一种PERC背银用纳米玻璃粉及其制备方法与流程

一种perc背银用纳米玻璃粉及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及纳米玻璃粉的制备技术领域，具体涉及一种perc背银用纳米玻璃粉及其制备方法。


背景技术：

2.粉体的纳米化可以极大的改变粉体的化学及物理作用性能，纳米化后玻璃粉的用量更倾向于以数量计算而非传统的质量计算，因此，可以显著降低用量，让perc背银对背面钝化层的腐蚀性更低，达到最终提升电池转化效率的作用。另外，由于玻璃粉的基础制备工艺决定，只有满足某些特定条件的玻璃粉方可进行批量的纳米化投产。
3.现有技术的缺陷和不足：玻璃粉行业一直属于比较小的行业，行业内一直认为配方的作用占核心，对制备工艺的作用鲜有研究，对工艺的精进方面相比其他粉体行业发展较慢，鲜有真正纳米化的制备工艺技术。


技术实现要素：

4.本技术中为了解决上述技术问题，本发明提供了一种perc背银用纳米玻璃粉及其制备方法。
5.本发明提供了如下的技术方案：一种perc背银用纳米玻璃粉的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
6.s1.称取配料：按一定质量比例称取氧化铅、氧化硼、二氧化硅、氧化铝、五氧化二磷、三氧化二锑、氧化锗或/且非骨架元素氧化物；
7.s2.混料：使用混料机对s1中的配料进行混料；
8.s3.烧制：将s2中的混料放入坩埚中进行烧制；
9.s4淬火：使用双辊机对s3中烧制之后的物料进行淬火；
10.s5.球磨：对s4中淬火之后的物料进行球磨；
11.s6.烘干一：将球磨后的玻璃粉进行烘干；
12.s7.砂磨：将s6中烘干之后的玻璃粉转入砂磨机进行玻璃粉的精磨；
13.s8.烘干二：将砂磨后的玻璃粉使用冷冻干燥设备进行烘干；
14.s9.气流磨：将s8中烘干后的粉体使用气流分散设备进行气流分散，得到纳米玻璃粉成品。
15.进一步的，在s1中，各物质的质量占比为：氧化铅40
‑
70wt％，氧化硼5
‑
40wt％，二氧化硅10
‑
40wt％，氧化铝0
‑
20wt％，五氧化二磷0
‑
10wt％，三氧化二锑0
‑
10wt％，氧化锗0
‑
10wt％，非骨架元素氧化物0
‑
20wt％。
16.进一步的，非骨架元素氧化物包括氧化铋、氧化铜、氧化锰、二氧化钛或/且氧化锌。
17.进一步的，在s2中，混料机的样式包括v型、锥形或双锥型。
18.进一步的，在s3中，熔融温度1100
‑
1700℃，且熔融时间为1
‑
3h。
19.进一步的，在s5中，使用氧化锆材质的球磨罐搭配氧化锆球以及去离子水进行球磨；氧化锆球:物料:水的比重为(1.5
‑
3):1:(0.2
‑
0.5)，三种粒径氧化锆球φ16:φ6:φ2按照重量比为(0.3
‑
0.6):1:(0.3
‑
0.6)；氧化锆球、物料以及水的体积限定在球磨罐的1/3
‑
2/3范围内；分散剂占物料的 0.05
‑
0.5wt％；球磨时间2
‑
6h，控制球磨后玻璃粉粒径d50＜2μm。
20.进一步的，分散剂包括钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂或/且byk110。
21.进一步的，在s7中，介质选用无水乙醇进行砂磨，玻璃粉和无水乙醇的重量比为1:(1～10)，砂磨时间12
‑
24h，砂磨后比表控制为20m2/g 以上。
22.一种纳米玻璃粉，根据上述所述的制备方法制备而成。
23.本发明涉及一种perc背银用纳米玻璃粉及其制备方法，其有益效果在于：1.不是所有玻璃粉均可纳米化，通过限定玻璃粉的成分，使其熔融后具有良好的玻璃化状态，以能形成玻璃骨架的元素氧化物为主体，如氧化铅，氧化硼，二氧化硅，氧化铝，五氧化二磷，三氧化二锑，氧化锗；限定其他非玻璃骨架的元素氧化物含量低于20％，以减少玻璃淬火后粗晶的产生；粗晶多的玻璃粉纳米化效果差；2.通过核心的球磨、砂磨、气磨三个核心工艺，以及精细的控制点，制备20m2/g以上的经过表面处理的纳米玻璃粉，保证玻璃粉的纳米化特性；球磨是初步细化，可以让玻璃粉达到微米级；砂磨可以让玻璃粉玻璃粉达到纳米级；气流磨可以对玻璃粉进行分散，保证纳米级粉体不团聚，具有纳米特性；3.通过上述成份和工艺的优化可以使纳米玻璃粉在perc背银的转换效率相对提高了0.05％以上，并保证良好的焊接拉力。
具体实施方式
24.以下结合实施例对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分理解本发明的目的、方案和效果。
25.实施例1
26.s1.称取配料：按一定质量比例称取氧化铅40wt％、氧化硼20wt％、二氧化硅15wt％、五氧化二磷5wt％、三氧化二锑5wt％，氧化铋10wt％、二氧化钛5wt％；
27.s2.混料：使用v型混料机对s1中的配料进行混料；
28.s3.烧制：将s2中的混料放入坩埚中进行烧制；其中，熔融温度1200℃，且熔融时间为1h；
29.s4淬火：使用双辊机对s3中烧制之后的物料进行淬火；
30.s5.球磨：对s4中淬火之后的物料进行球磨；其中，氧化锆球：物料：水比重3:1:0.5，三种粒径的氧化锆球重量比φ16:φ6:φ2为0.6:1:0.4，氧化锆球、物料以及水的总体积约球磨罐的1/2，使用钛酸酯偶联剂占物料0.3wt％，球磨时间6h，得到玻璃粉粒径0.8μm；
31.s6.烘干一：将球磨后的玻璃粉进行烘干；
32.s7.砂磨：将s6中烘干之后的玻璃粉转入砂磨机进行玻璃粉的精磨；其中，介质选用无水乙醇进行砂磨，玻璃粉和无水乙醇的重量比为1:2，砂磨时间24h，砂磨后比表控制为38至40m2/g；
33.s8.烘干二：将砂磨后的玻璃粉使用冷冻干燥设备进行烘干；
34.s9.气流磨：将s8中烘干后的粉体使用气流分散设备进行气流分散，得到纳米玻璃
粉成品。
35.取球磨后的玻璃粉，记为a1；球磨+砂磨后的玻璃粉，记为a2；球磨+砂磨+气流磨后的玻璃粉，记为a3。
36.表1使用a1、a2、a3玻璃粉制备相同配方perc背银，测试转换效率及焊接拉力结果如下：
[0037][0038]
本实施例中纳米玻璃粉在perc背银中使用量0.5wt％时，a3相对于 a1或a2可以提高转化效率0.05％以上，并保证良好的焊接拉力。
[0039]
实施例2
[0040]
s1.称取配料：按一定质量比例称取氧化铅60wt％、氧化硼10wt％、二氧化硅20wt％、氧化铝3wt％、氧化锗2wt％、氧化锌2wt％以及氧化铜3wt％；
[0041]
s2.混料：使用v型混料机对s1中的配料进行混料；
[0042]
s3.烧制：将s2中的混料放入坩埚中进行烧制；其中，熔融温度1300℃，且熔融时间为1h；
[0043]
s4淬火：使用双辊机对s3中烧制之后的物料进行淬火；
[0044]
s5.球磨：对s4中淬火之后的物料进行球磨；其中，氧化锆球：物料：水比重2:1:0.5，三种粒径的氧化锆球重量比φ16:φ6:φ2为0.5:1:0.5，氧化锆球、物料以及水的总体积约球磨罐的1/2，使用钛酸酯偶联剂占物料0.2wt％，球磨时间3h，得到玻璃粉粒径1.6μm；
[0045]
s6.烘干一：将球磨后的玻璃粉进行烘干；
[0046]
s7.砂磨：将s6中烘干之后的玻璃粉转入砂磨机进行玻璃粉的精磨；其中，介质选用无水乙醇进行砂磨，玻璃粉和无水乙醇的重量比为1:5，砂磨时间16h，砂磨后比表控制为26至28m2/g；
[0047]
s8.烘干二：将砂磨后的玻璃粉使用冷冻干燥设备进行烘干；
[0048]
s9.气流磨：将s8中烘干后的粉体使用气流分散设备进行气流分散，得到纳米玻璃粉成品。
[0049]
表2使用b1、b2、b3玻璃粉制备相同配方perc背银，测试转换效率及焊接拉力结果如下：
[0050][0051]
本实施例中纳米玻璃粉在perc背银中使用量0.5wt％时，b3相对于b1或b2可以提高转化效率0.05％以上，并保证良好的焊接拉力。
[0052]
实施例3
[0053]
s1.称取配料：按一定质量比例称取氧化铅70wt％、氧化硼5wt％、二氧化硅10wt％、氧化铝1wt％、氧化锗8wt％以及氧化锰wt6％；
[0054]
s2.混料：使用v型混料机对s1中的配料进行混料；
[0055]
s3.烧制：将s2中的混料放入坩埚中进行烧制；其中，熔融温度1100℃，且熔融时间为1h；
[0056]
s4淬火：使用双辊机对s3中烧制之后的物料进行淬火；
[0057]
s5.球磨：对s4中淬火之后的物料进行球磨；其中，氧化锆球：物料：水比重1.5:1:0.5，三种粒径的氧化锆球重量比φ16:φ6:φ2为0.4:1:0.6，氧化锆球、物料以及水的总体积约球磨罐的1/2，使用钛酸酯偶联剂占物料0.1wt％，球磨时间2h，得到玻璃粉粒径1.8μm；
[0058]
s6.烘干一：将球磨后的玻璃粉进行烘干；
[0059]
s7.砂磨：将s6中烘干之后的玻璃粉转入砂磨机进行玻璃粉的精磨；其中，介质选用无水乙醇进行砂磨，玻璃粉和无水乙醇的重量比为1:10，砂磨时间12h，砂磨后比表控制为22至24m2/g；
[0060]
s8.烘干二：将砂磨后的玻璃粉使用冷冻干燥设备进行烘干；
[0061]
s9.气流磨：将s8中烘干后的粉体使用气流分散设备进行气流分散，得到纳米玻璃粉成品。
[0062]
表3使用c1、c2、c3玻璃粉制备相同配方perc背银，测试转换效率及焊接拉力结果如下：
[0063][0064]
本实施例中纳米玻璃粉在perc背银中使用量0.5wt％时，c3相对于 c1或c2可以提
高转化效率0.05％以上，并保证良好的焊接拉力。
[0065]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。