银纳米纤维50～70％，银包覆玻璃粉10～20％，有机载体15～25％，无机添加剂为1～5％。进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述一种基于银纳米纤维的低温银浆，优选由以下重量百分比成分组成：银纳米纤维70％，银包覆玻璃粉10％，有机载体15％，无机添加剂为5％；其固化温度为450～550℃。上述所述一种基于银纳米纤维的低温银浆，其固化温度为450～550℃，细度＜12μm；附着力为5B；硬度≥1.4HB；剥离强度≤19N/cm，方阻＜9Siements/sq。上述所述一种基于银纳米纤维的低温银浆，其中所述银纳米纤维由以下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于银纳米纤维的低温银浆，其特征在于：由以下重量百分比成分组成：银纳米纤维50～70％，银包覆玻璃粉10～20％，有机载体15～25％，无机添加剂为0～5％。

【技术特征摘要】
1.一种基于银纳米纤维的低温银浆，其特征在于：由以下重量百分比成分组成：银纳米纤维50～70％，银包覆玻璃粉10～20％，有机载体15～25％，无机添加剂为0～5％。2.根据权利要求1所述一种基于银纳米纤维的低温银浆，其特征在于：由以下重量百分比成分组成：银纳米纤维50～70％，银包覆玻璃粉10～20％，有机载体15～25％，无机添加剂为1～5％；优选由以下重量百分比成分组成：银纳米纤维70％，银包覆玻璃粉10％，有机载体15％，无机添加剂为5％。3.根据权利要求1或2所述一种基于银纳米纤维的低温银浆，其特征在于：所述基于银纳米纤维的低温银浆的固化温度为450～550℃，细度＜12μm；附着力为5B；硬度≥1.4HB；剥离强度≤19N/cm，方阻＜9Siements/sq。4.根据权利要求1或2所述一种基于银纳米纤维的低温银浆，其特征在于：所述银纳米纤维由以下步骤制备而成：a、前驱体溶液的制备：按照重量比，取乙醇:乙酸:硝酸银:PVP＝5～8:1～3:1～2:0.5～1，混合，搅拌10～15h，得到前驱体溶液；b、气纺丝制备那么银纤维：将a步骤得到的前驱体溶液在0.2～0.3MPa、30～40％湿度下进行气纺丝，得到棉花状银纳米纤维；c、制备银纳米纤维：将b步骤得到的棉花状银纳米纤维以1～3min/℃升温速率升温至400～500℃，保温100～150min，冷却至室温，研磨，即得。5.根据权利要求1或2所述一种基于银纳米纤维的低温银浆，其特征在于：所述银包覆玻璃粉是由以下步骤制备而成：Ⅰ、低熔点玻璃粉的制备：取SiO2 5～10wt％、Bi2O3 55～65wt％、ZnO 5～10wt％、B2O3 20～30wt％，在380～450℃下熔炼，淬火，球磨，得到粒径为1～2μm的低熔点玻璃粉；Ⅱ、溶液A的制备：将AgNO3与水按照固液比1～3g/50mL，混合，搅拌0.5～1.5h，得到溶液A，待用；Ⅲ、溶液B的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宁，陈海军，
申请(专利权)人：四川艾尔法泰克科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51