钠／钼复合金属粉末、其产品以及光伏电池的生产方法技术

在根据本发明专利技术的一个实施方式中，用于生产复合金属粉末的方法可以包括：提供一定量钼金属粉末；提供一定量钠化合物；使所述钼金属粉末和所述钠化合物与液体组合，从而形成浆液；将上述浆液加料到热气流中；和回收所述复合金属粉末。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般性地涉及一种含钼材料和涂层，更具体地，涉及一种适于用在光伏电 池的制造中的钼涂层。
技术介绍
钼涂层是本领域已知的，其可应用在各种应用领域的各个工艺中。钼涂层的一种 应用是生产光伏电池。更具体地，一类高效多晶薄膜光伏电池包含含有CulnGaSe2的吸收 层。上述光伏电池以吸收层包含的元素命名通常被称为CIGS光伏电池。在常见的结构 中，CulnGaSe2吸收层形成或“生长”在其上沉积有钼膜的钠钙玻璃衬底上。令人感兴趣的 是，业已发现少量来自钠钙玻璃衬底的钠扩散通过钼膜起到提高电池效率的作用。例如参 见 K. Ramanathan 等人的 Photovolt. Res. Appl. 11(2003)，225 John H. Scofield 等人的 Proc. of the 24th IEEE Photovoltaic Specialists Conference, IEEE, New York,1995, 164-167。尽管上述效率的增加是以CIGS电池沉积在钠钙玻璃衬底上的结构自动实现的， 但是已经证明了采用其它类型的衬底实现效率的增加相当困难。例如，非常关注在柔性基材上形成CIGS电池，这样电池可以更轻并且容易适应各 种形状。尽管已经制造并使用这种电池，但是所涉及的柔性衬底不含钠。结果，在这种衬底 上制造的CIGS电池的性能可以通过用钠掺杂钼层来改善。例如，参见Jae Ho Yim等人的 Thin Solid Films，515，2007，5876-5879。
技术实现思路
在根据本专利技术的一个实施方式中，用于生产复合金属粉末的方法可以包括提供 一定量钼金属粉末；提供一定量钠化合物；使所述钼金属粉末和所述钠化合物与液体组 合，从而形成浆液；将上述浆液加料到热气流中；和回收所述复合金属粉末。还公开了根据 这种方法生产的复合金属粉末。用于生产复合金属粉末的另一实施方式可以包括提供一定量钼金属粉末；提供 一定量钼酸钠粉末；将所述钼金属粉末和所述钼酸钠粉末与水组合，从而形成浆液；将上 述浆液加料到热气流中；和回收所述复合金属粉末。还公开了根据这种方法生产的复合金 属粉末。还公开了一种用于制备金属制品的方法，所述方法包括(a)通过如下生产一定 量复合金属提供一定量钼金属粉末；提供一定量钠化合物；使所述钼金属粉末和所述钠 化合物与液体组合，从而形成浆液；将上述浆液加料到热气流中；和回收所述复合金属粉 末；和(b)固结所述复合金属粉末，从而形成所述金属制品，所述金属制品包含钠/钼金属 基质。还公开了根据上述方法制成的金属制品。根据本文的教导，光伏电池的生产方法可以包括提供衬底；在所述衬底上沉 积钠/钼金属层；在所述钠/钼金属层上沉积吸收层；和在所述吸收层上沉积结配对层 (junction partner layer)。在衬底上沉积钠/钼膜的方法可以包括提供一定量含有钼和钠的复合金属粉 末；通过热喷雾在所述衬底上沉积所述复合金属粉末。在衬底上沉积膜的另一方法可以包 括溅射含有钠/钼金属基质的靶材，来自所述靶材的所述经溅射材料形成所述钠/钼膜。 涂布衬底的另一方法可以包括提供一定量含有钼和钠的复合金属粉末；蒸发所述复合金 属粉末，从而形成钠/钼膜。涂布衬底的方法可以包括提供一定量含有钼和钠的复合金属 粉末；将所述一定量复合金属粉末与载体混合；和通过印刷将所述复合金属粉末和载体的 混合物沉积在所述衬底上。附图说明本专利技术的说明性和优选的实施方式示于如下附图中，其中图1示意性地表示基本工艺过程的一种实施方式，该实施方式可被用于生产钠/ 钼复合金属粉末；图2是表示复合金属粉末混合物的加工方法的工艺流程图。图3是具有钠/钼金属层的光伏电池的正视放大截面图。图4是钠/钼复合金属粉末混合物的扫描电镜照片。图5a是能量弥散X射线谱的光谱图，其表示图4照片中钠的分散。图5b是能量弥散X射线谱的光谱图，其表示图4照片中钼的分散。图6示意性地表示脉动燃烧喷射干燥装置的一种实施方式。图7是表示根据本文教导生产的示意性复合金属粉末的筛分级分布(screen fraction distribution)的图表。具体实施例方式用于生产钠/钼复合金属粉末12的工艺或方法10示于图1中，其简单描绘为可 以包括提供一定量钼金属粉末12和一定量钠化合物16，例如钼酸钠(Na2MoO4)粉末。钼金 属粉末14和钼酸钠粉末16与液体(诸如水)组合，从而形成浆液20。然后，为了生产钠/ 钼复合金属粉末12，可以例如通过脉动燃烧喷射干燥器22喷射干燥浆液20。现在主要参照图2，钠/钼复合金属粉末12可以以其回收形式或“生料”形式用作 各种工艺和应用的原料24，这些工艺和应用中的一些在本文中示出并描述，另一些对于熟 悉本文提供的教导之后的本领域普通技术人员来说是明显可得的。或者，可以例如通过烧 结26、通过分类28、或通过二者组合对“生料”复合金属粉末12进行进一步加工，然后再用 作原料24。为了如图3所示在衬底34上沉积钠/钼膜32，可以将钠/钼复合金属粉末原 料24(例如“生料”形式或经加工形式)用在热喷射沉积工艺30中。上述钠/钼膜32可 以用在各种应用中具有优势。例如并将进一步详细描述的，钠/钼膜32可以构成光伏电池 36的一部分，其可用于改善光伏电池36的效率。在可供选择的沉积工艺中，复合金属粉末 12也可以作为印刷工艺38中的原料，其也可以在衬底34上形成钠/钼膜或涂层32’。在另一实施方式中，为了生产金属制品42 (例如溅射靶材44)，可以在步骤40中对 复合金属粉末原料24( “生料”形式或经加工形式)进行固结。可以“原样”使用直接得自 固结40的金属制品42。或者，可以例如通过烧结46对经固结的制品进行进一步加工，在该 情况下，金属制品42将包含经烧结的金属制品。在金属制品42包含溅射靶材44 ( S卩，经烧结形式或未经烧结形式)的情况下，为了在衬底34上沉积钠/钼膜32”，可以在溅射沉积装 置(未示出)中使用溅射靶材44。见图3。现在主要参照图4，图5a和图5b，钠/钼复合金属粉末12包含多个一般为球形的 粒子，这些粒子自身是更小粒子的聚集体(agglomeration)。因此，复合金属粉末12在本 文中也可以表征为由“BB’ S”形成的“足球”。此外，正如图5a和5b所证明的，钠高度分散 在钼中。也就是说，本专利技术的钠/钼复合粉末不仅仅是钠金属粉末和钼金属粉末的组合体， 而是包含熔融或团聚在一起的钠亚粒子和钼亚粒子的基本上均勻的分散体或者复合混合 物。钠/钼金属粉末复合物还具有高密度并且具有有利的流动特性。正如本文更详细地讨 论的那样，根据本文的教导生产的示例性钠/钼复合金属粉末12具有在约2g/cc至约3g/ cc范围内的Scott密度。对于本文所示以及描述的各种实例组成而言，霍尔流动性(Hall flowability)在小于约35s/50g至低至30s/50g的范围内。本专利技术的显著优势在于，它提供了一种通过传统方法难以或不可能实现的钼和钠 的金属组合。然而，即使钠/钼复合金属粉末包含粉末状材料，但它不是钠和钼粒子的简单 混合物。更确切的说，钠亚粒子和钼亚离子实际上熔合在一起，结果粉末状金属制品的单个 粒子中包含钠本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生产复合金属粉末的方法，所述方法包括：提供一定量钼金属粉末；提供一定量钠化合物；使所述钼金属粉末和所述钠化合物与液体组合，从而形成浆液；将上述浆液加料到热气流中；和回收所述复合金属粉末。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2008-1-11 12/013,263一种用于生产复合金属粉末的方法，所述方法包括提供一定量钼金属粉末；提供一定量钠化合物；使所述钼金属粉末和所述钠化合物与液体组合，从而形成浆液；将上述浆液加料到热气流中；和回收所述复合金属粉末。2.如权利要求1所述的方法，其中，提供一定量钠化合物包含提供一定量钼酸钠粉末。3.如权利要求1所述的方法，其中，将上述浆液加料到热气流中包括雾化所述浆液，并 使所述经雾化的浆液与热气流接触。4.如权利要求1所述的方法，其中，使所述钼金属粉末和所述钠化合物与液体组合包 括使所述钼金属粉末和所述钠化合物与水组合，从而形成浆液。5.如权利要求1所述的方法，其中，所述浆液包含介于约15重量％至约25重量％之间 的液体。6.如权利要求1所述的方法，进一步包括提供一定量粘合剂材料；和使所述粘合剂材料与所述钼金属粉末、所述钠化合物和所述水组合，从而形成浆液。7.如权利要求6所述的方法，其中，所述粘合剂包括选自由聚乙烯醇和聚乙二醇组成 的组中的一种或多种。8.如权利要求6所述的方法，其中，所述钠化合物包括钼酸钠，并且其中，所述浆液包 含约15重量％至约25重量％的液体，约0重量％至约2重量％的粘合剂，约1重量％至约 15重量％的钼酸钠和约58重量％至约84重量％的钼金属粉末。9.如权利要求6所述的方法，进一步包括在足以驱除基本上所有所述粘合剂的温度 下加热所述经回收的复合金属粉末。10.如权利要求9所述的方法，其中，所述加热进一步包括在氢气氛下加热。11.如权利要求10所述的方法，其中，在氢气氛中的所述加热在约500°C至约825°C的 温度下进行。12.—种钠/钼复合金属粉末，其包含熔合在一起以形成所述复合金属粉末的单个粒 子的钠亚粒子和钼亚粒子的基本上均勻的分散体。13.如权利要求12所述的钠/钼复合金属粉末，其具有在约30-35秒/50克范围内的 霍尔流动性。14.如权利要求12所述的钠/钼复合金属粉末，其具有在约2g/cc至约3g/cc范围内 的Scott密度。15.如权利要求12所述的钠/钼复合金属粉末，其包含约0.2重量％至约3. 5重量％ 的保留钠。16.如权利要求12所述的钠/钼复合金属粉末，其包含少于6重量％的残留氧。17.一种用于制备金属制品的方法，所述方法包括通过如下生产一定量复合金属粉末提供一定量钼金属粉末；提供一定量钠化合物；使所述钼金属粉末和所述钠...

【专利技术属性】
技术研发人员：纳里实戈尔，卡尔考克斯，戴夫浩奈克尔，艾瑞克史密斯，克里斯麦克鲁克，亚当德波斯科，苏尼尔钱德拉扎，
申请(专利权)人：克莱麦克斯工程材料有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]