CN113618077A - 一种提升perc背银转换效率的改性银粉及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及改性银粉的制备技术领域，具体涉及一种提升PERC背银转换效率的改性银粉及其制备方法，配制硝酸银水溶液A；配制碱性水溶液B；将B溶液均匀加入到A溶液中，进行第一步反应，反应结束后继续搅拌30min，得到均化后的银盐溶液C；配制表面活性剂溶液D：将改性硅油与乙醇按质量比1:1混溶，得到表面活性剂溶液D；再将D加入C中进行充分搅拌分散，得到分散均匀的银盐溶液C’；配制还原剂水溶液E；将E均匀引入C’中，进行第二步反应，反应结束后继续搅拌30min，还原得到得到有机硅油表面改性银粉湿粉；将步骤7中的得到的改性银湿粉通过洗涤、过滤、烘干以及气流分散得到成品银粉。本发明制备银粉的粒径D50为0.3‑1.0μm，比表1.0‑3.0m2/g，烧损率0.5‑1.0％。

Description

一种提升PERC背银转换效率的改性银粉及其制备方法
技术领域
本发明涉及改性银粉的制备技术领域，具体涉及一种提升PERC背银转 换效率的改性银粉及其制备方法。
背景技术
银粉的表面处理技术一直是非常重要的研究领域，同样的初始银粉，经过 不同的表面处理，可以得到不同规格的银粉，且银粉的性能表现可能出现非常 大的差异。表面处理不仅对直接的银粉粒径分布、比表面积、烧损、振实密度 产生直接影响，并由于表面处理剂所具有的物化性质，对整个银粉的烧结过程 产生至关重要的影响。
目前太阳能电池银浆用银粉的表面处理技术一般沿用传统电子银浆用银 粉，表面处理剂一般选择：脂肪酸、脂肪醇、脂肪胺等，更多是对银粉进行分 散作用；再者，银粉厂家对PERC电池以及银浆没有足够的理解，不会结合银 浆与太阳能电池基材的作用原理进行开发特制银粉，无法对电池转换效率提升。
发明内容
本申请中为了解决上述技术问题，本发明提供了一种提升PERC背银转 换效率的改性银粉及其制备方法。
本发明提供了如下的技术方案：一种提升PERC背银转换效率的改性银粉 的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：配制硝酸银水溶液A；
步骤2：配制碱性水溶液B；
步骤3：第一步反应：将B溶液均匀加入到A溶液中，进行第一步反应， 反应结束后继续搅拌30min，得到均化后的银盐溶液C；
步骤4：配制表面活性剂溶液D：将改性硅油与乙醇按质量比1:1混溶，得 到表面活性剂溶液D；
步骤5：再将D加入C中进行充分搅拌分散，得到分散均匀的银盐溶液C’；
步骤6：配制还原剂水溶液E；
步骤7：第二步反应：将E均匀引入C’中，进行第二步反应，反应结束后 继续搅拌30min，还原得到得到有机硅油表面改性银粉湿粉；
步骤8：将步骤7中的得到的改性银湿粉通过洗涤、过滤、烘干以及气流 分散得到成品银粉。
进一步的，步骤1中，硝酸银水溶液的浓度为50～200g/L，温度控制在 25-35℃。
进一步的，步骤2中，碱性溶液中的溶质为氢氧化钠或/且碳酸钠，碱性溶 液的浓度为100～250g/L，温度控制在25-35℃。
进一步的，溶质用量为硝酸银质量的25-50％。
进一步的，步骤3中，边搅拌A边加入B，搅拌速度60-180r/min，加入时 间控制在5-30min，温度控制在25-35℃。
进一步的，步骤4中，改性硅油使用量为硝酸银质量的0.1～1％。
进一步的，改性硅油为氨基改性硅油、聚醚改性硅油或/且酚羟基改性硅油。
进一步的，步骤6中，还原剂为水合肼，使用量为硝酸银质量的10-40％， 溶液浓度为50-200g/L，温度控制在25-35℃。
进一步的，步骤7中，边搅拌C’边加入E，搅拌速度60-180r/min，加入时 间控制在10-60min。
一种改性银粉，其特征在于，根据上述所述的制备方法制备而成，其改性 银粉的中位粒径为0.3-1.0μm，比表面积1.0-3.0m2/g，烧损率为0.5-1.0％。
本发明涉及一种提升PERC背银转换效率的改性银粉及其制备方法，其有 益效果在于：1.有机硅油用作银粉的表面包覆属先例，通过有机硅油包覆在银 粉表面，可以抑制玻璃对银的溶解，降低玻璃粉熔银对背面钝化层的损伤，提 高效率；2.由于硅油的溶解性不好，需要使用特殊的改性硅油方可进行银粉的 表面包覆，且考虑到硅油对银粉的包覆程度，需要在反应过程通过静电引力的 作用中进行表面包覆，并后续使用气流磨进行包覆剂的均化。
具体实施方式
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。
实施例1
步骤1：配制硝酸银水溶液A，其中，溶液浓度为50g/L，温度控制在25℃；
步骤2：配制碱性水溶液B，其中，碱性溶液的溶质为碳酸钠，用量为硝 酸银质量的50wt％，溶液浓度为100g/L，温度控制在25℃；
步骤3：第一步反应：将B溶液边搅拌边加入A溶液中，搅拌速度60r/min， 加入时间控制在30min，进行第一步反应；反应结束后继续搅拌30min，得到 均化后的银盐溶液C，温度控制在25℃；
步骤4：配制表面活性剂溶液D：将改性硅油与乙醇1:1混溶，硅油使用量 为硝酸银的0.2wt％，得到表面活性剂溶液D，其中，改性硅油为氨基改性硅油；
步骤5：再将D加入C中进行充分搅拌分散，得到分散均匀的银盐溶液C’；
步骤6：配制还原剂水溶液E；其中，还原剂为水合肼，使用量为硝酸银 的10wt％，溶液浓度50g/L，温度控制在25℃；
步骤7：第二步反应：将E均匀引入C’中，搅拌速度60r/min，加入时间控 制在60min；反应结束后继续搅拌30min，还原得到得到有机硅油表面改性银 粉湿粉；
步骤8：将步骤7中的改性银湿粉通过洗涤、过滤、烘干、气流分散得到 成品银粉，其粒径D50为0.3μm，比表2.8m2/g以及烧损0.9％。
实施例2
步骤1：配制硝酸银水溶液A，其中，溶液浓度为100g/L，温度控制在30℃；
步骤2：配制碱性水溶液B，其中，碱性溶液的溶质为氢氧化钠，用量为 硝酸银质量的25wt％，溶液浓度为150g/L，温度控制在30℃；
步骤3：第一步反应：将B溶液边搅拌边加入A溶液中，搅拌速度90r/min， 加入时间控制在20min，进行第一步反应；反应结束后继续搅拌30min，得到 均化后的银盐溶液C，温度控制在30℃；
步骤4：配制表面活性剂溶液D：将改性硅油与乙醇1:1混溶，硅油使用量 为硝酸银的0.5wt％，得到表面活性剂溶液D，其中，改性硅油为氨基改性硅油；
步骤5：再将D加入C中进行充分搅拌分散，得到分散均匀的银盐溶液C’；
步骤6：配制还原剂水溶液E；其中，还原剂为水合肼，使用量为硝酸银 的20wt％，溶液浓度100g/L，温度控制在30℃；
步骤7：第二步反应：将E均匀引入C’中，搅拌速度90r/min，加入时间控 制在30min；反应结束后继续搅拌30min，还原得到得到有机硅油表面改性银 粉湿粉；
步骤8：将步骤7中的改性银湿粉通过洗涤、过滤、烘干、气流分散得到 成品银粉，其粒径D50为0.5μm，比表2.0m2/g以及烧损0.7％。
实施例3
步骤1：配制硝酸银水溶液A，其中，溶液浓度为200g/L，温度控制在35℃；
步骤2：配制碱性水溶液B，其中，碱性溶液溶质为碳酸钠和氢氧化钠， 碳酸钠用量为硝酸银的25wt％，氢氧化钠用量为硝酸银的12wt％；溶液浓度为 250g/L，温度控制在35℃；
步骤3：第一步反应：将B溶液边搅拌边加入A溶液中，搅拌速度180r/min， 加入时间控制在5min，进行第一步反应；反应结束后继续搅拌30min，得到均 化后的银盐溶液C，温度控制在35℃；
步骤4：配制表面活性剂溶液D：将改性硅油与乙醇1:1混溶，硅油使用量 为硝酸银的1wt％，得到表面活性剂溶液D，其中，改性硅油为氨基改性硅油；
步骤5：再将D加入C中进行充分搅拌分散，得到分散均匀的银盐溶液C’；
步骤6：配制还原剂水溶液E；其中，还原剂为水合肼，使用量为硝酸银 的40wt％，溶液浓度200g/L，温度控制在35℃；
步骤7：第二步反应：将E均匀引入C’中，搅拌速度180r/min，加入时间 控制在10min；反应结束后继续搅拌30min，还原得到得到有机硅油表面改性 银粉湿粉；
步骤8：将步骤7中的改性银湿粉通过洗涤、过滤、烘干、气流分散得到 成品银粉，其粒径D50为0.8μm，比表2.8m2/g以及烧损0.9％。
性能测试：将实施例1至3中的银粉和现有产品的银粉制备成银浆，将银 浆印刷在PERC电池上，进行各项性能测试。
表1利用实施例1至3以及现有产品制备银浆各项性能测试结果
Figure BDA0003198293810000051
从表1中的数据可以得出，本发明中三个实施例中的有机硅油表面改性银 粉制作的背银相对于现有产品可以提升转换效率0.05％以上，并能保证一定的 焊接应力。
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。

Claims (10)

1.一种提升PERC背银转换效率的改性银粉的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：配制硝酸银水溶液A；
步骤2：配制碱性水溶液B；
步骤3：第一步反应：将B溶液均匀加入到A溶液中，进行第一步反应，反应结束后继续搅拌30min，得到均化后的银盐溶液C；
步骤4：配制表面活性剂溶液D：将改性硅油与乙醇按质量比1:1混溶，得到表面活性剂溶液D；
步骤5：再将D加入C中进行充分搅拌分散，得到分散均匀的银盐溶液C’；
步骤6：配制还原剂水溶液E；
步骤7：第二步反应：将E均匀引入C’中，进行第二步反应，反应结束后继续搅拌30min，还原得到得到有机硅油表面改性银粉湿粉；
步骤8：将步骤7中的得到的改性银湿粉通过洗涤、过滤、烘干以及气流分散得到成品银粉。
2.根据权利要求1所述的改性银粉的制备方法，其特征在于，步骤1中，硝酸银水溶液的浓度为50～200g/L，温度控制在25-35℃。
3.根据权利要求1所述的改性银粉的制备方法，其特征在于，步骤2中，碱性溶液中的溶质为氢氧化钠或/且碳酸钠，碱性溶液的浓度为100～250g/L，温度控制在25-35℃。
4.根据权利要求3所述的改性银粉的制备方法，其特征在于，溶质用量为硝酸银质量的25-50％。
5.根据权利要求1所述的改性银粉的制备方法，其特征在于，步骤3中，边搅拌A边加入B，搅拌速度60-180r/min，加入时间控制在5-30min，温度控制在25-35℃。
6.根据权利要求1所述的改性银粉的制备方法，其特征在于，步骤4中，改性硅油使用量为硝酸银质量的0.1～1％。
7.根据权利要求1或6所述的改性银粉的制备方法，其特征在于，改性硅油为氨基改性硅油、聚醚改性硅油或/且酚羟基改性硅油。
8.根据权利要求1所述的改性银粉的制备方法，其特征在于，步骤6中，还原剂为水合肼，使用量为硝酸银质量的10-40％，溶液浓度为50-200g/L，温度控制在25-35℃。
9.根据权利要求1所述的改性银粉的制备方法，其特征在于，步骤7中，边搅拌C’边加入E，搅拌速度60-180r/min，加入时间控制在10-60min。
10.一种改性银粉，其特征在于，根据权利要求1至9任一所述的制备方法制备而成，其改性银粉的中位粒径为0.3-1.0μm，比表面积1.0-3.0m2/g，烧损率为0.5-1.0％。
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