CN105921764A - 一种太阳能电池正银用银粉的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种太阳能电池正银用银粉的制备方法,其特征在于:通过在抗坏血酸中添加稳定剂柠檬酸盐作双组份复合还原剂,能有效减缓还原反应的速率,制备出形貌好、分散性好的球簇状银粉,再通过球磨进行表面改性,改善银粉形貌,提高分散性。与现有技术相比,本发明制备的银粉粒径为0.5~2.5μm,大小可控,粒径分布窄,分散性好,振实密度高,可用于制备太阳能电池正面导电银浆。
Description
技术领域
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正银用银粉的制备方法。
背景技术
目前国内外对超细银粉的研究较多,有的达到微米级、亚微米级,甚至可以达到纳米级。报道的银粉有单晶结构的银粉,也有多晶和粗晶结构的银粉。按照其形成机理来说,既有各向异性的条状片晶包裹形成的开放式的结构,又有各向同性的条状片晶包裹形成的封闭式的结构。按照形貌来说,既有颗粒状、块状、球形、片状和树枝状,也有纤维状。球形银粉作为主体银粉,单晶片状银粉可以作为触变剂少量添加,树枝状结构的银粉应用较少。银粉的制备方法众多,有液-液界面反应法、电化学法、化学沉积法、快速凝固法、热分解法、化学还原法、电化学法、软模板法、超声波法、电解法、相转移法、光学还原法、光化学法、电镀法、研磨法和真空蒸镀法等。总体来说,主要是以化学液相还原法为主,它是最常用的同时也是最重要的方法,因工艺流程简便可行、成本较低、生产规模大,在电子工业领域得到了普遍应用。目前最好的银粉制备技术为国外厂商所垄断,虽然国内近几年的发展取得了一定的成绩,但是银粉的批次稳定性也一直困扰着银粉制造厂商,而国内制得的银粉,绝大多数存在粒径分布宽、分散性较差、团聚严重、振实密度低等问题。
本发明以抗坏血酸和柠檬酸盐为双组份复合还原剂,对硝酸银进行还原制备球簇状银粉,银粉大小均匀,球形度好,结合球磨工艺,可以有效改善银粉的形貌,提高分散性和振实密度,可用于制备太阳能电池正面导电银浆。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术中的上述不足,提供了一种由化学方法+物理机械法组合制备得到的太阳能电池正银用银粉的制备方法,该方法制备的银粉大小可控,粒径均一,经球磨后分散性好,振实密度高,整个制备过程简单。
一种太阳能电池正银用银粉的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
第一步:球簇状银粉的制备:
配制一定浓度的硝酸银溶液,添加一定量的抗坏血酸、柠檬酸盐和硝酸做还原液,控制反应温度及搅拌速率,将硝酸银溶液快速倒入还原液中进行化学还原反应,反应完全结束后对所得的银粉进行清洗、烘干,得到球簇状银粉;
第二步:球磨过程:
将一定量的表面改性剂添加至锆球中在一定转速下球磨一定时间,再添加一定量的球簇状银粉,球磨一定时间,烘干后得到太阳能电池正银用银粉。
第一步中所述的硝酸银的浓度为0.05-1.0 mol/L,抗坏血酸的添加量为硝酸银的0.6-1.5倍,柠檬酸盐的添加量为抗坏血酸的0.1-1.0倍,65%-68%的硝酸添加量为抗坏血酸的0-1.0倍;控制还原液中抗坏血酸的浓度为0.1-1.0mol/L。
第一步中所述的柠檬酸盐选自柠檬酸钙、柠檬酸钠、柠檬酸镁、柠檬酸三铵、柠檬酸三钠、柠檬酸铁、柠檬酸铜中的一种或多种。
第一步中所述的反应温度为20-80℃,搅拌速率为50-500 rpm。
第一步中所述的清洗过程先后用去离子水和无水乙醇各清洗3-5遍;控制烘箱温度为40-80℃,干燥12-24小时。
第二步中所述的表面改性剂选自油酸、硬脂肪酸胺、聚丙烯酰胺、丁二酸中的一种或多种。
第二步中所述的锆球的直径为1-4 mm。
第二步中所述的表面改性剂与锆球的质量比为1-5:1000;球磨的转速为100-400 rpm,球磨时间0.5-4小时。
第二步中所述的银粉与锆球的质量比为1-10:10;球磨的转速为50-400 rpm,球磨时间为1-12小时。
第二步中所述的烘干温度为40-80℃,干燥12-24小时。
本发明的技术方案是:一种太阳能电池正银用银粉的制备方法,包括以下步骤:
第一步:球簇状银粉的制备
配制浓度为0.05~1.0
mol/L的硝酸银溶液,将质量为硝酸银0.6~1.5倍的抗坏血酸、质量为抗坏血酸0.1~1.0倍的柠檬酸盐(选自柠檬酸钙、柠檬酸钠、柠檬酸镁、柠檬酸三铵、柠檬酸三钠、柠檬酸铁、柠檬酸铜中的一种或多种)、质量为抗坏血酸0~1.0倍的65%~68%的硝酸混合配制还原液,控制还原液中抗坏血酸的浓度为0.1~1.0
mol/L。控制反应温度为20~80℃、搅拌速率为50~500 rpm。将硝酸银溶液快速倒入还原液中进行化学还原反应,反应完全结束后对所得的银粉先后用去离子水和无水乙醇各清洗3~5遍,控制烘箱温度为40~80℃,干燥12~24小时,得到球簇状银粉;
第二步:球磨过程
将表面改性剂(油酸、硬脂肪酸胺、聚丙烯酰胺、丁二酸中的一种或多种)与直径为1~4 mm的锆球按质量比为1~5:1000进行混合,控制球磨的转速为100~400 rpm,球磨时间0.5~4小时,再添加银粉与锆球的质量比为1~10:10添加球簇状银粉,球磨的转速为50~400 rpm,球磨1~12小时,在40~80℃干燥12~24小时烘干后得到高振实密度的太阳能电池正银用银粉。
本发明与现有技术相比,有以下的有益效果:本发明在银粉的制备过程中未添加分散剂,可有效降低后续清洗难度;与此同时,制得的银粉粒径大小可控、分散性性较好;经球磨后,分散性更好,振实密度更高。
附图说明
图1为实施例一制备的球簇状银粉SEM图;
图2为实施例二制备的球簇状银粉SEM图;
图3为实施例三制备的球簇状银粉SEM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:
1.球簇状银粉的制备
a.取4.247 g硝酸银溶于500 ml去离子水中,配制成0.05mol/L的硝酸银溶液;
b.取3.3974 g抗坏血酸、1.091 g柠檬酸钠溶于50 ml去离子水中,配制成还原液;
c.将硝酸银溶液快速倒入还原液中进行化学还原反应,控制反应温度为30℃、搅拌速率为100 rpm;
d.反应完全结束后对所得的银粉先后用去离子水和无水乙醇各清洗3遍,控制烘箱温度为60℃,干燥24小时,得到球簇状银粉。
2.球磨过程
a.将0.027 g油酸与27 g直径为1 mm的锆球混合,控制球磨速度为100 rpm,球磨时间为4小时;
b.添加2.7 g球簇状银粉至锆球中,球磨转速为100 rpm,球磨时间为6小时;
c.将球磨后的银粉在60℃干燥24小时得到高振实密度的太阳能电池正银用银粉。
实施例二:
1.球簇状银粉的制备
a.取8.4935 g硝酸银溶于500 ml去离子水中,配制成0.1mol/L的硝酸银溶液;
b.取6.7948 g抗坏血酸、2.1811 g柠檬酸钠溶于100 ml去离子水中,配制成还原液;
c.将硝酸银溶液快速倒入还原液中进行化学还原反应,控制反应温度为30℃、搅拌速率为100 rpm。
d.反应完全结束后对所得的银粉先后用去离子水和无水乙醇各清洗3遍,控制烘箱温度为60℃,干燥24小时,得到球簇状银粉;
2.球磨过程
a.将0.108 g油酸与54 g直径为1 mm的锆球混合,控制球磨速度为100 rpm,球磨时间为4小时;
b.添加5.4 g球簇状银粉至锆球中,球磨转速为100 rpm,球磨时间为6小时;
c.将球磨后的银粉在60℃干燥24小时得到高振实密度的太阳能电池正银用银粉。
实施例三:
1.球簇状银粉的制备
a.取16.987 g硝酸银溶于500 ml去离子水中,配制成0.2mol/L的硝酸银溶液;
b.取13.5896 g抗坏血酸、4.362 g柠檬酸钠及6.346 g硝酸溶于200 ml去离子水中,配制成还原液;
c.将硝酸银溶液快速倒入还原液中进行化学还原反应,控制反应温度为30℃、搅拌速率为100 rpm。
d.反应完全结束后对所得的银粉先后用去离子水和无水乙醇各清洗3遍,控制烘箱温度为60℃,干燥24小时,得到球簇状银粉;
2.球磨过程
a.将0.27 g油酸与54 g直径为1 mm的锆球混合,控制球磨速度为100 rpm,球磨时间为4小时;
b.添加10.8g球簇状银粉至锆球中,球磨转速为100 rpm,球磨时间为6小时;
c.将球磨后的银粉在60℃干燥24小时得到高振实密度的太阳能电池正银用银粉。
Claims (10)
1.一种太阳能电池正银用银粉的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
第一步:球簇状银粉的制备:
配制一定浓度的硝酸银溶液,添加一定量的抗坏血酸、柠檬酸盐和硝酸做还原液,控制反应温度及搅拌速率,将硝酸银溶液快速倒入还原液中进行化学还原反应,反应完全结束后对所得的银粉进行清洗、烘干,得到球簇状银粉;
第二步:球磨过程:
将一定量的表面改性剂添加至锆球中在一定转速下球磨一定时间,再添加一定量的球簇状银粉,球磨一定时间,烘干后得到太阳能电池正银用银粉。
2.根据权利要求1所述一种太阳能电池正银用银粉的制备方法,其特征在于,第一步中所述的硝酸银的浓度为0.05-1.0
mol/L,抗坏血酸的添加量为硝酸银的0.6-1.5倍,柠檬酸盐的添加量为抗坏血酸的0.1-1.0倍,65%-68%的硝酸添加量为抗坏血酸的0-1.0倍;控制还原液中抗坏血酸的浓度为0.1-1.0mol/L。
3.根据权利要求1所述一种太阳能电池正银用银粉的制备方法,其特征在于,第一步中所述的柠檬酸盐选自柠檬酸钙、柠檬酸钠、柠檬酸镁、柠檬酸三铵、柠檬酸三钠、柠檬酸铁、柠檬酸铜中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述一种太阳能电池正银用银粉的制备方法,其特征在于,第一步中所述的反应温度为20-80℃,搅拌速率为50-500 rpm。
5.根据权利要求1所述一种太阳能电池正银用银粉的制备方法,其特征在于,第一步中所述的清洗过程先后用去离子水和无水乙醇各清洗3-5遍;控制烘箱温度为40-80℃,干燥12-24小时。
6.根据权利要求1所述一种太阳能电池正银用银粉的制备方法,其特征在于,第二步中所述的表面改性剂选自油酸、硬脂肪酸胺、聚丙烯酰胺、丁二酸中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述一种太阳能电池正银用银粉的制备方法,其特征在于,第二步中所述的锆球的直径为1-4
mm。
8.根据权利要求1所述一种太阳能电池正银用银粉的制备方法,其特征在于,第二步中所述的表面改性剂与锆球的质量比为1-5:1000;球磨的转速为100-400 rpm,球磨时间0.5-4小时。
9.根据权利要求1所述一种太阳能电池正银用银粉的制备方法,其特征在于,第二步中所述的银粉与锆球的质量比为1-10:10;球磨的转速为50-400 rpm,球磨时间为1-12小时。
10.根据权利要求1所述一种太阳能电池正银用银粉的制备方法,其特征在于,第二步中所述的烘干温度为40-80℃,干燥12-24小时。
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