CN103121797B - 低熔点玻璃粉及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低熔点玻璃粉，按重量百分比包括以下组分：SiO212～14%，PbO50～60%，Na2O15～20%，Al2O36～7%，B2O32.5～3.5%，以上组分的重量百分比之和为100%。本发明还公开了该低熔点玻璃粉的制备方法，将各组分球磨后静置，然后经过熔炼得到玻璃液，再将玻璃液进行淬水急冷后烘干得到玻璃小颗粒，最后将玻璃小颗粒球磨得到低熔点玻璃粉。本发明低熔点玻璃粉软化温度低、质量损失率低、比表面积大、粒度小。本发明低熔点玻璃粉的制备方法简单、生产效率高、成本低廉。
Description
技术领域
本发明属于材料技术领域，涉及一种低熔点玻璃粉，本发明还涉及该低熔点玻璃粉的制备方法。
背景技术
随着能源紧缺问题的日益严重，开发新型能源早已成为各国科学工作者的主要任务之一，太阳能是人类可以无限使用并且清洁的能源，是人类开发新型能源的不二之选；因此，硅太阳能电池的诞生成为了能源界的一支新秀。
硅太阳能电池用银电子浆料主要由银粉，粘结相和有机载体三部分组成，每一部分都有其自己特殊的作用。硅太阳能电池用银电子浆料中的粘结相为玻璃粉，主要作用就是使固化膜层与硅基体牢固结合，以达到粘结银粉与硅基体的目的。
目前，市场上生产的玻璃粉主要存在以下两个问题：（1）软化温度较高，均在450℃以上，其制成的硅太阳能电池用银电子浆料与硅基板烧结后接触电阻较大，不利于提高太阳能光电转换效率，而且有可能会导致栅线断裂以及栅线与硅基板的分离；（2）膨胀系数过大，其制成的硅太阳能电池用银电子浆料与硅基板烧结过程中会影响硅太阳能电池板的弯曲程度。
发明内容
本发明的目的是提供一种低熔点玻璃粉，解决了现有玻璃粉软化温度较高和膨胀系数过大的问题。
本发明的另一目的是提供一种上述低熔点玻璃粉的制备方法。
本发明所采用的技术方案是，低熔点玻璃粉，按重量百分比包括：SiO212～14%，PbO50～60%，Na2O15～20%，Al2O36～7%，B2O32.5～3.5%，以上组分的重量百分比之和为100%。
本发明的特点还在于，
上述低熔点玻璃粉还包括Li2O0～2%，CaO0～2%，ZnO0～2%，MgO0～1%，P2O50～1%，K2O0～0.5%。
本发明所采用的另一技术方案是，上述低熔点玻璃粉的制备方法，分别称取各组分，将各组分球磨后静置，然后经过熔炼得到玻璃液，再将玻璃液进行淬水急冷后烘干得到玻璃小颗粒，最后将玻璃小颗粒球磨，得到低熔点玻璃粉。
本发明的特点还在于，
各组分球磨在行星式高能球磨机中进行，球料比为10：1，球磨时间为2～4小时，转速为300～350转/分钟。
静置的时间为12小时。
熔炼在升降炉中进行，熔炼时间为1小时，温度为1100℃。
玻璃小颗粒球磨在行星式高能球磨机中进行，球料比为2.5：1，球磨时间为8～10小时，转速450～500转/分钟。
本发明的有益效果是，
1.本发明低熔点玻璃粉，软化温度低、膨胀系数小，热稳定性好、质量损失率低、比表面积大、粒度小，符合硅太阳能电池正面银电子浆料对玻璃粉的要求。
2.本发明低熔点玻璃粉的制备方法，制备工艺简单、操作方便，球磨、熔炼时间短，组分挥发较小，能够保证产品与设计的配方项符合；并且其生产效率高，成本低廉。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明低熔点玻璃粉，按重量百分比包括以下成分：SiO212～14%，PbO50～60%，Na2O15～20%，Al2O36～7%，B2O32.5～3.5%，以上组分的重量百分比之和为100%。
上述低熔点玻璃粉还包括Li2O0～2%，CaO0～2%，ZnO0～2%，MgO0～1%，P2O50～1%，K2O0～0.5%。这些元素的加入能够调节玻璃粉的物理、化学性质，同时能够降低玻璃粉的软化温度和膨胀系数。
上述低熔点玻璃粉的制备方法，具体步骤如下：
步骤1，按照重量百分比分别称取SiO212～14%，PbO50～60%，Na2O15～20%，Al2O36～7%，B2O32.5～3.5%，Li2O0～2%，CaO0～2%，ZnO0～2%，MgO0～1%，P2O50～1%，K2O0～0.5%，以上组分的重量百分比之和为100%；
步骤2，将步骤1中称取的各组分在球料比为10：1，转速为300～350转/分钟的行星式高能球磨机中球磨2～4小时后静置12小时，然后在1100℃的升降炉中熔炼1小时得到玻璃液，再将玻璃液进行淬水急冷后烘干得到玻璃小颗粒，最后将玻璃小颗粒在球料比为2.5：1，转速450～500转/分钟的行星式高能球磨机中球磨8～10小时，得到低熔点玻璃粉。
经测试，本发明低熔点玻璃粉的制备方法制备的玻璃粉平均粒径不大于4μm，软化温度为370～430℃。
本发明低熔点玻璃粉，软化温度低、膨胀系数小，热稳定性好、质量损失率低、比表面积大、粒度小，符合硅太阳能电池正面银电子浆料对玻璃粉的要求。
本发明低熔点玻璃粉的制备方法，制备工艺简单、操作方便，球磨、熔炼时间短，组分挥发较小，能够保证产品与设计的配方项符合；并且其生产效率高，成本低廉。
实施例1
步骤1，按照重量百分比分别称取SiO214%，PbO60%，Na2O16%，Al2O37%，B2O33%，以上组分的重量百分比之和为100%；
步骤2，将步骤1中称取的各组分在球料比为10：1，转速为300转/分钟的行星式高能球磨机中球磨4小时后静置12小时，然后在1100℃的升降炉中熔炼1小时得到玻璃液，再将玻璃液进行淬水急冷后烘干得到玻璃小颗粒，最后将玻璃小颗粒在球料比为2.5：1，转速500转/分钟的行星式高能球磨机中球磨8小时，得到低熔点玻璃粉。
实施例2
步骤1，按照重量百分比分别称取SiO212%，PbO55%，Na2O18%，Al2O36%，B2O33%，Li2O2%，CaO2%，ZnO2%，以上组分的重量百分比之和为100%；
步骤2，将步骤1中称取的各组分在球料比为10：1，转速为350转/分钟的行星式高能球磨机中球磨2小时后静置12小时，然后在1100℃的升降炉中熔炼1小时得到玻璃液，再将玻璃液进行淬水急冷后烘干得到玻璃小颗粒，最后将玻璃小颗粒在球料比为2.5：1，转速450转/分钟的行星式高能球磨机中球磨10小时，得到低熔点玻璃粉。
实施例3
步骤1，按照重量百分比分别称取SiO212%，PbO50%，Na2O20%，Al2O36%，B2O33.5%，Li2O2%，CaO2%，ZnO2%，MgO1%，P2O51%，K2O0.5%，以上组分的重量百分比之和为100%；
步骤2，将步骤1中称取的各组分在球料比为10：1，转速为350转/分钟的行星式高能球磨机中球磨3小时后静置12小时，然后在1100℃的升降炉中熔炼1小时得到玻璃液，再将玻璃液进行淬水急冷后烘干得到玻璃小颗粒，最后将玻璃小颗粒在球料比为2.5：1，转速450转/分钟的行星式高能球磨机中球磨9小时，得到低熔点玻璃粉。
实施例4
步骤1，按照重量百分比分别称取SiO213%，PbO60%，Na2O15%，Al2O36.5%，B2O32.5%，Li2O1%，CaO1%，MgO0.5%，P2O50.5%，以上组分的重量百分比之和为100%；
步骤2，将步骤1中称取的各组分在球料比为10：1，转速为350转/分钟的行星式高能球磨机中球磨3小时后静置12小时，然后在1100℃的升降炉中熔炼1小时得到玻璃液，再将玻璃液进行淬水急冷后烘干得到玻璃小颗粒，最后将玻璃小颗粒在球料比为2.5：1，转速500转/分钟的行星式高能球磨机中球磨8小时，得到低熔点玻璃粉。
实施例5
步骤1，按照重量百分比分别称取SiO211%，PbO57%，Na2O20%，Al2O37%，B2O32.75%，Li2O0.5%，CaO0.5%，ZnO0.5%，MgO0.25%，P2O50.25%，K2O0.25%，以上组分的重量百分比之和为100%；
步骤2，将步骤1中称取的各组分在球料比为10：1，转速为325转/分钟的行星式高能球磨机中球磨3小时后静置12小时，然后在1100℃的升降炉中熔炼1小时得到玻璃液，再将玻璃液进行淬水急冷后烘干得到玻璃小颗粒，最后将玻璃小颗粒在球料比为2.5：1，转速475转/分钟的行星式高能球磨机中球磨9小时，得到低熔点玻璃粉。
经测试，实施例1制得的低熔点玻璃粉的平均粒径为3.70μm，比表面积1033.82m2/kg，软化温度为412℃，高温质量损失率为0.06%；实施例2制得的低熔点玻璃粉的平均粒径为3.79μm，比表面积1023.31m2/kg，软化温度为387℃，高温质量损失率为0.18%；实施例3制得的低熔点玻璃粉的平均粒径为3.62μm，比表面积1052.50m2/kg，软化温度为376℃，高温质量损失率为0.04%。
Claims (1)
1.低熔点玻璃粉的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤1，按照重量百分比分别称取SiO214％，PbO60％，Na2O16％，Al2O37％，B2O33％，以上组分的重量百分比之和为100％；
步骤2，将步骤1中称取的各组分在球料比为10：1，转速为300转/分钟的行星式高能球磨机中球磨4小时后静置12小时，然后在1100℃的升降炉中熔炼1小时得到玻璃液，再将玻璃液进行淬水急冷后烘干得到玻璃小颗粒，最后将玻璃小颗粒在球料比为2.5：1，转速500转/分钟的行星式高能球磨机中球磨8小时，得到低熔点玻璃粉；
或者，
步骤1，按照重量百分比分别称取SiO212％，PbO55％，Na2O18％，Al2O36％，B2O33％，Li2O2％，CaO2％，ZnO2％，以上组分的重量百分比之和为100％；
步骤2，将步骤1中称取的各组分在球料比为10：1，转速为350转/分钟的行星式高能球磨机中球磨2小时后静置12小时，然后在1100℃的升降炉中熔炼1小时得到玻璃液，再将玻璃液进行淬水急冷后烘干得到玻璃小颗粒，最后将玻璃小颗粒在球料比为2.5：1，转速450转/分钟的行星式高能球磨机中球磨10小时，得到低熔点玻璃粉；
或者，
步骤1，按照重量百分比分别称取SiO212％，PbO50％，Na2O20％，Al2O36％，B2O33.5％，Li2O2％，CaO2％，ZnO2％，MgO1％，P2O51％，K2O0.5％，以上组分的重量百分比之和为100％；
步骤2，将步骤1中称取的各组分在球料比为10：1，转速为350转/分钟的行星式高能球磨机中球磨3小时后静置12小时，然后在1100℃的升降炉中熔炼1小时得到玻璃液，再将玻璃液进行淬水急冷后烘干得到玻璃小颗粒，最后将玻璃小颗粒在球料比为2.5：1，转速450转/分钟的行星式高能球磨机中球磨9小时，得到低熔点玻璃粉；
或者，
步骤1，按照重量百分比分别称取SiO213％，PbO60％，Na2O15％，Al2O36.5％，B2O32.5％，Li2O1％，CaO1％，MgO0.5％，P2O50.5％，以上组分的重量百分比之和为100％；
步骤2，将步骤1中称取的各组分在球料比为10：1，转速为350转/分钟的行星式高能球磨机中球磨3小时后静置12小时，然后在1100℃的升降炉中熔炼1小时得到玻璃液，再将玻璃液进行淬水急冷后烘干得到玻璃小颗粒，最后将玻璃小颗粒在球料比为2.5：1，转速500转/分钟的行星式高能球磨机中球磨8小时，得到低熔点玻璃粉；
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20151118 Termination date: 20210226 |