CN114171255A - 一种复合导电功能性银浆及其制备方法 - Google Patents

一种复合导电功能性银浆及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种复合导电功能性银浆及其制备方法，该方法包含：步骤1，按比例选取各原料；原料包含：无机氧化物粉、片状银粉、微米级银粉、纳米银粉、有机载体；步骤2，制备低熔点玻璃粉；步骤3，配制有机载体；步骤4，将片状银粉及纳米银粉混合，搅拌均匀；步骤5，将制得的玻璃粉、混合银粉、有机载体混合均匀后，进行研磨，得到混合均匀的导电银浆，利用丝网印工艺制备电极片测试其导电和粘结性能；所得的导电银浆用于太阳能电池片。本发明还提供了通过该方法制备的复合导电功能性银浆。本发明能够提升导电银浆的导电性，提高粘结强度，可在同等导电性的条件下，降低银粉的含量，降低太阳能电池片导电银浆的成本。

Description

一种复合导电功能性银浆及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种复合导电银浆及其制备方法，具体地，涉及一种复合导电功能性银浆及其制备方法。
背景技术
随着科技的发展和电子产品的应用，电子仪器中配电层、电极等的质量决定了电子仪器的使用寿命。银因具有良好的天然的高导电性、灭菌性、导热性和抗氧化能力强被广泛用于电子工业、污水处理、建筑材料等诸多领域。电子工业中使用银粉主要是通过将银粉制成的银糊剂涂布或印刷在各种基材上，然后进行加热固化或加热焙烧，形成导电膜，从而形成通路。导电银粉是制作电子浆料、导电银浆、LED环氧导电胶、电磁屏蔽涂料、导电涂料、导电油墨、导电橡胶、导电塑料、导电陶瓷等的主要原料。
导电银浆是指印刷于导电承印物上，使之具有传导电流和排除积累静电荷能力的银浆，一般是印在塑料、玻璃、陶瓷或纸板等非导电承印物上。印刷方法很广，如丝网印刷、凸版印刷、柔性版印刷、凹版印刷和平板印刷等均可采用。可根据膜厚的要求而选用不同的印刷方法、膜厚不同则电阻、阻焊性及耐摩擦性等亦各异。这种银浆有厚膜色浆和树脂型两种。前者是以玻璃料为黏合剂的高温烧成型，后者是以合成树脂为黏合剂的低温干燥或辐射固化型的丝网银浆。
导电银浆中采用的银粉质量和浆料匹配性等参数都至关重要，会显著影响导电银浆的效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种复合导电银浆及其制备方法，能够增强银浆料导电性，并降低太阳能电池中银浆料成本。
为了达到上述目的，本发明提供了一种复合导电功能性银浆的制备方法，其中，所述的方法包含：步骤1，按比例选取各原料；原料包含：无机氧化物粉、片状银粉、微米级银粉、纳米银粉、有机载体；步骤2，制备低熔点玻璃粉；步骤3，配制有机载体；步骤4，将片状银粉及纳米银粉混合，搅拌均匀；步骤5，将制得的玻璃粉、混合银粉、有机载体混合均匀后，进行研磨，得到混合均匀的导电银浆，利用丝网印工艺制备电极片测试其导电和粘结性能；所得的导电银浆用于太阳能电池片。
上述的复合导电功能性银浆的制备方法，其中，所述的步骤1中，各原料按质按量百分比计包含：无机氧化物粉20％～40％，片状银粉5％～20％，微米级银粉15％～35％，纳米银粉20％～45％，有机载体10％～30％。
上述的复合导电功能性银浆的制备方法，其中，所述的无机氧化物粉为二氧化硅、氧化铋、氧化锌、氧化镁、氧化铝中的任意一种或多种。
上述的复合导电功能性银浆的制备方法，其中，所述的片状银粉粒径D90 为10～20μm，微米级银粉粒径D90为1～3μm，纳米银粉粒径D90为0.1～0.5 μm。
上述的复合导电功能性银浆的制备方法，其中，所述的有机载体为乙基纤维素、丁基卡必醇、松油醇、柠檬酸三丁脂、邻苯二甲酸二丁酯、乙醇、糊精中的任意一种或多种。
上述的复合导电功能性银浆的制备方法，其中，所述的步骤2中，将无机氧化物粉混合均匀后，加入到装入铂金坩埚中，在800～1200℃的箱式电炉中保温2～3h，然后将熔融玻璃倒出，冷却后用球磨机球磨1～3h，制得低熔点玻璃粉。
上述的复合导电功能性银浆的制备方法，其中，所述的步骤3中，称取有机载体原料，搅拌30～50min，制得有机载体。
上述的复合导电功能性银浆的制备方法，其中，所述的步骤4中，将片状银粉及纳米银粉物理混合，搅拌20～30min，使银粉混合均匀。
上述的复合导电功能性银浆的制备方法，其中，所述的步骤5中，将制得的玻璃粉、混合银粉、有机载体混合，搅拌30～60min，混合均匀后，加入到三辊研磨机中研磨1～2h，得到混合均匀的导电银浆，利用丝网印工艺制备电极片测试其导电及粘结性能，所得的导电银浆烧结温度为450-550℃。
本发明还提供了通过上述的方法制备的复合导电功能性银浆。
本发明提供的复合导电功能性银浆及其制备方法具有以下优点：
本发明首先制备了低熔点玻璃粉，并利用优化了混合银粉配比，增加了浆料导电性及粘结强度，同时降低了银浆的烧结温度，降低了能耗，同等条件下银浆料相比导电性提高了10％～20％。因此在同等导电性下，可降低银粉含量，同时降低了太阳能银浆料的材料成本，增加企业利润空间。
本方法制备的复合导电银浆料，工艺简单易操作，成本低廉，经济效益高，适合大规模工业化生产。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式作进一步地说明。
本发明提供的复合导电功能性银浆的制备方法，其包含：
步骤1，按比例选取各原料；原料包含：无机氧化物粉、片状银粉、微米级银粉、纳米银粉、有机载体；步骤2，制备低熔点玻璃粉；步骤3，配制有机载体；步骤4，将片状银粉及纳米银粉混合，搅拌均匀；步骤5，将制得的玻璃粉、混合银粉、有机载体混合均匀后，进行研磨，得到混合均匀的导电银浆，利用丝网印工艺制备电极片测试其导电和粘结性能；所得的导电银浆用于太阳能电池片。
优选地，步骤1中的各原料按质按量百分比计包含：无机氧化物粉 20％～40％，片状银粉5％～20％，微米级银粉15％～35％，纳米银粉20％～45％，有机载体10％～30％。
无机氧化物粉为二氧化硅、氧化铋、氧化锌、氧化镁、氧化铝等中的任意一种或多种。
片状银粉粒径D90为10～20μm，微米级银粉粒径D90为1～3μm，纳米银粉粒径D90为0.1～0.5μm。
有机载体为乙基纤维素、丁基卡必醇、松油醇、柠檬酸三丁脂、邻苯二甲酸二丁酯、乙醇、糊精等中的任意一种或多种。
步骤2中，将无机氧化物粉混合均匀后，加入到装入铂金坩埚中，在 800～1200℃的箱式电炉中保温2～3h，然后将熔融玻璃倒出，冷却后用球磨机球磨1～3h，制得低熔点玻璃粉。
步骤3中，称取有机载体原料，搅拌30～50min，制得有机载体。
步骤4中，将片状银粉及纳米银粉物理混合，搅拌20～30min，使银粉混合均匀。
步骤5中，将制得的玻璃粉、混合银粉、有机载体混合，搅拌30～60min，混合均匀后，加入到三辊研磨机中研磨1～2h，得到混合均匀的导电银浆，利用丝网印工艺制备电极片测试其导电及粘结性能，所得的导电银浆烧结温度为450-550℃。
本发明还提供了通过该方法制备的复合导电功能性银浆。
下面结合实施例对本发明提供的复合导电功能性银浆及其制备方法做更进一步描述。
实施例1
一种复合导电功能性银浆的制备方法，其包含：
步骤1，按比例选取各原料；原料包含：无机氧化物粉、片状银粉、微米级银粉、纳米银粉、有机载体。
优选地，各原料按质按量百分比计包含：无机氧化物粉20％，片状银粉 15％，微米级银粉35％，纳米银粉20％，有机载体10％。
无机氧化物粉为二氧化硅。
片状银粉粒径D90为10～20μm，微米级银粉粒径D90为1～3μm，纳米银粉粒径D90为0.1～0.5μm。
有机载体为乙基纤维素。
步骤2，制备低熔点玻璃粉。
将无机氧化物粉混合均匀后，加入到装入铂金坩埚中，在800～1200℃的箱式电炉中保温2～3h，然后将熔融玻璃倒出，冷却后用球磨机球磨1～3h，制得低熔点玻璃粉。
步骤3，配制有机载体。
称取有机载体原料，搅拌30～50min，制得有机载体。
步骤4，将片状银粉及纳米银粉物理混合，搅拌20～30min，使银粉混合均匀。
步骤5，将制得的玻璃粉、混合银粉、有机载体混合，搅拌30～60min，混合均匀后，加入到三辊研磨机中研磨1～2h，得到混合均匀的导电银浆，利用丝网印工艺制备电极片测试其导电及粘结性能，所得的导电银浆烧结温度为450-550℃。
所得的导电银浆用于太阳能电池片。
本实施例还提供了通过该方法制备的复合导电功能性银浆。
实施例2
一种复合导电功能性银浆的制备方法，其包含：
步骤1，按比例选取各原料；原料包含：无机氧化物粉、片状银粉、微米级银粉、纳米银粉、有机载体。
优选地，各原料按质按量百分比计包含：无机氧化物粉22％，片状银粉 8％，微米级银粉16％，纳米银粉24％，有机载体30％。
无机氧化物粉为氧化铋。
片状银粉粒径D90为10～20μm，微米级银粉粒径D90为1～3μm，纳米银粉粒径D90为0.1～0.5μm。
有机载体为丁基卡必醇、松油醇。
步骤2，制备低熔点玻璃粉。
将无机氧化物粉混合均匀后，加入到装入铂金坩埚中，在800～1200℃的箱式电炉中保温2～3h，然后将熔融玻璃倒出，冷却后用球磨机球磨1～3h，制得低熔点玻璃粉。
步骤3，配制有机载体。
称取有机载体原料，搅拌30～50min，制得有机载体。
步骤4，将片状银粉及纳米银粉物理混合，搅拌20～30min，使银粉混合均匀。
步骤5，将制得的玻璃粉、混合银粉、有机载体混合，搅拌30～60min，混合均匀后，加入到三辊研磨机中研磨1～2h，得到混合均匀的导电银浆，利用丝网印工艺制备电极片测试其导电及粘结性能，所得的导电银浆烧结温度为450-550℃。
所得的导电银浆用于太阳能电池片。
本实施例还提供了通过该方法制备的复合导电功能性银浆。
实施例3
一种复合导电功能性银浆的制备方法，其包含：
步骤1，按比例选取各原料；原料包含：无机氧化物粉、片状银粉、微米级银粉、纳米银粉、有机载体。
优选地，各原料按质按量百分比计包含：无机氧化物粉21％，片状银粉 6.5％，微米级银粉15.5％，纳米银粉45％，有机载体12％。
无机氧化物粉为氧化锌。
片状银粉粒径D90为10～20μm，微米级银粉粒径D90为1～3μm，纳米银粉粒径D90为0.1～0.5μm。
有机载体为柠檬酸三丁脂或邻苯二甲酸二丁酯。
步骤2，制备低熔点玻璃粉。
将无机氧化物粉混合均匀后，加入到装入铂金坩埚中，在800～1200℃的箱式电炉中保温2～3h，然后将熔融玻璃倒出，冷却后用球磨机球磨1～3h，制得低熔点玻璃粉。
步骤3，配制有机载体。
称取有机载体原料，搅拌30～50min，制得有机载体。
步骤4，将片状银粉及纳米银粉物理混合，搅拌20～30min，使银粉混合均匀。
步骤5，将制得的玻璃粉、混合银粉、有机载体混合，搅拌30～60min，混合均匀后，加入到三辊研磨机中研磨1～2h，得到混合均匀的导电银浆，利用丝网印工艺制备电极片测试其导电及粘结性能，所得的导电银浆烧结温度为450-550℃。
所得的导电银浆用于太阳能电池片。
本实施例还提供了通过该方法制备的复合导电功能性银浆。
实施例4
一种复合导电功能性银浆的制备方法，其包含：
步骤1，按比例选取各原料；原料包含：无机氧化物粉、片状银粉、微米级银粉、纳米银粉、有机载体。
优选地，各原料按质按量百分比计包含：无机氧化物粉40％，片状银粉5％，微米级银粉15％，纳米银粉25％，有机载体15％。
无机氧化物粉为氧化镁或氧化铝。
片状银粉粒径D90为10～20μm，微米级银粉粒径D90为1～3μm，纳米银粉粒径D90为0.1～0.5μm。
有机载体为乙醇、糊精。
步骤2，制备低熔点玻璃粉。
将无机氧化物粉混合均匀后，加入到装入铂金坩埚中，在800～1200℃的箱式电炉中保温2～3h，然后将熔融玻璃倒出，冷却后用球磨机球磨1～3h，制得低熔点玻璃粉。
步骤3，配制有机载体。
称取有机载体原料，搅拌30～50min，制得有机载体。
步骤4，将片状银粉及纳米银粉物理混合，搅拌20～30min，使银粉混合均匀。
步骤5，将制得的玻璃粉、混合银粉、有机载体混合，搅拌30～60min，混合均匀后，加入到三辊研磨机中研磨1～2h，得到混合均匀的导电银浆，利用丝网印工艺制备电极片测试其导电及粘结性能，所得的导电银浆烧结温度为450-550℃。
所得的导电银浆用于太阳能电池片。
本实施例还提供了通过该方法制备的复合导电功能性银浆。
实施例5
一种复合导电功能性银浆的制备方法，其包含：
步骤1，按比例选取各原料；原料包含：无机氧化物粉、片状银粉、微米级银粉、纳米银粉、有机载体。
优选地，各原料按质按量百分比计包含：无机氧化物粉25％，片状银粉 20％，微米级银粉20％，纳米银粉22％，有机载体13％。
无机氧化物粉为二氧化硅、氧化铋、氧化锌、氧化镁、氧化铝等中的任意多种。
片状银粉粒径D90为10～20μm，微米级银粉粒径D90为1～3μm，纳米银粉粒径D90为0.1～0.5μm。
有机载体为乙基纤维素、丁基卡必醇、松油醇、柠檬酸三丁脂、邻苯二甲酸二丁酯、乙醇、糊精等中的任意多种。
步骤2，制备低熔点玻璃粉。
将无机氧化物粉混合均匀后，加入到装入铂金坩埚中，在800～1200℃的箱式电炉中保温2～3h，然后将熔融玻璃倒出，冷却后用球磨机球磨1～3h，制得低熔点玻璃粉。
步骤3，配制有机载体。
称取有机载体原料，搅拌30～50min，制得有机载体。
步骤4，将片状银粉及纳米银粉物理混合，搅拌20～30min，使银粉混合均匀。
步骤5，将制得的玻璃粉、混合银粉、有机载体混合，搅拌30～60min，混合均匀后，加入到三辊研磨机中研磨1～2h，得到混合均匀的导电银浆，利用丝网印工艺制备电极片测试其导电及粘结性能，所得的导电银浆烧结温度为450-550℃。
所得的导电银浆用于太阳能电池片。
本实施例还提供了通过该方法制备的复合导电功能性银浆。
选定总混合银粉含量为70％，其它条件不变时，筛选不同粒径银粉比例，进行导电性及银浆膜粘结性能对比。其结果如下表1所示。
表1.导电性及银浆膜粘结性能对比表。
Figure BDA0003357452600000081
本发明提供的复合导电功能性银浆及其制备方法，合成的复合导电银浆主要应用在太阳能电池片。本发明能够提升导电银浆的导电性，提高粘结强度，可在同等导电性的条件下，降低银粉的含量，降低太阳能电池片导电银浆的成本。本发明首先制备了低熔点玻璃粉，并利用优化了混合银粉配比，增加了浆料导电性及粘结强度，同时降低了银浆的烧结温度，降低了能耗，同等条件下银浆料相比导电性提高了10％～20％。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种复合导电功能性银浆的制备方法，其特征在于，所述的方法包含：
步骤1，按比例选取各原料；原料包含：无机氧化物粉、片状银粉、微米级银粉、纳米银粉、有机载体；
步骤2，制备低熔点玻璃粉；
步骤3，配制有机载体；
步骤4，将片状银粉及纳米银粉混合，搅拌均匀；
步骤5，将制得的玻璃粉、混合银粉、有机载体混合均匀后，进行研磨，得到混合均匀的导电银浆，利用丝网印工艺制备电极片测试其导电和粘结性能；所得的导电银浆用于太阳能电池片。
2.如权利要求1所述的复合导电功能性银浆的制备方法，其特征在于，所述的步骤1中，各原料按质按量百分比计包含：无机氧化物粉20％～40％，片状银粉5％～20％，微米级银粉15％～35％，纳米银粉20％～45％，有机载体10％～30％。
3.如权利要求2所述的复合导电功能性银浆的制备方法，其特征在于，所述的无机氧化物粉为二氧化硅、氧化铋、氧化锌、氧化镁、氧化铝中的任意一种或多种。
4.如权利要求2所述的复合导电功能性银浆的制备方法，其特征在于，所述的片状银粉粒径D90为10～20μm，微米级银粉粒径D90为1～3μm，纳米银粉粒径D90为0.1～0.5μm。
5.如权利要求2所述的复合导电功能性银浆的制备方法，其特征在于，所述的有机载体为乙基纤维素、丁基卡必醇、松油醇、柠檬酸三丁脂、邻苯二甲酸二丁酯、乙醇、糊精中的任意一种或多种。
6.如权利要求1所述的复合导电功能性银浆的制备方法，其特征在于，所述的步骤2中，将无机氧化物粉混合均匀后，加入到装入铂金坩埚中，在800～1200℃的箱式电炉中保温2～3h，然后将熔融玻璃倒出，冷却后用球磨机球磨1～3h，制得低熔点玻璃粉。
7.如权利要求1所述的复合导电功能性银浆的制备方法，其特征在于，所述的步骤3中，称取有机载体原料，搅拌30～50min，制得有机载体。
8.如权利要求1所述的复合导电功能性银浆的制备方法，其特征在于，所述的步骤4中，将片状银粉及纳米银粉物理混合，搅拌20～30min，使银粉混合均匀。
9.如权利要求1所述的复合导电功能性银浆的制备方法，其特征在于，所述的步骤5中，将制得的玻璃粉、混合银粉、有机载体混合，搅拌30～60min，混合均匀后，加入到三辊研磨机中研磨1～2h，得到混合均匀的导电银浆，利用丝网印工艺制备电极片测试其导电及粘结性能，所得的导电银浆烧结温度为450-550℃。
10.一种通过如权利要求1～9中任意一项所述的方法制备的复合导电功能性银浆。
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