一种用于太阳能电池浆料的高振实密度银粉及其制备方法技术

技术编号：41335321 阅读：6 留言：0更新日期：2024-05-20 09:55

本发明专利技术涉及电池浆料技术领域，公开一种用于太阳能电池浆料的高振实密度银粉及其制备方法。包括以下步骤：制备银前驱体溶液和还原剂溶液，依次将分散剂和一部分还原剂溶液加入到银前驱体溶液中，搅拌溶解；加入部分还原剂溶液时，使用超声辅助，加入去离子水稀释，停止超声，将另一部分还原剂溶液加入反应，搅拌还原，得到银粉颗粒；使用去离子水多次清洗银粉颗粒，固液分离，干燥，再与氧化锆球混合，加入表面包覆剂的醇溶液盖过固体，球磨分散；将分散后的银粉颗粒固液分离，干燥，得到高振实密度银粉。该方法制备的银粉同时具有粒径分布均匀、高分散性和高振实密度的特性，并且应用于太阳能电池浆料制备中，得到的浆料具有高的光电转化效率。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池浆料，尤其涉及一种用于太阳能电池浆料的高振实密度银粉及其制备方法。

技术介绍

1、由于太阳能是一种无污染、可再生、储量巨大的清洁能源，太阳能光伏产业是近年来增长迅速最快的高新技术产业之一，太阳能电池的研究和应用已成为世界新能源研究的热点。作为太阳能电池关键原材料的银浆的需求量也越来越大。电极银浆的成分配方、性质和制备工艺直接影响着太阳能电池的物理和光电性能。

2、超细银粉是银浆的重要组分，其粒径、形貌、粒径分布、松装振实密度等性能都会对导电材料的性能好坏产生很大的影响，从而影响电子产品最终的性能好坏。随着太阳能电池银浆的更新换代，对于超细银粉的要求也越来越苛刻，目前所需银粉必须时尽可能接近高分散单一粒径的密实球形银粉，具有窄的粒径分布和高振实密度，从而可以保证太阳能电池银浆具有好的光电性能。因此研究高振实密度的超细银粉具有重要的经济和社会意义。

3、现有的银粉制备方法得到的银粉往往振实密度较小，导致制备浆料性能较差，制备太阳能电池效率低，或用于提高银粉分散性和振实密度的银粉制备方法工艺复杂，导致大批量生产难度大，不适合工业生产。

技术实现思路

1、基于以上所述，本专利技术的目的在于提供一种用于太阳能电池浆料的高振实密度银粉及其制备方法，由该方法制得的银粉粒径分布均匀、具有高分散性和高振实密度。

2、为达上述目的，本专利技术采用以下技术方案：

3、一种用于太阳能电池浆料的高振实密度银粉的制备方法，包括以下步骤：

4、(1)将银源溶解或分散到去离子水中，得到银前驱体溶液；将还原剂溶解到去离子水中，得到还原剂溶液；依次将分散剂和一部分所述还原剂溶液加入到所述银前驱体溶液中，搅拌进行反应，所述加入一部分所述还原剂溶液的反应过程中开始采用超声辅助；

5、(2)加入去离子水对步骤(1)后的反应液进行稀释，停止超声辅助，加入余下的还原剂溶液，搅拌进行反应，得到银粉悬浮液；

6、(3)对步骤(2)后的银粉悬浮液进行固液分离、清洗、干燥，得到银粉颗粒；

7、(4)将步骤(3)后的银粉颗粒与氧化锆球混合，再加入含表面包覆剂的醇溶液，进行球磨分散；将球磨分散后的悬浮溶液进行固液分离、清洗、干燥，制得高振实密度银粉。

8、作为一种用于太阳能电池浆料的高振实密度银粉的制备方法的优选方案，所述银源包括硝酸银、碳酸银、草酸银中的一种或多种；所述银源浓度为1～10mol/l，优选为1～5mol/l。

9、作为一种用于太阳能电池浆料的高振实密度银粉的制备方法的优选方案，所述分散剂包括柠檬酸、乙二胺四乙酸、聚乙烯吡咯烷酮聚乙烯亚胺中的一种或多种，优选为聚乙烯亚胺；所述分散剂的质量为银源质量的5％～100％，优选为5％～20％。

10、作为一种用于太阳能电池浆料的高振实密度银粉的制备方法的优选方案，所述还原剂包括水合肼、甲醛、硼氢化钠、硫酸亚铁、硫酸亚铁铵、抗坏血酸中的一种或多种，优选为硫酸亚铁铵；所述还原剂浓度为0.1～2mol/l，优选为0.1～0.5mol/l；所述还原剂与所述银源的物质的量比例为1.2～2.0，优选为1.2～1.5。

11、作为一种用于太阳能电池浆料的高振实密度银粉的制备方法的优选方案，所述超声辅助过程中，加入的一部分还原剂用量为所述还原剂溶液的1～5％，超声功率为70～99％，搅拌5～10min。

12、作为一种用于太阳能电池浆料的高振实密度银粉的制备方法的优选方案，所述加入去离子水稀释过程中，加入的去离子水的质量为加入去离子水稀释时反应液质量的10～20倍。

13、作为一种用于太阳能电池浆料的高振实密度银粉的制备方法的优选方案，所述步骤(2)中余下的还原剂溶液的加样时间为1～5min，继续搅拌还原时间为30～60min。

14、作为一种用于太阳能电池浆料的高振实密度银粉的制备方法的优选方案，所述表面包覆剂包括硬脂酸、硅烷偶联剂、司盘、吐温中的一种或多种，优选为硬脂酸；所述表面包覆剂的质量为所述步骤(3)的银粉颗粒质量的1％～5％，优选为1％～2％。

15、一种用于太阳能电池浆料的高振实密度银粉，由上述任一项制备方法制得。

16、作为一种用于太阳能电池浆料的高振实密度银粉的优选方案，所述高振实密度银粉应用于制备太阳能电池导电银浆。

17、本专利技术的有益效果为：

18、本专利技术采用液相还原法直接制备得到银粉，通过加入去离子水稀释反应液来降低生长速率，控制反应液浓度来分离成核和晶体生长过程，操作简单，使得最终制备得到的银粉粒径分布窄，分散均匀，振实密度大；使用超声辅助成核，加快成核速率，提高晶体分散性；本专利技术还使用表面包覆剂对银粉进行后处理，使用球磨工艺，提高银粉分散性，进一步使粒径分布均匀，提高振实密度；本专利技术制备得到的银粉为分散性好的球形银粉，振实密度大于6g/cm3；本专利技术制备的银粉应用于太阳能电池浆料制备中，得到的浆料具有高的光电转化效率。

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【技术保护点】

1.一种用于太阳能电池浆料的高振实密度银粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的用于太阳能电池浆料的高振实密度银粉的制备方法，其特征在于，所述银源包括硝酸银、碳酸银、草酸银中的一种或多种；所述银源浓度为1～10mol/L。

3.根据权利要求1所述的用于太阳能电池浆料的高振实密度银粉的制备方法，其特征在于，所述分散剂包括柠檬酸、乙二胺四乙酸、聚乙烯吡咯烷酮聚乙烯亚胺中的一种或多种；所述分散剂的质量为银源质量的5％～100％。

4.根据权利要求1所述的用于太阳能电池浆料的高振实密度银粉的制备方法，其特征在于，所述还原剂包括水合肼、甲醛、硼氢化钠、硫酸亚铁、硫酸亚铁铵、抗坏血酸中的一种或多种；所述还原剂浓度为0.1～2mol/L；所述还原剂与所述银源的物质的量比例为1.2～2.0。

5.根据权利要求1所述的用于太阳能电池浆料的高振实密度银粉的制备方法，其特征在于，所述超声辅助过程中，加入的一部分还原剂用量为所述还原剂溶液的1～5％，超声功率为70～99％，搅拌5～10min。

6.根据权利要求1所述的

7.根据权利要求1所述的用于太阳能电池浆料的高振实密度银粉的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中余下的还原剂溶液的加样时间为1～5min，继续搅拌还原时间为30～60min。

8.根据权利要求1所述的用于太阳能电池浆料的高振实密度银粉的制备方法，其特征在于，所述表面包覆剂包括硬脂酸、硅烷偶联剂、司盘、吐温中的一种或多种；所述表面包覆剂的质量为所述步骤(3)的银粉颗粒质量的1％～5％。

9.一种用于太阳能电池浆料的高振实密度银粉，其特征在于，由权利要求1～8中任一项所述的制备方法所制得。

10.一种根据权利要求1～8中任一项所述的制备方法所制得的高振实密度银粉或者如权利要求9所述的高振实密度银粉在制备太阳能电池导电银浆中的应用。

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【技术特征摘要】

1.一种用于太阳能电池浆料的高振实密度银粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的用于太阳能电池浆料的高振实密度银粉的制备方法，其特征在于，所述银源包括硝酸银、碳酸银、草酸银中的一种或多种；所述银源浓度为1～10mol/l。

4.根据权利要求1所述的用于太阳能电池浆料的高振实密度银粉的制备方法，其特征在于，所述还原剂包括水合肼、甲醛、硼氢化钠、硫酸亚铁、硫酸亚铁铵、抗坏血酸中的一种或多种；所述还原剂浓度为0.1～2mol/l；所述还原剂与所述银源的物质的量比例为1.2～2.0。

5.根据权利要求1所述的用于太阳能电池浆料的高振实密度银粉的制备方法，其特征在于，所述超声辅助过程中，加入的一部分还原剂用量为所述还原剂溶液的1～5％，超声...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙娅，范骁，李韶峰，
申请(专利权)人：航天科工长沙新材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：

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