一种氨基硅烷偶联剂处理的银粉及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于晶体硅太阳能电池技术领域,涉及可用于在半导体装置尤其是晶体硅 太阳能电池上形成正面电极的厚膜导电浆料中所使用的金属银粉的改性方法及其应用,具 体是一种氨基硅烷偶联剂处理的银粉及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 随着晶体硅太阳能电池的飞速发展,市场对晶体硅太阳能电池的转化效率的要求 逐渐提高,对于太能能电池正面银浆的要求也越来越高。从正面银浆的角度来说,通常提 高太阳能电池转化效率的方法有:b通过改善玻璃粉来改善接触电阻,从而降低串联电阻 (Rs);fli通过提高栅线的高宽比,特别是减小栅线的宽度,从而提升短路电流(Isc)。然而, 太阳能电池片中还有一个重要的参数开路电压(Voc),也可以对电池片的转化效率产生较 大影响。但是,一般认为对开路电压起主导作用的是晶体硅片及其扩散工艺等。诚然,晶体 硅片本身及其扩散工艺对开路电压起着决定作用,但我们注意到正面银浆也会影响到开路 电压。
[0003] 因此研究开发新型的金属银粉,并用于制备正面银浆以提升电池片的开路电压, 从而进一步提升电池片的转化效率,成为我们的重要研究内容。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是:提出一种新型金属银粉及其制备方法,同时提出 其在太阳能电池正面银浆中的应用。使用该新型金属银粉制备的正面银浆可以提高电池片 的开路电压,从而进一步提尚电池片的转化效率。
[0005] 本发明解决其技术问题所采取的技术方案如下: 第一方面,一种氨基硅烷偶联剂处理的银粉的制备方法,其特征是将银粉加入到氨基 硅烷偶联剂溶液中,搅拌均匀,然后离心或抽滤、洗涤并干燥而成。具体步骤如下: (1) 将氨基硅烷偶联剂加入到良溶剂中,边加边搅拌;然后加入去离子水,再加入乙酸, 搅拌均匀;即得氨基硅烷偶联剂溶液; (2) 向步骤(1)所得氨基硅烷偶联剂溶液中加入银粉,边加边搅拌,加完银粉后继续搅 拌1~10分钟; (3) 离心或抽滤、去离子水清洗、真空干燥箱干燥。
[0006] 所述的氨基硅烷偶联剂优选为3-氨丙基三乙氧基硅烷或3-(2_氨基乙基氨基) 丙基三甲氧基硅烷,也可以是其它具有氨基官能团的硅烷偶联剂。
[0007] 所述的良溶剂优选为乙醇或异丙醇,也可以是其它氨基硅烷偶联剂的良溶剂。
[0008] 上述步骤(1)制备所得氨基硅烷偶联剂溶液,所述氨基硅烷偶联剂的浓度优选为 0? 5wt°/〇~30wt% ;去离子水的浓度优选为0~10wt% ;乙酸的浓度优选为0~lwt%。
[0009] 上述步骤(1)制备所得氨基硅烷偶联剂溶液,所述氨基硅烷偶联剂的浓度进一步 优选为 2wt%~15wt%。
[0010] 第二方面,一种氨基硅烷偶联剂处理的银粉,其含有氨基硅烷偶联剂。其是根据 第一方面所述方法制备,即将银粉加入到氨基硅烷偶联剂溶液中,搅拌均匀,然后离心或抽 滤、洗涤并干燥而成。具体步骤如下: (1) 将氨基硅烷偶联剂加入到良溶剂中,边加边搅拌;然后加入去离子水,再加入乙酸, 搅拌均匀;即得氨基硅烷偶联剂溶液; (2) 向步骤(1)所得氨基硅烷偶联剂溶液中加入银粉,边加边搅拌,加完银粉后继续搅 拌1~10分钟; (3) 离心或抽滤、去离子水清洗、真空干燥箱干燥。
[0011] 所述的氨基硅烷偶联剂优选为3-氨丙基三乙氧基硅烷或3-(2_氨基乙基氨基) 丙基三甲氧基硅烷,也可以是其它具有氨基官能团的硅烷偶联剂。
[0012] 所述的良溶剂优选为乙醇或异丙醇,也可以是其它氨基硅烷偶联剂的良溶剂。
[0013] 上述步骤(1)制备所得氨基硅烷偶联剂溶液,所述氨基硅烷偶联剂的浓度优选为 0. 5wt%~30wt%,去离子水的浓度优选为0~10wt%,乙酸的浓度优选为0~lwt% ;所述氨基硅烷 偶联剂的浓度进一步优选为2wt°/〇~l5wt°/〇。
[0014] 第三方面,一种如第二方面所述的氨基硅烷偶联剂处理的银粉的应用,其作为太 阳能电池正面银浆的导电填料。
[0015] 本发明的氣基硅烷偶联剂处理的银粉,将氣基硅烷偶联剂加入乙醇或异丙醇等良 溶剂中搅拌均匀,再加入去离子水搅拌均匀;然后将银粉加入到制备好的混合溶液中,搅拌 均匀;再离心或抽滤、洗涤并干燥而制得。上述制得的氨基硅烷偶联剂处理的银粉用作导电 填料制备正面银浆。使用由氨基硅烷偶联剂处理的银粉作为导电填料制备的正面银浆,电 池片的开路电压将明显提尚,从而电池片的转化效率也将进一步提尚。
[0016] 实验结果表明,采用氨基硅烷偶联剂处理的银粉制备的正面银浆较采用未经处理 的银粉制备的正面银浆,其开路电压(Voc)提升至少lmV,如图1所示。与此同时,由于开路 电压的提升,所以引起了电池片转化效率的提升,如表1所示。由此可以看出,由于采用了 氨基硅烷偶联剂处理的银粉导致开路电压的提升,从而进一步提升电池片的转化效率。
[0017] 表1采用氨基硅烷偶联剂处理前后的银粉制备的正面银浆得到的电池片电性能 比较。
【附图说明】
[0018] 图1为采用氨基硅烷偶联剂处理前后的银粉制备的正面银浆得到的电池片开路 电压对比。
[0019] 下面结合实施例及附图对本发明作进一步说明。
【具体实施方式】
[0020] 本发明提供一种以现有金属银粉为基础,对其表面改性的新型金属银粉。用其制 备太阳能电池正面银浆,从而提升电池片开路电压,进而提升电池片转化效率。
[0021] 本发明提供的是一种新型金属银粉即氨基硅烷偶联剂处理的银粉的制备方法。本 发明采用此法制备的氨基硅烷偶联剂处理的银粉作为太阳能电池正面银浆中的导电填料 的应用。
[0022] 实施例1,氣基硅烷偶联剂处理的银粉的制备: 取3-氨丙基三乙氧基硅烷5g慢慢滴加到90g无水乙醇中,边加边搅拌。然后加入5g去离子水,最后加入〇.lg乙酸。再将l〇〇g市售银粉加入到该混合溶液中,继续搅拌5分钟, 再经抽滤、洗涤、干燥即可。
[0023] 实施例2,氣基硅烷偶联剂处理的银粉的制备: 取3-(2-氨基乙基氨基)丙基三甲氧基硅烷5g慢慢滴加到90g无水乙醇中,边加边搅 拌。然后加入5g去离子水,最后加入0.lg乙酸。再将100g市售银粉加入到该混合溶液中, 继续搅拌5分钟,再经抽滤、洗涤、干燥即可。
[0024] 实施例3,氣基硅烷偶联剂处理的银粉的制备: 取3- (2-氨基乙基氨基)丙基三甲氧基硅烷5g慢慢滴加到90g异丙醇中,边加边搅拌。 然后加入5g去离子水,最后加入0.lg乙酸。再将100g市售银粉加入到该混合溶液中,继 续搅拌5分钟,再经抽滤、洗涤、干燥即可。
[0025] 实施例4,氣基硅烷偶联剂处理的银粉的制备: 取3-氨丙基三乙氧基硅烷10g慢慢滴加到85g无水乙醇中,边加边搅拌。然后加入5g去离子水,最后加入〇.lg乙酸。再将l〇〇g市售银粉加入到该混合溶液中,继续搅拌5分钟, 再经抽滤、洗涤、干燥即可。
[0026] 实施例5,氣基硅烷偶联剂处理的银粉的制备: 取3-氨丙基三乙氧基硅烷15g慢慢滴加到80g无水乙醇中,边加边搅拌。然后加入5g去离子水,最后加入〇.lg乙酸。再将l〇〇g市售银粉加入到该混合溶液中,继续搅拌5分钟, 再经抽滤、洗涤、干燥即可。
[0027] 实施例6,氣基硅烷偶联剂处理的银粉的制备: 取3-氨丙基三乙氧基硅烷20g慢慢滴加到75g无水乙醇中,边加边搅拌。然后加入5g去离子水,最后加入〇.lg乙酸。再将l〇〇g市售银粉加入到该混合溶液中,继续搅拌5分钟, 再经抽滤、洗涤、干燥即可。
[0028] 实施例7,氣基硅烷偶联剂处理的银粉的制备: 取3-氨丙基三乙氧基硅烷20g慢慢滴加到73g无水乙醇中,边加边搅拌。然后加入7g去离子水,最后加入〇.lg乙酸。再将l〇〇g市售银粉加入到该混合溶液中,继续搅拌5分钟, 再经抽滤、洗涤、干燥即可。
[0029] 实施例8,氣基硅烷偶联剂处理的银粉的制备: 取3-氨丙基三乙氧基硅烷10g慢慢滴加到83g无水乙醇中,边加边搅拌。然后加入7g去离子水,最后加入〇.lg乙酸。再将l〇〇g市售银粉加入到该混合溶液中,继续搅拌5分钟, 再经抽滤、洗涤、干燥即可。
[0030] 实施例9,氣基硅烷偶联剂处理的银粉的制备: 取3-氨丙基三乙氧基硅烷10g慢慢滴加到83g无水乙醇中,边加边搅拌。然后加入7g去离子水,最后加入〇. 5g乙酸。再将100g市售银粉加入到该混合溶液中,继续搅拌5分钟, 再经抽滤、洗涤、干燥即可。
[0031] 实施例10,氣基硅烷偶联剂处理的银粉的制备: 取3-氨丙基三乙氧基硅烷10g慢慢滴加到85g无水乙醇中,边加边搅拌。然后加入5g去离子水,最后加入〇. 5g乙酸。再将100g市售银粉加入到该混合溶液中,继续搅拌5分钟, 再经抽滤、洗涤、干燥即可。
【主权项】
1. 一种氨基硅烷偶联剂处理的银粉的制备方法,其特征是将银粉加入到氨基硅烷偶联 剂溶液中,搅拌均匀,然后离心或抽滤、洗涤并干燥而成。2. 根据权利要求1所述的氨基硅烷偶联剂处理的银粉的制备方法,其特征在于,具体 步骤如下: (1) 将氨基硅烷偶联剂加入到良溶剂中,边加边搅拌;然后加入去离子水,再加入乙酸, 搅拌均匀;即得氨基硅烷偶联剂溶液; (2) 向步骤(1)所得氨基硅烷偶联剂溶液中加入银粉,边加边搅拌,加完银粉后继续搅 拌1~10分钟; (3) 离心或抽滤、去离子水清洗、真空干燥箱干燥。3. 根据权利要求2所述的氨基硅烷偶联剂处理的银粉的制备方法,其特征在于,所述 的氨基硅烷偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-(2-氨基乙基氨基)丙基三甲氧基硅烷或 其它具有氨基官能团的硅烷偶联剂。4. 根据权利要求2所述的氨基硅烷偶联剂处理的银粉的制备方法,其特征在于,所述 的良溶剂为乙醇、异丙醇或其它氣基硅烷偶联剂的良溶剂。5. 根据权利要求2所述的氨基硅烷偶联剂处理的银粉的制备方法,其特征在于,所 述氨基硅烷偶联剂的浓度为〇. 5wt%~30wt% ;去离子水的浓度为0~10wt% ;乙酸的浓度为 0~lwt%〇6. 根据权利要求2所述的氨基硅烷偶联剂处理的银粉的制备方法,其特征在于,所述 氨基硅烷偶联剂的浓度为2wt%~15wt%。7. -种如权利要求1或2所述方法制备的氨基硅烷偶联剂处理的银粉,其特征在于,含 有氣基硅烷偶联剂。8. -种如权利要求7所述的氨基硅烷偶联剂处理的银粉的应用,其特征在于,作为太 阳能电池正面银浆的导电填料。
【专利摘要】本发明涉及一种氨基硅烷偶联剂处理的银粉及其制备方法和应用。将银粉加入到氨基硅烷偶联剂溶液中,搅拌均匀,然后离心或抽滤、洗涤并干燥而成。氨基硅烷偶联剂溶液是将氨基硅烷偶联剂加入到乙醇或异丙醇中,边加边搅拌;然后加入去离子水,再加入乙酸,搅拌均匀而得;其中氨基硅烷偶联剂的浓度为0.5wt%~30wt%,去离子水的浓度为0~10wt%,乙酸的浓度为0~1wt%。使用由氨基硅烷偶联剂处理的银粉作为导电填料制备的正面银浆,电池片的开路电压将明显提高,从而电池片的转化效率也将进一步提高。
【IPC分类】H01G4/008, H01B13/00, H01B1/02
【公开号】CN105006267
【申请号】CN201510484637
【发明人】穆罕默德·西拉理, 张威
【申请人】浙江凯盈新材料有限公司
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年8月10日