太阳能电池正面银浆用球形银粉的制备方法
【专利摘要】本发明属于银粉制备的技术领域，涉及一种太阳能电池正面银浆用球形银粉的制备方法，具体包括以下步骤：1）配制浓度为0.3?1.0mol/L的硝酸银水溶液，标记为溶液A；2）配制浓度为0.15?0.45mol/L的还原剂水溶液，加入浓度为0.03?0.12mol/L的碱液，调节pH至3.0?4.2，标记为溶液B；3）配制浓度为0.01?0.4mol/L的分散剂溶液，标记为溶液C；4）溶液A、溶液B和溶液C按照体积比为100：200：40称取，将溶液C加入至溶液B中，搅拌均匀，然后以0.5?1.5L/min的速度继续加入溶液A，继续搅拌，将得到的产物经固液分离设备收集银粉并洗涤、烘干，将得到的粉体过筛，并通过高速混合处理器使粉体表面光滑，即得。该制备方法工艺操作简单，得到的银粉具有分散性好、振实密度高、粒度形态均匀的特性，便于快速收集。
【专利说明】
太阳能电池正面银浆用球形银粉的制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于银粉制备的技术领域，更具体地，本发明设及一种太阳能电池正面银 浆用球形银粉的制备方法。
【背景技术】
[0002] 超细银粉在导电银浆料中有广泛的应用，随着烧结型浆料尤其是太阳能电池浆料 的迅猛发展，球形银粉的需求与日俱增。球形银粉作为银浆料的主体，经与玻璃粉和有机载 体调成浆料，丝网印刷到娃片上，烧结后形成导电网络结构，广泛应用于太阳能电池正面电 极和栅线。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，尤其是球形银粉的分散性、振实密度、粒径大小和分布直接影响到电极厚膜的致密性、 均匀性、丝网印刷性，从而影响到其导电性能。因此，获得高分散微米或亚微米尺寸的球状 超细银粉是提高太阳能电池性能的关键因素之一。此外，银粉的大批生产较为困难，工艺操 作复杂，质量难W保证。
[0003]
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种太阳能电池正面银浆用球形银粉的制备方 法，该制备方法工艺操作简单，得到的银粉具有分散性好、振实密度高、粒度形态均匀和纯 度高的特性，便于快速收集。
[0005] 为了实现上述发明目的，本发明采取了 W下技术方案： 一种太阳能电池正面银浆用球形银粉的制备方法，具体包括W下步骤： 1) 配制浓度为0.3-1. Omol/L的硝酸银水溶液，标记为溶液A; 2) 配制浓度为0.15-0.45mol/L的还原剂水溶液，加入浓度为0.03-0.12mol/L的碱液， 调节抑至3.0-4.2，标记为溶液B; 3) 配制浓度为0.01-0.4mol/L的分散剂溶液，标记为溶液C; 4 )溶液A、溶液B和溶液C按照体积比为100:200:40称取，将溶液C加入溶液B中，揽拌均 匀，然后W0.5-1.化/min的速度继续加入溶液A，继续揽拌，将得到的产物经固液分离设备 收集银粉并洗涂、烘干，将得到的粉体过筛，并通过高速混合处理器使粉体表面光滑，即得 太阳能电池正面银浆用球形银粉。
[0006] 在一种实施方式中，所述还原剂为抗坏血酸、链烧醇胺、甲醒、氨酿、水合阱、葡萄 糖中的一种或多种。
[0007] 在一种实施方式中，所述分散剂为脂肪酸、脂肪酸盐、表面活性剂、有机金属、保护 胶体、馨合剂中的一种或多种。
[000引在一种实施方式中，步骤1)中所述溶液A的溫度不低于30°C。
[0009] 在一种实施方式中，步骤)4中所述烘干溫度小于100°C。
[0010] 本发明另一目的在于提供由该方法制备获得的太阳能电池正面银浆用球形银粉。
[0011] 在一种实施方式中，所述该银粉的振实密度不小于4.5g/cm3，BET比表面不低于 0.4m^g。
[0012] 本发明又一目的在于提供所述的太阳能电池正面银浆用球形银粉在导电银浆料 中的应用。
[0013] 与现有技术相比，本发明的有益效果为： 1)本发明方法制备的太阳能电池正面银浆用球形银粉具有分散性好、振实密度高、粒 度形态均匀和纯度高的特性，便于快速收集。
[0014] 2)本发明方法操作更为简便，在大批生产的过程中，能够很好的保证生产批次之 间的稳定性。
[0015] 参考W下详细说明更易于理解本申请的上述W及其他特征、方面和优点。
【附图说明】
[0016] 图1:实施例1球形银粉的描电镜图 图2:实施例2球形银粉的描电镜图 图3:实施例3球形银粉的描电镜图 图4:实施例4球形银粉的描电镜图 图5:对比例1球形银粉的描电镜图 图6:对比例2球形银粉的描电镜图。
【具体实施方式】
[0017] 除非另有限定，本文使用的所有技术W及科学术语具有与本发明所属领域普通技 术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，W本说明书中的定义为准。
[0018] 如本文所用术语"由…制备"与"包含"同义。本文中所用的术语"包含"、"包掠'、 "具有"、"含有"或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合 物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可W包括未明确列出的其它要素或 此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
[0019] 连接词"由…组成"排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此 短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料W外的材料，但与其相关的常 规杂质除外。当短语"由…组成"出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时， 其仅限定在该子句中描述的要素;其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
[0020] 当量、浓度、或者其它值或参数W范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优 选值限定的范围表示时，运应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围 下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开 了范围"1至5"时，所描述的范围应被解释为包括范围"1至4"、"1至3"、"1-2"、"1-2和4-5"、 "1-3和5"等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和 在该范围内的所有整数和分数。
[0021] 此外，本发明要素或组分前的不定冠词"一种"和"一个"对要素或组分的数量要求 (即出现次数巧限制性。因此"一个"或"一种"应被解读为包括一个或至少一个，并且单数 形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显指单数形式。
[0022] -种太阳能电池正面银浆用球形银粉的制备方法，具体包括W下步骤： 1) 配制浓度为0.3-1. Omol/L的硝酸银水溶液，标记为溶液A; 2) 配制浓度为0.15-0.45mol/L的还原剂水溶液，加入浓度为0.03-0.12mol/L的碱液， 调节抑至3.0-4.2，标记为溶液B; 3) 配制浓度为0.01-0.4mol/L的分散剂溶液，标记为溶液C; 4 )溶液A、溶液B和溶液C按照体积比为100:200:40称取，将溶液C加入溶液B中，揽拌均 匀，然后W0.5-1.化/min的速度继续加入溶液A，继续揽拌，将得到的产物经固液分离设备 收集银粉并洗涂、烘干，将得到的粉体过筛，并通过高速混合处理器使粉体表面光滑，即得 太阳能电池正面银浆用球形银粉 本发明中所述"分散剂溶液"是分散剂溶解与溶剂中，揽拌均匀制得的，所述溶剂为无 水乙醇或去离子水。
[0023] 本发明中A溶液加入B溶液的速度优选为0.5-1.化/min,目的是为了防止银粉发生 聚集，优选地，B溶液加入A溶液的速度为IL/min。
[0024] 在一种优选地实施方式中，步骤1)中所述溶液A的溫度不低于30°C。
[0025] 本发明中所述"还原剂"可W选自：抗坏血酸、链烧醇胺、亚硫酸盐、甲酸、甲醒、甲 酸锭、甲酸钢、乙二醒、酒石酸、次憐酸钢、氨酿、水合阱、葡萄糖、过氧化氨水溶液、次憐酸 钢、棚氨化钢、阱、阱化合物、干燥硫酸钢和雕百粉等。为了能够获得具有合适晶度和粒径的 银颗粒，在一种优选地实施方式中，所述还原剂为抗坏血酸。
[0026] 在一种优选地实施方式中，所述分散剂为脂肪酸、脂肪酸盐、表面活性剂、有机金 属、保护胶体、馨合剂中的一种或多种。所述脂肪酸包括丙酸，辛酸，月桂酸，肉豆違酸，栋桐 酸，硬脂酸，山斋酸，丙締酸，油酸，亚油酸和花生四締酸;所述脂肪酸包括由脂肪酸和金属 形成的盐，运些金属是，比如裡，钢，钟，领，儀，觀侣，铁，钻，儘，铅，锋，锡，锁，错，银和铜； 所述表面活性剂包括：阴离子性表面活性剂，如烷基苯横酸盐和聚氧乙締烷基酸憐酸盐；阳 离子性表面活性剂，如脂肪族季锭盐;两性表面活性剂，如咪挫嘟甜菜碱;和非离子性表面 活性剂，如聚氧乙締烷基酸和聚氧乙締脂肪酸醋;所述有机金属包括乙酷丙酬Ξ下氧基错、 巧樣酸儀、二乙基锋、二下基氧化锡、二甲基锋、四正下氧基错、Ξ乙基铜、Ξ乙基嫁、Ξ甲基 铜、Ξ甲基嫁、单下基氧化锡、四异氯酸醋硅烷、四甲基硅烷、四甲氧基硅烷、聚甲氧基娃氧 烧、单甲基Ξ异氯酸醋硅烷、硅烷偶联剂、铁酸醋偶联剂和侣偶联剂;所述馨合剂包括咪挫、 嗯挫、嚷挫、砸挫、化挫、异嗯挫、异嚷挫、1H-1，2，3-Ξ挫、2H-1，2，3-Ξ挫、1H-1，2，4-Ξ挫、 4H-1，2，4-Ξ挫、1，2，3-嗯二挫、1，2，4-嗯二挫、1，2，5-嗯二挫、1，3，4-嗯二挫、1，2，3-嚷二 挫、1，2,4-嚷二挫、1，2,5-嚷二挫、1，3,4-嚷二挫、1H-1，2,3,4-四挫、1，2,3,4-嗯 Ξ 挫、1，2， 3，4-嚷；挫、2H-1，2，3，4-四挫、1，2，3，5-嗯；挫、1，2，3，5-嚷；挫、吗階、苯并咪挫、苯并S 挫及其盐、和草酸、班巧酸、丙二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、双十 二烧酸、马来酸、富马酸、献酸、异献酸、对苯二酸、乙醇酸、乳酸、径基下酸、甘油酸、酒石酸、 苹果酸、径基丙二酸、径基丙酸、扁桃酸、巧樣酸和抗坏血酸;所述保护胶体包括：明胶、白蛋 白、阿拉伯树胶、琼脂、海藻酸盐、卡拉胶、果胶、黄原胶、普汝塔比克酸和卵清酸。为了实现 本发明的有益效果，优选地;所述分散剂选自阿拉伯树胶或硬脂酸。
[0027] 在一种优选地实施方式中，步骤)4中所述烘干溫度小于100°C。
[0028] 本发明另一目的在于提供由该方法制备获得的太阳能电池正面银浆用球形银粉。
[0029] 在一种实施方式中，所述该银粉的振实密度不小于4.5g/cm3，BET比表面不低于 0.4m^g。
[0030] 本发明又一目的在于提供所述的太阳能电池正面银浆用球形银粉在导电银浆料 中的应用。
[0031] 实施方式： 实施方式1，一种太阳能电池正面银浆用球形银粉的制备方法，其特征在于，具体包括 W下步骤： 1) 配制浓度为0.3-1. Omol/L的硝酸银水溶液，标记为溶液A; 2) 配制浓度为0.15-0.45mol/L的还原剂水溶液，加入浓度为0.03-0.12mol/L的碱液， 调节抑至3.0-4.2，标记为溶液B; 3) 配制浓度为0.01-0.4mol/L的分散剂溶液，标记为溶液C; 4 )溶液A、溶液B和溶液C按照体积比为100:200:40称取，将溶液C加入溶液B中，揽拌均 匀，然后W0.5-1.化/min的速度继续加入溶液A，继续揽拌，将得到的产物经固液分离设备 收集银粉并洗涂、烘干，将得到的粉体过筛，并通过高速混合处理器使粉体表面光滑，即得 太阳能电池正面银浆用球形银粉 实施方式3,与实施方式1相同，不同的地方是，所述还原剂为抗坏血酸、链烧醇胺、甲 醒、氨酿、水合阱、葡萄糖中的一种或多种。
[0032] 实施方式4,与实施方式1相同，不同的地方是，所述分散剂为脂肪酸、脂肪酸盐、表 面活性剂、有机金属、保护胶体、馨合剂中的一种或多种。
[0033] 实施方式5,与实施方式1相同，不同的地方是，步骤1)中所述溶液A的溫度不低于 30 °C。
[0034] 实施方式6,与实施方式1相同，不同的地方是，步骤)4中所述烘干溫度小于100°C 实施方式8，所述方法制备得到的太阳能电池正面银浆用球形银粉。
[0035] 实施方式9,与实施方式8相同，不同的地方是，所述该银粉的振实密度不小于 4.5g/cm3，肥T比表面不低于0.4mVg。
[0036] 实施方式10,所述的太阳能电池正面银浆用球形银粉应用于导电银浆料中。 下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，W下实施例只用于对 本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据 上述发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
[0037] 另外，如果没有其他说明，所用原料都是市售的。
[003引实施例1 取50g硝酸银溶解于适量的去离子水中，定容至1L，记为溶液A，恒溫35°C保溫;取2.5g 氨氧化钢溶解于1L去离子水中，揽拌溶解完全;取35g抗坏血酸溶解于1L去离子水中，溶解 完全后加入到氨氧化钢的溶液中，揽拌均匀，记为溶液B，恒溫37°C保溫;将0.5g硬脂酸溶解 于10ml无水乙醇中，揽拌溶解完全，记为溶液C;将溶液C加入溶液B中，揽拌均匀，然后将A液 WlL/min的速度加入到B液中，继续揽拌;反应结束后，将得到的产物经固液分离设备收集 银粉并用去离子水多次洗涂至电导率为10-5化s/cm，将所得超细银粉在60°C的条件下烘干 3h，然后用100目的筛网过筛并通过高速混合处理器使银粉颗粒相互碰撞，使所得银粉的表 面变光滑，即得太阳能电池正面银浆用球形银粉。
[0039] 实施例2 取50g硝酸银溶解于适量的去离子水中，定容至IL，记为溶液A,恒溫35°C保溫;取4g氨 氧化钢溶解于1L去离子水中，揽拌溶解完全;取35g抗坏血酸溶解于1L去离子水中，溶解完 全后加入到氨氧化钢的溶液中，揽拌均匀，记为溶液B，恒溫37 °C保溫;将0.5g硬脂酸溶解于 10ml无水乙醇中，揽拌溶解完全，记为溶液C;将溶液C加入溶液B中，揽拌均匀，然后将A液W IL/min的速度加入到B液中，继续揽拌;反应结束后，将得到的产物经固液分离设备收集银 粉并用去离子水多次洗涂至电导率为10-5化s/cm，将所得超细银粉在60°C的条件下烘干 3h，然后用100目的筛网过筛并通过高速混合处理器使银粉颗粒相互碰撞，使所得银粉的表 面变光滑，即得太阳能电池正面银浆用球形银粉。
[0040] 实施例3 取50g硝酸银溶解于适量的去离子水中，定容至1L，记为溶液A，恒溫35°C保溫;取2.5g 氨氧化钢溶解于1L去离子水中，揽拌溶解完全;取35g抗坏血酸溶解于1L去离子水中，溶解 完全后加入到氨氧化钢的溶液中，揽拌均匀，记为溶液B，恒溫37°C保溫;将0.5g阿拉伯树胶 溶解于lOOmieO摄氏度热水中，揽拌溶解完全，记为溶液C;将溶液C加入溶液B中，揽拌均匀， 然后将A液WlL/min的速度加入到B液中，继续揽拌;反应结束后，将得到的产物经固液分离 设备收集银粉并用去离子水多次洗涂至电导率为10-5化s/cm，将所得超细银粉在60°C的条 件下烘干化，然后用100目的筛网过筛并通过高速混合处理器使银粉颗粒相互碰撞，使所得 银粉的表面变光滑，即得太阳能电池正面银浆用球形银粉。
[0041 ] 实施例4 取50g硝酸银溶解于适量的去离子水中，定容至1L，记为溶液A，恒溫35°C保溫;取4g氨 氧化钢溶解于1L去离子水中，揽拌溶解完全;取35g抗坏血酸溶解于1L去离子水中，溶解完 全后加入到氨氧化钢的溶液中，揽拌均匀，记为溶液B，恒溫37°C保溫;将0.5g阿拉伯树胶 lOOmieO摄氏度热水中，揽拌溶解完全，记为溶液C;将溶液C加入溶液B中，揽拌均匀，然后将 A液WlL/min的速度加入到B液中，继续揽拌;反应结束后，将得到的产物经固液分离设备收 集银粉并用去离子水多次洗涂至电导率为10-5化s/cm，将所得超细银粉在60°C的条件下烘 干化，然后用100目的筛网过筛并通过高速混合处理器使银粉颗粒相互碰撞，使所得银粉的 表面变光滑，即得太阳能电池正面银浆用球形银粉。
[00创对比例1 取50g硝酸银溶解于适量的去离子水中，定容至1L，记为溶液A，恒溫25°C保溫;取2.5g 氨氧化钢溶解于1L去离子水中，揽拌溶解完全;取35g抗坏血酸溶解于1L去离子水中，溶解 完全后加入到氨氧化钢的溶液中，揽拌均匀，记为溶液B，恒溫37°C保溫;将0.5g苯丙Ξ氮挫 钢溶解于10ml无水乙醇中，揽拌溶解完全，记为溶液C;将溶液切日入溶液B中，揽拌均匀，然 后将A液W IL/min的速度加入到B液中，继续揽拌;反应结束后，将得到的产物经固液分离设 备收集银粉并用去离子水多次洗涂至电导率为10-5化s/cm，将所得超细银粉在60°C的条件 下烘干化，然后用100目的筛网过筛并通过高速混合处理器使银粉颗粒相互碰撞，使所得银 粉的表面变光滑，即得太阳能电池正面银浆用球形银粉。
[00创对比例2 取50g硝酸银溶解于适量的去离子水中，定容至1L，记为溶液A，恒溫35°C保溫;取4g氨 氧化钢溶解于1L去离子水中，揽拌溶解完全;取35g抗坏血酸溶解于1L去离子水中，溶解完 全后加入到氨氧化钢的溶液中，揽拌均匀，记为溶液B，恒溫37°C保溫;将0.5g苯丙Ξ氮挫钢 10ml无水乙醇中，揽拌溶解完全，记为溶液C;将溶液C加入溶液Β中，揽拌均匀，然后将A液W IL/min的速度加入到B液中，继续揽拌;反应结束后，将得到的产物经固液分离设备收集银 粉并用去离子水多次洗涂至电导率为10-5化s/cm，将所得超细银粉在60°C的条件下烘干 3h，然后用100目的筛网过筛并通过高速混合处理器使银粉颗粒相互碰撞，使所得银粉的表 面变光滑，即得太阳能电池正面银浆用球形银粉。
[0044]表1球形银粉性能测试结果
表3娃太阳能电池片（125X 125规格)检测性能
前述的实例仅是说明性的，用于解释本发明的特征的一些特征。所附的权利要求旨在 要求可W设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组 合的选择的实施方式的说明。因此，
【申请人】的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特 征的示例的选择限制。而且在科技上的进步将形成由于语言表达的不准确的原因而未被目 前考虑的可能的等同物或子替换，且运些变化也应在可能的情况下被解释为被所附的权利 要求覆盖。
【主权项】
1. 一种太阳能电池正面银浆用球形银粉的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤： 1) 配制浓度为0.3-1. Omol/L的硝酸银水溶液，标记为溶液A; 2) 配制浓度为0.15-0.45mol/L的还原剂水溶液，加入浓度为0.03-0.12m〇VL的碱液， 调节pH至3.0-4.2，标记为溶液B; 3) 配制浓度为0.01-0.4mol/L的分散剂溶液，标记为溶液C; 4) 溶液A、溶液B和溶液C按照体积比为100: 200:40称取，将溶液C加入至溶液B中，搅拌 均匀，然后以0.5-1.5L/min的速度继续加入溶液A，继续搅拌，将得到的产物经固液分离设 备收集银粉并洗涤、烘干，将得到的粉体过筛，并通过高速混合处理器使粉体表面光滑，即 得太阳能电池正面银浆用球形银粉。2. 根据权利要求1所述的太阳能电池正面银浆用球形银粉的制备方法，其特征在于，所 述还原剂为抗坏血酸、链烷醇胺、甲醛、氢醌、水合肼、葡萄糖中的一种或多种。3. 根据权利要求1所述的太阳能电池正面银浆用球形银粉的制备方法，其特征在于，所 述分散剂为脂肪酸、脂肪酸盐、表面活性剂、有机金属、保护胶体、螯合剂中的一种或多种。4. 根据权利要求1所述的太阳能电池正面银浆用球形银粉的制备方法，其特征在于，步 骤1)中所述溶液A的温度不低于30°C。5. 根据权利要求1所述的太阳能电池正面银浆用球形银粉的制备方法，其特征在于，步 骤4)中所述烘干的温度小于100°C。6. 根据权利要求1至5任一项所述制备方法制备得到的太阳能电池正面银浆用球形银 粉。7. 根据权利要求6所述的太阳能电池正面银浆用球形银粉，其特征在于，所述该银粉的 振实密度不小于4.5g/cm3，BET比表面不低于0.4m 2/g。8. 权利要求6或7所述的太阳能电池正面银浆用球形银粉应用于导电银浆料中。
【文档编号】H01B13/00GK105869775SQ201610315755
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月13日
【发明人】李兴亮, 柴良, 唐元勋, 肖强
【申请人】浙江光达电子科技有限公司