【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属粉末制备，尤其是涉及一种n型hjt太阳能电池电极银浆用球形银包铜粉及制备方法。
技术介绍
1、n-hjt电池光电转换效率最高可达27％，其使用的低温烧结工艺(＜250℃)和只需四步的简短工艺制备流程比传统晶硅电池优势明显。但目前hjt电池投产效率并不突出，其主要一个原因是印刷双面化和印刷栅线宽导致银浆耗量大，银粉作为银浆的导电功能项，其含量占比高达90％，银作为贵金属耗材，高成本是制约n-hjt电池技术向光伏领域渗透的一个关键因素。因此，在不显著降低电池效率的前提下，如何使用贱金属替代贵金属来降低电池成本是光伏领域亟需解决的一个难题。
2、银包铜粉作为银粉的一种替代品，在铜粉表面镀上一层薄薄的银层，在不超过200℃的温度下，铜粉表面的纳米银不会明显聚集成块使内部铜核裸露氧化。随着研究的深入，研究人员发现随着铜粉表面含银量的增加，银离子迁移致使内部铜裸露的温度也随之升高。因此，要使用银包铜粉替代银粉，就要在尽可能低的银耗下使铜粉表面银镀层致密且均匀。
3、专利cn116967444a选用碱性含氮试剂和含羧酸根试剂共同作为络合剂，以球形无氧铜粉和还原剂作为底液，将硝酸酸化的硝酸银溶液滴入到底液中，最后经过固液分离得到银包铜粉末。然而，引入硝酸会使铜粉部分转化为硝酸铜，铜离子会吸附在铜粉表面阻止银颗粒沉积，该法又没有加入铜离子掩蔽剂，因此铜粉表面镀银不连续，镀层不致密。
4、因此，现有技术需要改进。
技术实现思路
1、为解决上述技术问
2、本专利技术第一方面公开了一种n型hjt太阳能电池电极银浆用球形银包铜粉的制备方法。所述制备方法包括：
3、步骤s1，将硝酸银溶于纯水中得到硝酸银浓度为0.4-2.0mol/l的氧化剂溶液，将还原剂a和还原剂b共同溶于纯水中得到还原剂a浓度为0.1-0.8mol/l、还原剂b浓度为0.1-0.5mol/l的双还原剂混合溶液；
4、其中，所述还原剂a的还原性大于所述还原剂b；
5、步骤s2，将球形无氧铜粉分散于纯水中得到球形无氧铜粉浓度为4-12mol/l的底液，同时在所述底液中加入作为表面活性剂的吐温-80，开启机械搅拌，之后在所述底液中加入氨水用于调节所述底液的ph至6-12；
6、其中，氧化剂溶液、双还原剂混合溶液和底液的体积比为1:2:1；
7、步骤s3，室温下，将体积为所述氧化剂溶液总体积的六十分之一至一百五十分之一的所述氧化剂溶液在1min之内滴入所述底液中，反应1-2min，之后将铜离子掩蔽剂溶液加入所述底液中，继续反应4-6min，得到第一悬浮液；
8、步骤s4，将剩余的所述氧化剂溶液和所述双还原剂混合溶液滴入所述第一悬浮液中，滴加结束后，继续搅拌预设时间至反应结束，得到第二悬浮液；
9、其中，滴加时长不少于30min，且所述双还原剂混合溶液的滴速至少是所述氧化剂溶液的滴速的2倍；
10、步骤s5，将所述第二悬浮液进行离心后得到银包铜前驱体，采用纯水多次洗涤所述银包铜前驱体，之后对所述银包铜前驱体进行烘干，得到所述银包铜粉末。
11、根据本专利技术第一方面的制备方法，在所述步骤s1中，所述还原剂a和还原剂b均选自硫酸亚铁铵、硫酸羟铵、对苯二酚、甲醛、抗坏血酸中的一种。
12、根据本专利技术第一方面的制备方法，在所述步骤s2中，所述吐温-80的用量为所述球形无氧铜粉的0.1倍质量。
13、根据本专利技术第一方面的制备方法，在所述步骤s3中，将球形无氧铜粉0.02倍质量的α-氨基酸均匀溶于体积为所述氧化剂溶液总体积的0.2倍的无水乙醇中得到所述铜离子掩蔽剂溶液。
14、根据本专利技术第一方面的制备方法，所述α-氨基酸为谷氨酸，色氨酸，赖氨酸，精氨酸，缬氨酸，组氨酸，脯氨酸，甘氨酸中的至少一种。
15、根据本专利技术第一方面的制备方法，在所述步骤s4中，所述氧化剂溶液和所述双还原剂混合溶液的滴加方式均为直接在底液液面上方滴入。
16、根据本专利技术第一方面的制备方法，在所述步骤s5中，所述烘干的温度为48-52℃，烘干时间为10-14h。
17、根据本专利技术第一方面的制备方法，所述球形无氧铜粉的d50位于2.0-4.0μm，振实密度＞4g/cm3，比表面＞0.2m2/g。
18、根据本专利技术第一方面的制备方法，所述机械搅拌的转速为150-200r/min。
19、本专利技术第二方面公开了一种采用前述所述n型hjt太阳能电池电极银浆用球形银包铜粉的制备方法制备而成的球形银包铜粉。
20、综上，本专利技术提出的方案具备如下技术效果：
21、(1)本专利技术采用置换-掩蔽-还原三步法实现了球形铜粉表面银层完全包覆。首先采用微量的硝酸银与球形铜粉置换在球形铜粉表面生成银靶点，之后加入铜离子掩蔽剂排除底液中游离铜离子对后续镀银工艺的干扰，最后采用两种还原能力有差异的混合还原剂实现银颗粒沿着铜面生长，得到表面连续且致密的球形银包铜粉。
22、(2)本专利技术创新性地采用两种还原性有差异的还原剂作为混合还原剂，对硝酸银进行还原为银单质。根据颗粒“成核-生长”的演变规律，混合还原剂的配制中还原能力较强的还原剂目的是作为成核剂，使银原子沉积到球形无氧铜粉表面生成银靶点；还原能力较弱的还原剂起到接力“生长-聚集”的作用，使得后还原的银原子优先沉积在表面包覆不完整、表面能高的位置。在两种还原剂共同的作用下，最终得到球形无氧铜粉表面包覆光滑、致密的银薄层。
23、(3)本专利技术技术方案在室温下即可完成，对反应设备无特殊要求，适合工业化生产。
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1.一种N型HJT太阳能电池电极银浆用球形银包铜粉的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种N型HJT太阳能电池电极银浆用球形银包铜粉的制备方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述还原剂A和还原剂B均选自硫酸亚铁铵、硫酸羟铵、对苯二酚、甲醛、抗坏血酸中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种N型HJT太阳能电池电极银浆用球形银包铜粉的制备方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述吐温-80的用量为所述球形无氧铜粉的0.1倍质量。
4.根据权利要求1所述的一种N型HJT太阳能电池电极银浆用球形银包铜粉的制备方法，其特征在于，在所述步骤S3中，将球形无氧铜粉0.02倍质量的α-氨基酸均匀溶于体积为所述氧化剂溶液总体积的0.2倍的无水乙醇中得到所述铜离子掩蔽剂溶液。
5.根据权利要求4所述的一种N型HJT太阳能电池电极银浆用球形银包铜粉的制备方法，其特征在于，所述α-氨基酸为谷氨酸，色氨酸，赖氨酸，精氨酸，缬氨酸，组氨酸，脯氨酸，甘氨酸中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种N型HJT太阳能电池电
7.根据权利要求1所述的一种N型HJT太阳能电池电极银浆用球形银包铜粉的制备方法，其特征在于，在所述步骤S5中，所述烘干的温度为48-52℃，烘干时间为10-14h。
8.根据权利要求1所述的一种N型HJT太阳能电池电极银浆用球形银包铜粉的制备方法，其特征在于，所述球形无氧铜粉的D50位于2.0-4.0μm，振实密度＞4g/cm3，比表面＞0.2m2/g。
9.根据权利要求1所述的一种N型HJT太阳能电池电极银浆用球形银包铜粉的制备方法，其特征在于，所述机械搅拌的转速为150-200r/min。
10.一种采用权利要求1-9任一项所述的一种N型HJT太阳能电池电极银浆用球形银包铜粉的制备方法制备而成的球形银包铜粉。
...【技术特征摘要】
1.一种n型hjt太阳能电池电极银浆用球形银包铜粉的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种n型hjt太阳能电池电极银浆用球形银包铜粉的制备方法，其特征在于，在所述步骤s1中，所述还原剂a和还原剂b均选自硫酸亚铁铵、硫酸羟铵、对苯二酚、甲醛、抗坏血酸中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种n型hjt太阳能电池电极银浆用球形银包铜粉的制备方法，其特征在于，在所述步骤s2中，所述吐温-80的用量为所述球形无氧铜粉的0.1倍质量。
4.根据权利要求1所述的一种n型hjt太阳能电池电极银浆用球形银包铜粉的制备方法，其特征在于，在所述步骤s3中，将球形无氧铜粉0.02倍质量的α-氨基酸均匀溶于体积为所述氧化剂溶液总体积的0.2倍的无水乙醇中得到所述铜离子掩蔽剂溶液。
5.根据权利要求4所述的一种n型hjt太阳能电池电极银浆用球形银包铜粉的制备方法，其特征在于，所述α-氨基酸为谷氨酸，色氨酸，赖氨酸，精氨酸，缬氨酸，组氨酸，...
【专利技术属性】
技术研发人员：马岩，安军强，刘芳，刘飞，米玺学，饶晓方，
申请(专利权)人：宁夏中色新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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