一种太阳能电池正银用银粉的制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种太阳能电池正银用银粉的制备方法，其特征在于：通过在抗坏血酸中添加稳定剂柠檬酸盐作双组份复合还原剂，能有效减缓还原反应的速率，制备出形貌好、分散性好的球簇状银粉，再通过球磨进行表面改性，改善银粉形貌，提高分散性。与现有技术相比，本发明制备的银粉粒径为0.5~2.5μm，大小可控，粒径分布窄，分散性好，振实密度高，可用于制备太阳能电池正面导电银浆。
【专利说明】
一种太阳能电池正银用银粉的制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及到一种银粉的制备方法，具体涉及到一种太阳能电池正银用银粉的制备方法。
【背景技术】
[0002]目前国内外对超细银粉的研究较多，有的达到微米级、亚微米级，甚至可以达到纳米级。报道的银粉有单晶结构的银粉，也有多晶和粗晶结构的银粉。按照其形成机理来说，既有各向异性的条状片晶包裹形成的开放式的结构，又有各向同性的条状片晶包裹形成的封闭式的结构。按照形貌来说，既有颗粒状、块状、球形、片状和树枝状，也有纤维状。球形银粉作为主体银粉，单晶片状银粉可以作为触变剂少量添加，树枝状结构的银粉应用较少。银粉的制备方法众多，有液-液界面反应法、电化学法、化学沉积法、快速凝固法、热分解法、化学还原法、电化学法、软模板法、超声波法、电解法、相转移法、光学还原法、光化学法、电镀法、研磨法和真空蒸镀法等。总体来说，主要是以化学液相还原法为主，它是最常用的同时也是最重要的方法，因工艺流程简便可行、成本较低、生产规模大，在电子工业领域得到了普遍应用。目前最好的银粉制备技术为国外厂商所垄断，虽然国内近几年的发展取得了一定的成绩，但是银粉的批次稳定性也一直困扰着银粉制造厂商，而国内制得的银粉，绝大多数存在粒径分布宽、分散性较差、团聚严重、振实密度低等问题。
[0003]本发明以抗坏血酸和柠檬酸盐为双组份复合还原剂，对硝酸银进行还原制备球簇状银粉，银粉大小均匀，球形度好，结合球磨工艺，可以有效改善银粉的形貌，提高分散性和振实密度，可用于制备太阳能电池正面导电银浆。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是针对现有技术中的上述不足，提供了一种由化学方法+物理机械法组合制备得到的太阳能电池正银用银粉的制备方法，该方法制备的银粉大小可控，粒径均一，经球磨后分散性好，振实密度高，整个制备过程简单。
[0005]—种太阳能电池正银用银粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:
第一步:球簇状银粉的制备:
配制一定浓度的硝酸银溶液，添加一定量的抗坏血酸、柠檬酸盐和硝酸做还原液，控制反应温度及搅拌速率，将硝酸银溶液快速倒入还原液中进行化学还原反应，反应完全结束后对所得的银粉进行清洗、烘干，得到球簇状银粉；
第二步:球磨过程:
将一定量的表面改性剂添加至错球中在一定转速下球磨一定时间，再添加一定量的球簇状银粉，球磨一定时间，烘干后得到太阳能电池正银用银粉。
[0006]第一步中所述的硝酸银的浓度为0.05-1.0mol/L，抗坏血酸的添加量为硝酸银的
0.6-1.5倍，梓檬酸盐的添加量为抗坏血酸的0.卜1.0倍，65%-68%的硝酸添加量为抗坏血酸的0-1.0倍;控制还原液中抗坏血酸的浓度为0.1-1.0mol/L。
[0007]第一步中所述的梓檬酸盐选自梓檬酸|丐、朽1檬酸钠、梓檬酸镁、梓檬酸三钱、梓檬酸三钠、柠檬酸铁、柠檬酸铜中的一种或多种。
[0008]第一步中所述的反应温度为20-80°C，搅拌速率为50-500 rpm。
[0009]第一步中所述的清洗过程先后用去离子水和无水乙醇各清洗3-5遍;控制烘箱温度为40-80°C，干燥12-24小时。
[0010]第二步中所述的表面改性剂选自油酸、硬脂肪酸胺、聚丙烯酰胺、丁二酸中的一种或多种。
[0011]第二步中所述的错球的直径为1-4 mm。
[0012]第二步中所述的表面改性剂与锆球的质量比为1-5:1000;球磨的转速为100-400rpm，球磨时间0.5-4小时。
[0013]第二步中所述的银粉与锆球的质量比为1-10:10;球磨的转速为50-400 rpm，球磨时间为1-12小时。
[0014]第二步中所述的烘干温度为40_80°C，干燥12-24小时。
[0015]本发明的技术方案是:一种太阳能电池正银用银粉的制备方法，包括以下步骤: 第一步:球簇状银粉的制备
配制浓度为0.05?1.0 mol/L的硝酸银溶液，将质量为硝酸银0.6?1.5倍的抗坏血酸、质量为抗坏血酸0.1?1.0倍的梓檬酸盐(选自梓檬酸妈、梓檬酸钠、梓檬酸镁、梓檬酸三钱、朽1檬酸三钠、朽1檬酸铁、朽1檬酸铜中的一种或多种)、质量为抗坏血酸O?1.0倍的65%?68%的硝酸混合配制还原液，控制还原液中抗坏血酸的浓度为0.1?1.0 mol/L。控制反应温度为20?80°C、搅拌速率为50?500 rpm。将硝酸银溶液快速倒入还原液中进行化学还原反应，反应完全结束后对所得的银粉先后用去离子水和无水乙醇各清洗3?5遍，控制烘箱温度为40?80°C，干燥12?24小时，得到球簇状银粉；
第二步:球磨过程
将表面改性剂(油酸、硬脂肪酸胺、聚丙烯酰胺、丁二酸中的一种或多种)与直径为I?4mm的错球按质量比为I?5:1000进行混合，控制球磨的转速为100?400 rpm，球磨时间0.5~4小时，再添加银粉与锆球的质量比为I?10:10添加球簇状银粉，球磨的转速为50?400 rpm,球磨I?12小时，在40?80°C干燥12?24小时烘干后得到高振实密度的太阳能电池正银用银粉。
[0016]本发明与现有技术相比，有以下的有益效果:本发明在银粉的制备过程中未添加分散剂，可有效降低后续清洗难度;与此同时，制得的银粉粒径大小可控、分散性性较好;经球磨后，分散性更好，振实密度更高。
【附图说明】
[0017]图1为实施例一制备的球簇状银粉SEM图；
图2为实施例二制备的球簇状银粉SEM图；
图3为实施例三制备的球簇状银粉SEM图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合实施例对本发明的【具体实施方式】做详细地说明，但是本发明能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
[0019]
实施例一:
1.球簇状银粉的制备
a.取4.247g硝酸银溶于500 ml去离子水中，配制成0.05mol/L的硝酸银溶液；
b.取3.3974g抗坏血酸、1.091 g柠檬酸钠溶于50 ml去离子水中，配制成还原液；
c.将硝酸银溶液快速倒入还原液中进行化学还原反应，控制反应温度为30°C、搅拌速率为100 rpm；
d.反应完全结束后对所得的银粉先后用去离子水和无水乙醇各清洗3遍，控制烘箱温度为60°C，干燥24小时，得到球簇状银粉。
[0020]2.球磨过程
a.将0.027 g油酸与27 g直径为I mm的错球混合，控制球磨速度为100 rpm，球磨时间为4小时；
1^.添加2.7 g球簇状银粉至锆球中，球磨转速为100 rpm，球磨时间为6小时； c.将球磨后的银粉在60°C干燥24小时得到高振实密度的太阳能电池正银用银粉。
[0021]实施例二:
1.球簇状银粉的制备
a.取8.4935g硝酸银溶于500 ml去离子水中，配制成0.lmol/L的硝酸银溶液；
b.取6.7948g抗坏血酸、2.1811 g柠檬酸钠溶于100 ml去离子水中，配制成还原液；
c.将硝酸银溶液快速倒入还原液中进行化学还原反应，控制反应温度为30°C、搅拌速率为100 rpm。
[0022]d.反应完全结束后对所得的银粉先后用去离子水和无水乙醇各清洗3遍，控制烘箱温度为600C，干燥24小时，得到球簇状银粉；
2.球磨过程
a.将0.108 g油酸与54 g直径为I mm的错球混合，控制球磨速度为100 rpm，球磨时间为4小时；
1^.添加5.4 g球簇状银粉至锆球中，球磨转速为100 rpm，球磨时间为6小时； c.将球磨后的银粉在60°C干燥24小时得到高振实密度的太阳能电池正银用银粉。
[0023]实施例三:
1.球簇状银粉的制备
a.取16.987g硝酸银溶于500 ml去离子水中，配制成0.2mol/L的硝酸银溶液；
b.取13.5896g抗坏血酸、4.362 g梓檬酸钠及6.346 g硝酸溶于200 ml去离子水中，配制成还原液；
c.将硝酸银溶液快速倒入还原液中进行化学还原反应，控制反应温度为30°C、搅拌速率为100 rpm。
[0024]d.反应完全结束后对所得的银粉先后用去离子水和无水乙醇各清洗3遍，控制烘箱温度为600C，干燥24小时，得到球簇状银粉；
2.球磨过程
a.将0.27 g油酸与54 g直径为I mm的错球混合，控制球磨速度为100 rpm，球磨时间为4小时；
b.添加10.8g球簇状银粉至锆球中，球磨转速为100rpm，球磨时间为6小时；
c.将球磨后的银粉在60°C干燥24小时得到高振实密度的太阳能电池正银用银粉。
【主权项】
1.一种太阳能电池正银用银粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 第一步:球簇状银粉的制备: 配制一定浓度的硝酸银溶液，添加一定量的抗坏血酸、柠檬酸盐和硝酸做还原液，控制反应温度及搅拌速率，将硝酸银溶液快速倒入还原液中进行化学还原反应，反应完全结束后对所得的银粉进行清洗、烘干，得到球簇状银粉； 第二步:球磨过程: 将一定量的表面改性剂添加至错球中在一定转速下球磨一定时间，再添加一定量的球簇状银粉，球磨一定时间，烘干后得到太阳能电池正银用银粉。2.根据权利要求1所述一种太阳能电池正银用银粉的制备方法，其特征在于，第一步中所述的硝酸银的浓度为0.05-1.0 mol/L，抗坏血酸的添加量为硝酸银的0.6-1.5倍，柠檬酸盐的添加量为抗坏血酸的0.1-1.0倍，65%-68%的硝酸添加量为抗坏血酸的0-1.0倍;控制还原液中抗坏血酸的浓度为0.1-1.0mol/L。3.根据权利要求1所述一种太阳能电池正银用银粉的制备方法，其特征在于，第一步中所述的梓檬酸盐选自朽1檬酸妈、朽1檬酸钠、朽1檬酸镁、朽1檬酸三钱、朽1檬酸三钠、朽1檬酸铁、柠檬酸铜中的一种或多种。4.根据权利要求1所述一种太阳能电池正银用银粉的制备方法，其特征在于，第一步中所述的反应温度为20_80°C，搅拌速率为50-500 rpm。5.根据权利要求1所述一种太阳能电池正银用银粉的制备方法，其特征在于，第一步中所述的清洗过程先后用去离子水和无水乙醇各清洗3-5遍;控制烘箱温度为40-80°C，干燥12-24小时。6.根据权利要求1所述一种太阳能电池正银用银粉的制备方法，其特征在于，第二步中所述的表面改性剂选自油酸、硬脂肪酸胺、聚丙烯酰胺、丁二酸中的一种或多种。7.根据权利要求1所述一种太阳能电池正银用银粉的制备方法，其特征在于，第二步中所述的错球的直径为1-4 _。8.根据权利要求1所述一种太阳能电池正银用银粉的制备方法，其特征在于，第二步中所述的表面改性剂与锆球的质量比为1-5:1000;球磨的转速为100-400 rpm，球磨时间0.5-4小时。9.根据权利要求1所述一种太阳能电池正银用银粉的制备方法，其特征在于，第二步中所述的银粉与锆球的质量比为1-10:10;球磨的转速为50-400 rpm，球磨时间为1-12小时。10.根据权利要求1所述一种太阳能电池正银用银粉的制备方法，其特征在于，第二步中所述的烘干温度为40-800C，干燥12-24小时。
【文档编号】B22F9/04GK105921764SQ201610314084
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年5月13日
【发明人】何丹农, 章龙, 林琳, 葛美英, 尹桂林, 张春明, 金彩虹
【申请人】上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司