一种太阳能电池导电银浆用银粉及制备和应用的制作方法

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导电银浆用银粉及制备和应用。

背景技术：

电子工业中，以印刷、烧结成膜方式称为厚膜工艺，其所采用的浆料称之为厚膜浆料，根据定义、晶硅太阳能电池导电银浆属于厚膜浆料。导电银浆的组分主要有银粉、无机玻璃粉、有机载体和掺杂剂，其中银粉含量通常大于80%（质量百分比）。因此银粉性能的好坏会直接或间接的影响导电浆料以及烧结后厚膜电极的性能。一般来说，粒径太大，印刷时不能完全通过丝网，烧结膜容易出现孔洞，从而影响导电性；粒径太小，则会降低浆料中的固含量，在制备过程中不易沉淀，清洗困难，容易造成损耗。因此太阳能电池正银用银粉的粒径一般控制在0.1~10 μm。另外银粉的松装密度越高，银粉的流动性越好。振实密度是重要指标，反映银粉成膜的致密性，即厚膜线路的导电能力。

在中国专利文献（公开号：CN 104646683A）中先通过水热法制备得到纳米级球形银粉，然后以该纳米球形银粉作为银晶种，利用沉淀反应诱导银晶种均匀长大，制备了D₉₀在0.2~0.65 μm的球形银粉。文献中采用水热法加沉淀法制备，过程繁琐复杂，不易规模化生产。另制备的银粉粒度过小，需要与大颗粒银粉混合才能用于太阳能电池导电银浆的制备。

以往多数文献报道均是采取强还原剂制备纳米银粉作晶种，经过清洗转移再以中等能力的还原剂来制备银粉，其过程繁琐且银损耗大，最终制备的银粉粒度过小不适合单独用于制备太阳能电池正银。本发明中采取同一种还原剂分步制备银晶种及添加油酸控制晶粒长大，过程简单易控，制备的银粉粒度适中，分布均匀，振实密度高，可用于制备高效太阳能电池正面银浆。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是针对现有技术中的上述不足，提供了一种太阳能电池导电银浆用银粉及其制备和应用。该方法制备的银粉形貌好，粒径分布窄，粒度平均，振实密度高，可用于制备太阳能电池导电银浆，获得高光电转换效率。

为实现以上目的，本发明提供一种太阳能电池导电银浆用银粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）配制硝酸银溶液做银源，用氨水或硝酸调节其pH为1~5；

（2）称取硝酸银质量的0.6~1.2倍抗坏血酸，配制抗坏血酸溶液，并添加分散剂；

（3）分步进行氧化还原反应：在加热搅拌下先将一部分银源快速添加至还原液，立即加入油酸，再将剩下的银源缓慢滴加至还原液，滴加过程中用硝酸或氨水控制溶液pH，待滴加完毕再反应30 min；

（4）反应结束后，倒出上清液，分别用去离子水和无水乙醇清洗3遍，在60℃烘箱中干燥4 h。

所述的硝酸银溶液浓度为0.5~2.5 mol/L。

所述的抗坏血酸溶液浓度为0.5~3.0 mol/L；分散剂为聚乙烯醇、吐温系列、聚乙二醇、阿拉伯树胶、甲基纤维素中的一种或其组合；分散剂的添加量为硝酸银质量的1%~10%。

步骤（3）所述的氧化还原反应温度为20~50℃，搅拌速率为50~1000 r/min；快速添加的银源溶液占整银源体积的20%~50%；油酸的添加量为硝酸银质量的1%~10%；缓慢滴加剩下的银源的速度为1~5 ml/min；控制反应液的pH为2~4。

一种太阳能电池导电银浆用银粉，其特征在于根据上述任一所述方法制备得到；银粉的颗粒大小为0.3~4.5 μm，振实密度为3.9~6.0 g/cm³，松装密度为2.1~3.2 g/cm³。

一种太阳能电池导电银浆用银粉在太阳能电池的应用。

本发明与现有技术相比，有以下的有益效果：通过分步添加银源至还原液，实现银核形成与晶粒生长分步进行，并在滴加过程中添加油酸可有效控制晶粒大小，制备了形貌好、粒径分布范围窄、粒度平均的银粉，银粉大小为0.3~4.5 μm，振实密度为3.9~6.0 g/cm³，松装密度为2.1~3.2 g/cm³，可用于制备太阳能电池导电银浆，活性高、烧结温度范围窄，实现光电转换高效率。此法通过分步添加银源至还原液，实现银核形成与晶粒生长分步进行，并在滴加过程中添加油酸有效控制晶粒大小，制备了粒径分布范围窄、粒度平均的银粉。可用于制备太阳能电池导电银浆，实现高光电转换效率。

附图说明

图1为本发明实施例一制备的银粉SEM×5000形貌图；

图2为本发明实施例二制备的银粉SEM×5000形貌图；

图3为本发明实施例三制备的银粉SEM×5000形貌图。

具体实施方式：

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。

实施例一：

首先配制0.5 mol/L硝酸银溶液做银源，用硝酸调节其pH为5；其次配制1.5 mol/L抗坏血酸溶液，并添加硝酸银质量1%的聚乙烯醇；分步进行氧化还原反应，在反应温度为20℃，搅拌速率为100 r/min条件下先将全部银源体积的0.2倍快速添加至还原液，并加入硝酸银质量的10%的油酸；再将剩下的银源以5 ml/min缓慢滴加至还原液，滴加过程中用氨水或硝酸控制溶液pH为3，待滴加完毕再反应30 min，倒出上清液，分别用去离子水和无水乙醇清洗3遍，在60℃烘箱中干燥4 h。

实施例二：

首先配制1.0 mol/L硝酸银溶液做银源，用硝酸调节其pH为1；其次配制3.0 mol/L抗坏血酸溶液，并添加硝酸银质量4%的阿拉伯树胶；分步进行氧化还原反应，在反应温度为30℃，搅拌速率为50 r/min条件下先将全部银源体积的0.5倍快速添加至还原液，并加入硝酸银质量的6%的油酸；再将剩下的银源以3 ml/min缓慢滴加至还原液，滴加过程中用氨水或硝酸控制溶液pH为4，待滴加完毕再反应30 min，倒出上清液，分别用去离子水和无水乙醇清洗3遍，在60℃烘箱中干燥4 h。

实施例三：

首先配制2.5 mol/L硝酸银溶液做银源，用硝酸调节其pH为3；其次配制0.5 mol/L抗坏血酸溶液，并添加硝酸银质量10%的甲基纤维素；分步进行氧化还原反应，在反应温度为50℃，搅拌速率为1000 r/min条件下先将全部银源体积的0.3倍快速添加至还原液，并加入硝酸银质量的1%的油酸；再将剩下的银源以1 ml/min缓慢滴加至还原液，滴加过程中用氨水或硝酸控制溶液pH为2，待滴加完毕再反应30 min，倒出上清液，分别用去离子水和无水乙醇清洗3遍，在60℃烘箱中干燥4 h。