一种太阳能电池银浆用银粉及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种太阳能电池银浆用的银粉，所述银粉呈单分散性、类单晶结构，银粉粒径分布D50为0.8

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能电池银浆用银粉及其制备方法


[0001]本专利技术涉及金属粉末的制备方法，具体涉及一种太阳能电池银浆用银粉及其制备方法。

技术介绍

[0002]银粉在太阳能、电子工业的电子元器件制造、电镀、电池及化工催化等行业有广泛的应用。随着电子元件向微型化和高性能方向的发展，对银粉的烧结活性、分散性、结晶度等性能指标提出了更高的要求。银粉在太阳能电池正面银浆中起导电的功能，银粉的质量优劣直接影响电池性能，随着PERC正面银浆的发展，具备高分散、高结晶的银粉才能适应市场需求。
[0003]CN 110102777 A是通过控制还原溶液1及硝酸银溶液2的PH及分散剂浓度制备晶种，再以此晶种作为前驱加入还原溶液3中并控制其PH及分散剂浓度，最后将调好的硝酸银溶液4滴加至还原溶液3中制备高分散，高结晶的类球形银粉。该方法虽然能得到高结晶的类球形银粉，但随着滴加的进行其还原剂溶液的浓度及PH逐渐降低，无法保证氧化还原体系，容易导致所制备的银粉粒径分布较宽，小粉易团聚会降低其分散性。
[0004]CN 108714700 A是首先制备分散剂溶液且调节分散剂溶液PH＝4
‑
7，配置氧化剂及还原剂溶液并分别加入一定量的分散剂溶液，再利用计量泵将氧化剂及还原剂溶液匀速加入搅拌中的分散剂溶液中，从而得到单分散高结晶型银粉。但是该方法所制备的银粉由于分散剂用量等问题，其工艺稳定性较差，所制备的银粉物性数据会出现较大的波动。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题、克服现有技术短板，本专利技术提供了一种单分散高结晶型银粉及其制备方法，该银粉成本较低，银粉形貌好，粒度分布窄，粒度平均，振实密度高，工艺稳定性高，且呈单分散性，无明显团聚现象，银粉颗粒表面呈典型的类单晶结构，具有高结晶性，可用于制备太阳能电池导电银浆，尤其是用于PERC正面银浆，具有高光电转换效率。
[0006]本专利技术提供一种太阳能电池银浆用的银粉,尤其适用于PERC正面银浆用的单分散高结晶型银粉，所述银粉呈单分散性、类单晶结构，银粉粒径分布D50为0.8
‑
3.0μm；所述银粉的振实密度不小于5g/cm3,优选5
‑
6.5g/cm3，比表面积为0.2
‑
0.8m2/g。
[0007]银粉SEM电镜测量的粒径尺寸D
SEM
与激光粒度仪测得的D
50
比值，D
SEM
/D
50
为0.8
‑
1.0。
[0008]本专利技术提供一种单分散银粉的制备方法，所述银粉通过分步还原的方法调整银粉粒径大小，在表面活性剂的存在下，通过均匀沉淀法使得内核表面银晶均匀沉积，从而得到单分散、分布窄的类单晶银粉。
[0009]具体来说，包括以下几个步骤：
[0010](一)氧化还原：
[0011]1.制备氧化剂溶液：
[0012]称取一定量的氧化剂溶于水中，得到A溶液。
[0013]该步骤温度控制在20
‑
60℃。
[0014]所述氧化剂为含银源的氧化剂、络合物等，选自硝酸银、氯化银、银氨的至少一种，氧化剂浓度为5
‑
30wt％。
[0015]2.制备还原剂溶液：
[0016]称取一定量的还原剂溶于水中，添加PH调节剂,到B溶液。
[0017]该步骤温度控制在20
‑
60℃。
[0018]所述还原剂为抗坏血酸、葡萄糖、肼、福尔马林、双氧水的至少一种。还原剂浓度为1
‑
20wt％。
[0019]所述pH调节剂选自硝酸、甲酸、氨水、氢氧化钠、尿素、氢氧化钾、碳酸氢钠的至少一种。
[0020]B溶液控制溶液pH＝1
‑
10；优选地，B溶液pH值控制在2
‑
8。
[0021]优选地，步骤1中氧化剂与步骤2中还原剂用量的质量比为1:(0.2
‑
0.7)。
[0022]3.制备分散剂溶液：
[0023]称取一定量的分散剂溶液水中，得到C溶液。
[0024]所述分散剂选自阿拉伯树胶粉、明胶、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇2000和吐温
‑
80中的至少一种。
[0025]分散剂溶液浓度为0.1
‑
0.3wt％；此过程控制温度在20
‑
60℃。
[0026]4.分阶段加料，氧化还原反应：
[0027]第一阶段：在搅拌的条件下将设计量比例的A、B溶液加至C溶液中，A,B同时加入，且A加入量为0.01
‑
20wt％，B加入量为0.01
‑
20wt％，加完后持续搅拌陈化。
[0028]第二阶段：在搅拌的条件下将剩余的A、B溶液的同时加至C溶液中，直至加料完成。
[0029]任选地，第二阶段加料还可以分成n次，其中n＝1
‑
5，优选地n＝2
‑
3。
[0030]利用计量泵或蠕动泵控制均匀加料，加料优选分2
‑
6步进行，加料总时间控制在5
‑
90分钟，第一步加完料陈化时间为3
‑
20min。
[0031]本专利技术通过氧化还原过程中，控制加料的阶段、方式等条件，根据每个阶段加料比例，可以调整粒径尺寸。尤其是第一阶段的添加比例、添加方式及添加完搅拌时长，对产品粒径大小及分布有决定性影响。专利技术人意外发现，采用本专利技术的加料方式，有利于控制氧化还原反应的进程、产品的形貌、粒径。
[0032]5.制备银粉：
[0033]将步骤4所得粉浆溶液抽滤、洗净后得到湿银粉，加入表面活性剂，搅拌均匀，烘干即得到最终所需银粉。
[0034]所述搅拌速度为600
‑
1000rpm/min。
[0035]表面活性剂为脂肪酸的醇溶液，脂肪酸为C8‑
C
18
类脂肪酸，选自油酸、硬脂酸、月桂酸、正辛酸和棕榈酸中的至少一种。
[0036]所述醇选自乙醇、丙醇、乙二醇、丙三醇的至少一种。
[0037]所述表面活性剂的质量浓度为0.5
‑
5wt％。
[0038]基于表面活性剂和湿银粉总量为100％，所述表面活性剂加入量为3
‑
10wt％。
[0039]所述烘干条件为60
‑
100℃，15
‑
20小时。
[0040]进一步地，本专利技术还提供一种太阳能电池正面银浆，尤其是PERC电池，包括上述银粉或者如上制备方法得到的银粉。
[0041]进一步地，本专利技术还提供一种太阳能电池，尤其是PERC电池，包括上述银粉或者如上制备方法得到的银粉。
[0042]本专利技术的有益效果：
[0043]本专利技术首先通过调控氧化还原反应过程中还原剂、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池银浆用的银粉，其特征在于，所述银粉呈单分散性、类单晶结构，粉粒度分布D50为0.8
‑
3.0μm，所述银粉的振实密度不小于5g/cm3,比表面积为0.2
‑
0.8m2/g。2.根据权利要求1所述银粉，其特征在于，银粉SEM电镜测量的粒径尺寸D
SEM
与激光粒度仪测得的D
50
比值D
SEM
/D
50
为0.8
‑
1.0。3.一种单分散银粉的制备方法，其特征在于，所述银粉通过分步还原的方法调整银粉粒径大小，在表面活性剂存在下得到单分散状态的高结晶银粉。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述氧化还原反应包括以下几个步骤：1)制备氧化剂溶液：称取一定量的氧化剂溶于水中，得到A溶液；2)制备还原剂溶液：称取一定量的还原剂和pH调节剂，溶于水中得到B溶液；3)制备分散剂溶液：称取一定量的分散剂溶于水中，得到C溶液；4)分阶段加料，氧化还原反应：第一阶段：在搅拌的条件下将设计量比例的A、B溶液加至C溶液中得到混合液，A,B同时加入，且A加入量为0.01
‑
20wt％，B加入量为0.01
‑
20wt％，加完后持续搅拌陈化；第二阶段：在搅拌的条件下将剩余的A、B溶液的同时加至混合液中，直至加料完成；5)制备银粉：抽滤、洗净后得到湿银粉，加入表面活性剂，搅拌均匀，烘...

【专利技术属性】
技术研发人员：周云，唐元勋，郑京，肖强，周可清，谢寒，常光辉，
申请(专利权)人：浙江光达电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：