一种高结晶银粉及低成本异质结银浆及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种高结晶银粉及低成本异质结银浆及其制备方法与应用，将无机粉体经过表面平滑处理后、与防絮凝剂、分散剂水混合，得到无机粉体分散液，再与还原剂、粒径控制剂、水溶性银盐混合，用化学还原法在无机粉体表面包覆一层银层，从而合成一种银包无机物纳米粉体型高结晶类球银粉。本发明专利技术银浆配方中加入了高分散性片状银粉与高结晶银粉配合，有效提升了银浆的导电性的同时还保留了银浆的精细印刷性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种高结晶银粉及低成本异质结银浆及其制备方法与应用


[0001]本技术专利技术应用在太阳能电池光伏产业
中的异质结太阳能电池导电银浆以及银粉的制作。

技术介绍

[0002]光伏发电作为一种清洁能源，一直受到人们的追捧，而其中的异质结太阳能电池，因其有独特的优点，得到了迅猛的发展，从生产角度来讲，异质结电池可以将电池片制作的更薄，从而提升晶体硅的利用效率，此外生产过程能耗角度看，异质结银浆的固化温度很低，仅200℃以内就可以实现固化；从性能角度来讲，异质结电池不会产生极化现象，光照稳定性很高，同时有较高的开压，因此异质结电池有更高的光电转化效率。传统的异质结太阳能电池电极银浆是使用高纯度(>99％)的银粉制作，银的价格较高，而传统异质结银浆有非常高的银含量，因此银浆的制作和使用成本非常高昂；也有人提倡用使用铜
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银合金，但是因为无法解决铜的氧化问题，导致导电性能大幅下降。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种将银充分地包覆在无机物粉末表面形成银包无机物型高结晶银粉的合成方法。本专利技术制作的银包无机物粉体拥有接近纯银粉的导电性能，而且所用无机物均为不溶于水、无腐蚀性的惰性无机物粉末，不存在稳定性问题。使用本专利技术制作的异质结银浆可以有效降低银浆制造和异质结电池制造成本。
[0004]本专利技术采用如下技术方案：
[0005]一种高结晶银粉，由无机粉体表面包覆银层得到，无机粉体的粒径为1nm～500nm。
[0006]优选的，无机粉体为不溶于水、无腐蚀性的无机粉体，包括玻璃粉、陶瓷粉、二氧化硅粉、碳粉、石墨粉中的一种或者几种。
[0007]优选的，无机粉体的粒径为1nm～300nm。
[0008]优选的，无机粉体表面光滑。
[0009]本专利技术公开了上述高结晶银粉的制备方法，包括以下步骤，将无机粉体经过表面平滑处理后，用化学还原法在无机粉体表面包覆一层银层，具有高结晶度，从而合成一种银包无机物纳米粉体型高结晶类球银粉。
[0010]本专利技术中，表面平滑处理，指使用物理法表面平滑处理或者化学法表面平滑处理，将无机粉体的表面棱角进行改性和修饰，从而让无机粉体表面平滑，这样有利于银在无机粉体表面形成更充分的包覆层，从而进一步提升高结晶银粉的导电性。物理法表面平滑处理有：高温热处理，高速撞击，水相低速沙磨等；化学法表面平滑处理有：酸蚀刻法，碱蚀刻法等。
[0011]上述技术方案中，将无机粉体经过表面平滑处理后与还原剂、水溶性银盐混合，用化学还原法在无机粉体表面包覆一层银层；还原剂可以是抗坏血酸、甲醛、水合肼等其中的一种或者两种以上。进一步的，将无机粉体经过表面平滑处理后、与防絮凝剂、分散剂水混
合，得到无机粉体分散液，再与还原剂、粒径控制剂、水溶性银盐混合，用化学还原法在无机粉体表面包覆一层银层。
[0012]本专利技术公开了一种低成本异质结银浆，包括载体、上述高结晶银粉、片状银粉；载体包括环氧树脂、热固型齐聚物、溶剂、环氧固化剂、封闭型异氰酸酯固化剂。优选的，低成本异质结银浆由载体、高结晶银粉、片状银粉组成，高结晶银粉的质量百分数为60％～95％，片状银粉的质量百分数为5％～30％，余量为载体；优选的，高结晶银粉的质量百分数为65％～80％，片状银粉的质量百分数为10％～20％，余量为载体。优选的，载体由环氧树脂、热固型齐聚物、溶剂、环氧固化剂、封闭型异氰酸酯固化剂组成，按质量百分数，环氧树脂1％～10％，热固型齐聚物0.1％～5％，环氧固化剂0.1％～3％，封闭型异氰酸酯固化剂1％～5％，溶剂为余量。
[0013]本专利技术中，片状银粉的振实密度为4.0～6.0g/cm3，高温热损为0.1～0.5％，粒径D50为1.0～3.0μm，片径比为1.5～5。
[0014]本专利技术中，环氧树脂种类可以是双酚A型环氧树脂，双酚F型环氧树脂，脂肪族环氧树脂，聚酯改性环氧，聚氨酯改性环氧，丙烯酸改性环氧中的一种或者两种以上。热固型齐聚物可以是三元以上的多元醇，例如：聚酯多元醇，聚醚多元醇，丙烯酸多元醇，聚氨酯多元醇等，提高耐候性。溶剂为沸点在190℃～250℃之间的酯类溶剂，醇类溶剂，醚类溶剂，酮类溶剂等，例如松油醇、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、二乙二醇二丁醚、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯、乙二醇丁醚醋酸酯、二丙酮醇、异佛尔酮中的一种或者两种以上。
[0015]本专利技术公开了上述低成本异质结银浆的制备方法，将上述高结晶银粉、片状银粉分散在载体中，得到低成本异质结银浆；具体的，环氧树脂、热固型齐聚物、溶剂、环氧固化剂、封闭型异氰酸酯固化剂混合分散得到载体，再加入上述高结晶银粉、片状银粉后经过离心分散、三辊研磨分散、过滤除杂，得到低成本异质结银浆，常规粘度调节后即可直接使用于异质结太阳能电池电极的印刷。
[0016]本专利技术中，用来做被包覆核心的并非金属，而是惰性纳米无机粉体；相比于金属粉体，惰性无机粉本身不存在氧化和腐蚀的问题，从而不会因氧化的发生而影响导电性能；且本专利技术使用的无机粉体颗粒大小是纳米级别，相比于微米级粉体，纳米级粉体表面活性更强，尤其经过平滑化处理后，银原子易在其表面生长结晶，从而形成更完整的银包覆层。
[0017]本专利技术中，对整个反应过程优选滴加方式、反应浓度、搅拌方式和搅拌速度、反应时间，使银在纳米无机晶核表明形成更充分、更完整的包覆层。
[0018]本专利技术所述低成本异质结银浆的制备，其优点(1)在于，使用了高包覆率银包无机物粉体，使得银浆在保证导电性能和抗氧化性能的同时，降低了配方中贵金属银的实际使用量，从而极大程度降低了银浆的生产成本，以及异质结电池片的生产成本。
[0019]本专利技术所述低成本异质结银浆的制备，其优点(2)在于，在配方中加入了三官以上的多元醇，结合封闭型异氰酸酯和环氧树脂以及固化剂，形成更加密实的体型交联结构，提升固化交联密度，从而有效提升了固化后银线的耐候性能。
[0020]本专利技术所述低成本异质结银浆，其优点(3)在于，为了进一步提升银浆的导电性，银浆配方中加入了一种高分散性片状银粉与高结晶银粉配合，有效提升了银浆的导电性的同时还保留了银浆的精细印刷性。
附图说明
[0021]图1为银浆印刷线路图案；
[0022]图2为实施例一合成的银包玻璃粉扫描电镜图；
[0023]图3为实施例二合成的银包陶瓷粉扫描电镜图；
[0024]图4为比较例一合成的纯银粉扫描电镜图；
[0025]图5为玻璃粉GF
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01的激光粒度测试结果；
[0026]图6为陶瓷粉TO
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1的激光粒度测试结果；
[0027]图7为实施例一合成的银包玻璃粉的激光粒径测试结果；
[0028]图8为实施例二合成的银包陶瓷粉的激光粒径测试结果；
[0029]图9为比较例一合成的纯银粉的激光粒径测试图；
具体实施方式
[0030]本专利技术涉及的原料都是现有产品，具体制备操作以及测试本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高结晶银粉，由无机粉体表面包覆银层得到，无机粉体的粒径为1nm～500nm。2.根据权利要求1所述高结晶银粉，其特征在于，无机粉体包括玻璃粉、陶瓷粉、二氧化硅粉、碳粉、石墨粉中的一种或者几种；无机粉体的粒径为1nm～300nm。3.根据权利要求1所述高结晶银粉，其特征在于，无机粉体表面光滑。4.权利要求1所述高结晶银粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，将无机粉体经过表面平滑处理后，用化学还原法在无机粉体表面包覆一层银层，得到高结晶银粉。5.根据权利要求4所述高结晶银粉的制备方法，其特征在于，表面平滑处理包括物理法表面平滑处理或者化学法表面平滑处理；将无机粉体经过表面平滑处理后与还原剂、水溶性银盐混合，用化学还原法在无机粉体表面包覆一层银层；还原剂可以是抗坏血酸、甲醛、水合肼等其中的一种或者两种以上。6.根据权利要求5所述高结晶银粉的制备方法，其特征在于，将无机粉体经过表面平滑处理后、与防絮凝剂、分散剂水混合，得到无机...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴立泰，董飞龙，周湘辉，金余，李亮，欧阳旭频，鲁斌，
申请(专利权)人：无锡晶睿光电新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：