TW202023713A - 銀粉及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種具有絕佳分散性及均一粒徑分布的銀粉及其製造方法。
Description
本發明是有關一種具有均一粒徑分布(uniform particle size distribution)及絕佳分散性(dispersibility)的銀粉及其製造方法。
銀(Silver,Ag)粉具有諸如高導電性、高導熱性及耐氧化性之物理特性。因此,銀粉已被廣泛應用於用於電子材料及各種其他材料諸如導電印墨、罩護劑(masking agent)及間隔件(spacer)的糊劑(paste)。
同時,由於其比表面積(specific surface area)隨著粒徑降低而按比例增加至粉末粒徑之變化(change)的平方,銀粉具有非常大的表面積,且因此銀粉吸附其他組分,否則粉末粒子由於如此增加的表面活性而將彼此黏附(stuck to one another),造成粉末流動性的降低及分散性與儲存穩定性的顯著劣化。因此,當銀粉被應用於各種領域,時常未達到其所欲的物理特性。
對於銀粉之製造方法,已知的一個方法包括藉由使金屬前驅物還原並以分散劑(dispersant)分散粒子以製造粒子。然而,該方法的問題在於難以控制粒子的形狀及尺寸與粒徑分布,且粒子的物理性質或分散性以及粒子被應用於各種材料的狀態下的特性是依據製造條件而被大幅改變(專利文件1)。
因此,有必要針對銀粉製造方法進行研發,使該製造方法得以落實均一粒徑分布、製造後沒有粉末粒子的聚集(aggregation)而顯著改良的分散性,與長時間下之穩定且絕佳的物理特性,同時增加製程效率。
[相關技術文件]
[專利文件]
(專利文件1) 日本發明專利早期公開第2009-074717號(2009.04.09)
本發明的一實施例是有關提供由於預防粒子聚集而具有窄粒徑分布及經顯著改良之分散性的銀粉,及其製造方法。
另外,本發明的另一實施例是有關提供銀粉的製造方法,該製造方法得以實現(implementing)長時間下之穩定且絕佳的物理特性,同時將製程效率最大化。
另外,本發明的再一實施例是有關於提供得以因為絕佳之導電性而降低電極阻抗並增加電池效能的銀粉。
在一個一般的態樣中,銀粉的製造方法包括將包含銀前驅物、錯合劑(complexing agent)、具有羧基或其鹽類的多醣聚合物分散劑及聯胺化合物的水性溶液進行反應。
該水溶液可進一步包含鹼性化合物(alkali compound)諸如鹼金屬鹽類。
在另一個態樣中,球形銀粉的製造方法包括:製備包含銀
前驅物及錯合劑的第一水溶液;製備包含具有羧基或其鹽類的聚合物分散劑,及聯胺化合物的第二水溶液;以及藉由逐滴添加第一水溶液至第二水溶液而沉澱銀粉。
該第一水溶液可進一步包含鹼性化合物,諸如鹼金屬鹽類。
球形銀粉的製造方法可進一步包括在該銀粉被沉澱後進行後處理,包括將經沉澱之銀粒子清洗(washing)、過濾、乾燥及壓碎(crushing)的一或多者。
具有羧基或其鹽類的聚合物分散劑可為選自於由海藻酸(alginic acid)、藻酸鈉(sodium alginate)、藻酸鉀(potassium alginate)、藻酸鈣(calcium alginate)、褐藻酸銨(ammonium alginate)、阿拉伯膠(gum arabic),及明膠(gelatin)所組成之群組的一或多者。
該聚合物分散劑可為羧甲基纖維素鈉。
該聯胺化合物可為聯胺(hydrazine)、聯胺衍生物及聯胺水合物(hydrazine hydrate)。
於再另一個態樣中,提供具有0.5至3.0微米(μm)之D50、1.0至1.3之D50/Dm,及0.9至1.8之(D90-D10)/D50的球形銀粉。(D10、D50及D90是分別界定為累計10重量%(wt%)之粒徑、累計50重量%之粒徑,及累計90重量%之粒徑,其是藉由雷射繞射方法所量測,而Dm表示藉由分析由掃描式電子顯微鏡(scanning electron microscope(SEM))所觀察到之影像而獲得的主要平均粒徑(primary particle mean size)。)
該銀粉可具有10至10.4克/立方公分之真實密度(true density)、0.1至5.0平方公尺/克之BET比表面積,以及2.0至6.5克/cc的敲緊
密度(tap density)。
於再另一個態樣中,提供包含由該製造方法所獲得之球形銀粉的導電糊劑。
如上所述,可提供具有窄粒徑分布、粒子之間的低聚集度(aggregation degree)及顯著改良之分散性的該球形銀粉及其製造方法。
另外,該銀粉可實現長時間下的絕佳物理性質穩定性(physical property stability),使得當銀粉被應用於導電糊劑及類似物時,物理性質可被最大化。
另外,當該銀粉被應用於導電糊劑及類似物時,由於顯著改良的分散性,流動性可被增加,且由於絕佳的導電性,電極阻抗可被降低,使得電池效能可被最大化。
另外,根據本發明,由於簡單的粉末製造方法及高製程效能,製造過程之速度及生產力可被改良,且產品可靠度可被長期確保。
此後,本發明將參考隨附例示性實施例而被詳細敘述。然而,下列例示實施例僅是為了詳述本發明的一種參考實例,而本發明並未受限於此且可以各種形式被實行。
除非另外界定,此處所使用的所有技術及科學用語具有本發明所屬技術領域者通常理解之相同意義。用於本發明中的用語僅被使用於有效敘述某些例示性實施例,而不是用以限制本發明。
另外,說明書及申請專利範圍中所使用的單數態(singular
forms)可以是意欲包括複數態,除非在內容中另外解釋。
除非另外特別指明,本發明中所使用之「%」代表「重量百分比(wt%)」。
本發明之發明人已進行銀粉之製造方法的深入研究,該製造方法得以預防粒子的連結(bonding)或聚集(aggregation),及實現絕佳的分散性以提供能夠應用於導電糊劑及各種其他材料領域的銀粉。
結果,本發明之發明人發現當銀粉是藉由使包含銀前驅物、錯合劑、具有羧基或其鹽類的多醣聚合物分散劑,及聯胺化合物的水溶液反應而製造時,被製備之球形銀粒子的成形性被增加且聚集之銀粒子被顯著減少。
另外,本發明之發明人發現在該水溶液進一步包括鹼性化合物,諸如鹼金屬鹽類的情形下,銀粉的物理性質被進一步改良,藉此完成本發明。
再者,本發明之發明人驚訝地發現當使該反應物反應時,在將製造方法改變為下列銀粉之製造方法的情形下時,聚集之銀粒子被進一步減少且銀粒子之尺寸分布被顯著改良,藉此完成本發明:製備包含銀前驅物及錯合劑之第一水溶液;製備包含具有羧基或其鹽類的多醣聚合物分散劑及聯胺化合物的第二水溶液;及藉由將第一水溶液逐滴添加至第二水溶液而沉澱銀粉。
再者,本發明之發明人發現在反應是藉由進一步添加鹼性化合物,諸如鹼金屬鹽類至第一水溶液並將第一水溶液逐滴添加至第二水溶液而進行的情形下,可獲得更佳的效果。
在製造方法中,當藉由將第一水溶液以固定速度逐滴添加至第二水溶液而使銀粒子沉澱,銀粒子是較為緩慢地生長,粒子的連結或聚集被有效預防、銀粉的粒徑是一致的,銀粉的粒徑分布是窄的,且銀粉的分散性是被顯著改良。
經製造的銀粉可應用於各種材料領域,諸如固化型(curing type)電極材料、低溫燒結型(low temperature firing type)電極材料,及太陽能電池電極材料。例如,當銀粉被應用於導電糊劑,由於銀粉之高流動性及絕佳導電性,低溫下之絕佳阻抗性質(resistance properties)可被實現。
此後,根據本發明之銀粉之製造方法、銀粉,及包含銀粉的導電糊劑將被詳述。
首先,本發明之銀前驅物將被敘述。只要其可在水溶液中解離出銀離子,銀前驅物並不受限。舉例而言,銀前驅物可為選自於由硝酸銀、氯化銀、溴化銀及氟化銀所組成之群組的一者或是二或更多者的混合物,且較佳是硝酸銀,但是不限於此。
在第一水溶液中之銀前驅物的量為5至80重量%且較佳為10至50重量%的情形下,對於在銀粉被製造時改良反應性是較有效的。
本發明之錯合劑並不受限,只要藉由與銀前驅物混合時其穩定形成銀錯合物即可。作為非限制性實例,錯合物可選自於氨(ammonia)及銨鹽(ammonium salt),而銨鹽可為選自於由硫酸銨((NH4)2SO4)、硝酸銨(NH4NO3)及二氫磷酸銨((NH4)2HPO4)所組成之群組的一者或是二或多者的混合物,但並非限制於此。較佳地,氨對於製備球型粒子及發展銀晶體結構而言為有效的。
為了改良於第一水溶液中之產生之銀錯合物的穩定性,錯合劑的含量可為0.1至20重量%,且較佳是0.5至15重量%。
藉由調整第一水溶液中之銀前驅物及錯合劑的組成比例,可增加銀錯合物的形成效率。作為具體實例,由於銀錯合物之高穩定性,相較於銀前驅物化合物中之銀原子,以較佳1.1至5莫耳(moles),更佳1.5至3莫耳的量使用的錯合劑是有效的。
在本發明中,反應可藉由混合用於銀粒子之製備中的所有原料來進行,但在此情形中,聚集體(aggregates)會增加。因此,當反應是藉由緩慢逐滴添加含有銀前驅物、錯合劑,及/或諸如鹼金屬鹽類的鹼性化合物之第一水溶液至包含具有羧基或其鹽類的多醣聚合物分散劑及聯胺化合物的第二水溶液而誘發,諸如球形銀粒子的絕佳成形性、絕佳分散性,及預防聚集體形成的效果可被進一步顯著地達成,此為更佳的。
在本發明中,當第一水溶液及第二水溶液被製備並接著與彼此反應,銀錯合物的成形效能可藉由調整第一水溶液中之銀前驅物與錯合劑之組成比例而增加。作為具體實例,由於銀錯合物的高穩定性,相較於銀前驅物化合物中之銀原子,以較佳1.1至5莫耳及更佳1.5至3莫耳的量使用的錯合劑是有效的。
該鹼性化合物可為,例如選自於由氫氧化鈉、氫氧化鉀及氫氧化鋰所組成之群組的一者或是二或多者的混合物,且較佳為氫氧化鈉。
為了增加銀錯合物的穩定性,水溶液中之鹼性化合物的含量可被調整,使得經混合之水溶液的pH值是8至14,較佳為9至13,且更佳
為9.5至12。
在本發明中,具體而言,為了達到本發明的目的,具有羧基或其鹽類的多醣聚合物分散劑最佳是選自於藻酸鈉(sodium alginate)、藻酸鉀(potassium alginate)及藻酸鈣(calcium alginate)。然而,即使在使用羧甲基纖維素鈉(sodium carboxymethyl cellulose)的情形下,本發明的目的可以被達成部分程度。使用羧甲基纖維素鈉的情形亦包括於本發明的範圍內。
聚合物分散劑的含量可被於本發明的目的被達成的範圍內適當地調整,且更有效的是第二水溶液中之聚合物分散劑的含量是0.01至10重量%,且較佳是0.1至5重量%,用以改良分散性及反應性。
另外,在本發明的例示實施例中,聯胺化合物代表聯胺、聯胺衍生物及聯胺水合物,且本發明之發明人驚訝地發現當聯胺化合物被用作還原劑時,聯胺化合物是鍵結至具有羧基或其鹽類的分散劑,使得相較於另一還原劑被使用的情形下,銀粉具有更佳的諸如球形銀粒子的成形性、均一粒徑分布、分散性,及無聚集等效果。
為了改良銀粉的分散性及與銀前驅物化合物之反應性,還原劑之含量可為1至25重量%且較佳為2至15重量%,但只要本發明的目的被達成,其並未限制於此範圍。
攪拌速率可於本發明的目的被達成的範圍內被輕易調整。攪拌速率可較佳為1,000rpm至5,000rpm,其是相對高的,且更佳是1,500rpm至2,500rpm。
接下來,在將第一水溶液逐滴添加至第二水溶液的方法被應用於本發明中的情形中,添加方法將被敘述。
在本發明的一例示實施例中,在其中第一水溶液被逐滴添加至第二水溶液的情形中,第一水溶液可被一次添加或分次添加,且例如,較佳的是第一水溶液是以等當量(at an equivalent amount)連續添加。例如,第一水溶液是以等當量逐滴添加30分鐘至12小時。
如上所述,在其中第一水溶液被以等當量連續添加的情形中,銀結晶結構被均一地產生,使得銀粉的粒徑分布可更為均一,且銀粉粒子的聚集即使在被壓碎後亦可被預防。
當第一水溶液之添加被進行,較佳的是第二水溶液被攪拌以改良分散性及產生均一的粒子。攪拌速率可以在本發明的目的被達成的範圍內輕易調整。攪拌速率較佳可為1,000rpm至5,000rpm,其是相對高的,且更佳為1,500rpm至2,500rpm。
在本發明的一例示實施例中,銀粒子之沉澱反應溫度不特別限制。例如,沉澱反應可在5至80℃的溫度範圍中進行。還原劑的溫度範圍較佳為10至70℃,且更佳為20至50℃,以改良分散性及反應性,且特別是對球形銀粒子的成形性及銀粉之粒徑分布的效果。
接著,本發明中的後處理(post-treatment)將被敘述。
在本發明的一個例示性實施例中,可選擇至少一選自對經沉澱之銀粒子進行清洗、過濾、乾燥及壓碎的後處理。
在清洗中,一般而言,可使用蒸餾水(distilled water)多次清洗銀粉。在清洗中,10至30℃之室溫水(room temperature water)可被使用,或30至50℃的清洗用水(washing water)可被使用以更有效地移除有機物質。或是,聚集及氧化可藉由將脂肪酸與清洗用水混合並進行乾燥而預防。
在過濾中,已知的過濾方法可被使用以自銀粉移除雜質(impurities)。該過濾較佳藉由傾析法(decantation)、過濾器及類似者進行,但並非特別限定於此。
於過濾中獲得的銀粉可被乾燥。在此情形下,乾燥並未被特別限定於本發明的目標可以被達成的範圍內,且較佳是在60至130℃的溫度範圍,更佳是在70至80℃的溫度範圍中進行。乾燥可使用真空烘箱進行。
壓碎所獲得之銀粉可使用混合器(mixer)進行。混合器並未被具體限制,只要其是能夠藉由機械衝擊(mechanical impact)進行混合的混合器,且具體而言,可使用密集攪拌機(intensive mixer)、食物混合器及類似者。
壓碎、清洗、過濾及乾燥的順序並未受限。
在本發明的一例示實施例中,在壓碎後,所獲得之粉末可以潤滑劑塗覆。潤滑劑可為選自於由蠟化合物(wax compound)及界面活性劑化合物所組成之群組的至少一者。蠟化合物可包括天然蠟化合物及合成之以蠟為主的化合物(synthetic wax-based compound)的一或多者,且作為實例,蠟化合物可為聚烯烴蠟(polyolefin wax)。界面活性劑化合物可為選自於由脂肪酸金屬鹽、脂肪酸酯化合物、烷基硫酸鹽界面活性劑,及聚氧乙烯烷基硫酸鹽界面活性劑(polyoxyethylene alkyl sulfate surfactant)所組成之群組的至少一者。在此情形下,具體而言,脂肪酸可為油酸、硬酯酸(stearic acid)及棕櫚酸(palmitic acid),但並未限定於此。藉由以此種潤滑劑塗覆,不僅最終銀粉產物的物理穩定性可於長時間下被保持,且當銀粉被與其他
組分混合時,分散性及相容性可被改良,此是較佳的。
於一例示實施例中,由上述方法所獲得之銀粉具有0.5至3.0微米之D50、1.0至1.3之D50/Dm,及0.9至1.8之(D90-D10)/D50。上述使用的參數表示由雷射繞射法所量測的粒子特徵。D50、D90及D10是分別界定為累計50重量%之粒徑、累計90重量%之粒徑,及累計10重量%之粒徑,其是藉由雷射繞射方法所量測。另外,Dm為藉由分析由掃描式電子顯微鏡(SEM)所觀察到之影像而獲得的主要平均粒徑。
D50/Dm的值越接近1,主要粒子(primary particles)的聚集程度越小。另外,(D90-D10)/D50是代表銀粉之粒徑均一性的指標。(D90-D10)/D50的值越接近1,粒徑分布更為均一。
當上述範圍被滿足時,球形銀粒子的成形性被增加,銀粉之粒徑分布是均一的,且銀粉的流動性被顯著增加,使得銀粉的導電性是優異的,此是較佳的。
具體而言,D50可為0.7至2.5微米(μm),D50/Dm可為1.0至1.6,且(D90-D10)/D50可為0.95至1.7,且更具體而言,D50可為0.9至2.5微米,D50/Dm可為1.0至1.4,且(D90-D10)/D50可為0.95至1.3,但本發明並未限制於此。
於一例示實施例中,銀粉可具有9.0至10.4克/立方公分(g/cm3)的真實密度、0.1至0.5平方公尺/克(m2/g)的BET比表面積,及2.0至6.5克/cc(g/cc)的敲緊密度。
該BET比表面積是得以藉由於固體樣品之表面吸附(adsorbing)及脫附(desorbing)特定氣體並量測各分壓之吸收量而獲得一材
料的比表面積的參數。
與視密度(apparent density)不同,真實密度代表不考量粒子之內部及外部孔洞(voids)而僅是粒子之材料的比重,且是不論粒子之尺寸及形狀,依據材料之種類及包括於該粒子之內部及外部之其它組分的含量,諸如有機物質的含量,而決定。
敲緊密度代表每個體積中之粉末的質量(mass of powder per volume),即,粉末中之粒子之間的孔洞藉由規律敲擊或震動而被填充的粉末密度。會影響敲擊密度之因素可包括粒徑分布、含水量、粒子成形、黏結性(cohesiveness)及類似者。材料的填充密度可通過敲緊密度而估算。
當滿足上述範圍且銀粉被用於導電糊劑及類似者,可獲得適當的黏度及經改良的導電性。
具體而言,銀粉可具有9至10.4克/立方公分的真實密度及0.1至3.0平方公尺/克且更佳為0.35至1.20平方公尺/克的BET比表面積,及2至6.5克/cc的敲緊密度,且更具體而言,銀粉可具有10至10.4克/立方公分的真實密度及0.1至1.5平方公尺/克的BET比表面積,及2至6.5克/cc且更佳為3.5至6.5克/cc的敲緊密度,但本發明並未限制於此。
另外,銀粉可具有1.0至1.4之D50/Dm及0.95至1.05之(D90-D10)/D50,即,可獲得無聚集之均一粒子。
根據本發明之銀粉可應用於各種電子材料。於本發明之一例示實施例中,提供包含銀粉之導電糊劑。再者,由於粒子的特性及物理穩定性,包含銀粉之導電糊劑可應用於固化或低溫燒結型的電極材料,或較佳可被用於得以在相對低溫下實現絕佳抗性(resistance properties)的電池
電極糊劑。
此後,本發明將參考實例(Examples)及比較例(Comparative Examples)被更詳細地敘述。然而,下列實例及比較例僅是提供用以更詳細地敘述本發明,而非意欲限制本發明。
[物理性質量測方法]
1)粒徑分布量測
0.3克之銀粉被添加於30毫升(mL)之異丙醇,且混合物以具有50瓦(W)之輸出的超音波清洗裝置分散5分鐘,藉此使用微跡(microtrac)粒徑分布量測裝置(Analysette 22,由Fritsch GmbH製造)量測粒徑分布。
2)BET比表面積量測
於100℃下進行除氣(degassing)60分鐘後,使用特定的比表面積量測裝置(BELSORP-mini II,由MicrotracBEL Corp.製造)量測BET比表面積。
3)真實密度量測
10克銀粉之真實密度使用Accupyc II 1340(由Micromeritics Instrument Corp.製造)量測。
4)敲緊密度量測
使用敲緊密度量測裝置(Autotap,由Quantachrome公司製造)秤重15克之銀粉並添加至容器(20毫升測試管),且敲擊是對20厘米(mm)的液滴進行2,000次,藉此由敲緊密度=樣品質量(15克)/敲擊後樣品之體積(cm3)之公式計算敲緊密度。
[實例1]
60克之25%氨水被添加至包含40克之銀的185克之硝酸銀溶液並進行攪拌,藉此製備第一水溶液。
420克的水被加熱至50℃,1.2克之羧甲基纖維素鈉(平均分子量為90,000克/莫耳,由Sigma-Aldrich公司製造)被添加至經加熱的水中,且進行攪拌1小時,藉此製備水溶液。40克之25%氨水被添加至所得的水溶液,45克的聯胺水合物被添加於其中並進行攪拌,藉此製備第二水溶液。
維持於25℃的第一水溶液被以等當量(equivalent amount)且持續6小時的方式添加至第二水溶液以進行反應,經沉澱的銀粒子被以200克之離子交換水清洗3次,與包含硬酯酸的水溶液一同過濾並於75℃下乾燥12小時,接著銀粒子以食物處理機(HMF-3000S,由HANIL ELECTRIC.製造)壓碎,藉此獲得銀粉。
[實例2]
於實例2中,銀粉是以與實例1中相同的方式製造,除了420克的水被加熱至50℃,40克之25%氨水及0.4克之氫氧化鈉被添加至經加熱的水,1.2克之藻酸鈉被添加於其中並進行攪拌1小時,藉此製備水溶液,且接著45克之聯胺水合物被添加至所得之水溶液並進行攪拌,藉此製備第二水溶液。
[實例3]
於實例3中,銀粉是以與實例1中相同的方式製造,除了是使用0.8克之海藻酸取代羧甲基纖維素鈉,且第一水溶液之添加時間為3小時。
[實例4]
於實例4中,銀粉是以與實例3中相同的方式製造,除了第一水溶液之添加時間為8小時。
[實例5]
於實例5中,銀粉是以與實例1相同的方式製造,除了是使用1.0克之羧甲基纖維素鈉,且第一水溶液之添加時間為0.5小時。
[比較例1]
於比較例1中,銀粉是以與實例1相同的方式製造,除了是在第二水溶液中沒有羧甲基纖維素鈉的存在之下進行反應。
[比較例2]
於比較例2中,銀粉是以與實例1相同的方式製造,除了是使用0.8克之羧甲基纖維素鈉,且使用氫醌(hydroquinone)取代聯胺水合物。
[所獲得之粉末的物理特性]
於實例1中,羧甲基纖維素鈉被用作分散劑,且BET比表面積是明顯高的,而(D90-D10)/D50的值非常接近1。如此一來,已證實的是球形銀粒子的成形性及粒子的均一性很好。於實例2中,藻酸鈉被用作分散劑,而(D90-D10)/D50的值亦非常接近1。如此一來,已證實的是銀粉之粒徑分布為一致的。另外,由高BET表面積已證實的是,球形銀粒子的成形性被改良。另外,於實例3中,海藻酸被用作分散劑,且D50/Dm的值接近1。如此一來,已證實的是銀粉的分散性為明顯絕佳的。
可以理解的是,在實例3中之第一水溶液的添加時間增加的情形下,諸如絕佳粒徑分布及預防聚集形成的效果展現於實例4中。已證實的是即使在羧甲基纖維素鈉-其是分散劑-的添加量被降低且第一水溶液之添加時間被減少的情形中,相對於比較例,於實例5中形成有具有相對絕佳分散性且高真實密度的銀粉。
由實例中所獲得的D50/Dm的值所證實的是,由於表2中所示之1.0至1.4的小聚集程度,實例1至5的銀粉具有高分散性。另外,實例中(D90-D10)/D50的值接近1,使得被證實的是經製造的銀粉具有均一粒徑分布。實例中的BET比表面積在0.35至1.20平方公尺/克的範圍內,使得被
證實的是球形銀粒子的成形性係增加如所示者。實例中的真實密度為10或更高,其是相當高的值。因此,球形銀粒子的成形性及各銀粉的流動性為明顯絕佳的。另外,敲緊密度的值在2至6.5克/cc的範圍內。因此,被證實的是銀粒子更為容易被形成,且銀粉具有均一粒徑分布、小黏結性,及明顯絕佳的流動性。
於比較例1中,由於並未混合分散劑,經聚集之銀粒子的體相(bulk phase)被產生且因此粒徑無法被量測。於比較例2中,氫醌被用作還原劑,且因此,已被證實的是銀粉具有更低的分散性及不均一粒徑分布。
[實驗例1]
90重量%之實例1中製備的銀粒子、7.8重量%之有機黏合劑,及2.2重量%之玻璃料(glass frit)於三輥磨機(3-roll mill)中被均質混合,藉此製備導電糊劑。此後,所得之導電糊劑被以20微米的厚度絲網印刷(screen-printed)於單晶矽晶圓上,此處之絲網印刷圖案的線寬為38微米,於帶式燒結爐(belt-type firing furnace)中巔峰溫度(peak temperature)被設置為810℃,而以進出(in-out)一分鐘之方式進行同步燒結,藉此製造包含銀粒子的基板。
在此情形中,藉由以1:1:3.5:1.5的重量比例混合纖維素酯(CAB-382-20,由EASTMAN化學公司製造)、乙基纖維素樹脂(ECN-50,由AQUALON公司製造)、丁卡必醇(butyl carbitol,陶氏化學公司),及酯醇12(texanol,陶氏化學公司)所獲得的有機黏合劑被用作有機黏合劑,且具有410℃的軟化溫度、2.0微米之粒徑,及80.0重量%之PbO、6.0重量%之B2O5、12.0重量%之SiO2、1.0重量%之Li2O及1.0重量%之K2O之組成的玻璃
料被用作玻璃料。
[實驗例2至5]
實驗例2至5是以與實驗例1相同的方式進行,除了使用實例2至5中所製造的銀粉。
[比較實驗例]
比較實驗例是以與實驗例1相同的方式進行,除了使用比較例2中所製造的銀粉。
於實驗例1至5及比較例中所製造之各基板的光電轉換效率(photoelectric conversion efficiency)及阻抗(resistance)使用太陽光模擬器(solar simulator)(Sol3A,由Oriel Instruments製造)量測,而結果顯示於表3中。
[表3]
由表3已證實的是,根據本發明所製備之銀粒子被用於導電糊劑的情形中,由於銀粉的均一粒徑分布及絕佳分散性,諸如光電轉換效率及阻抗之電性特徵可為絕佳的。
Claims (9)
- 一種銀粉之製造方法,包含:製備包含一銀前驅物及一錯合劑的一第一水溶液,及包含具有羧基或其鹽類的一多醣聚合物分散劑及一聯胺化合物的一第二水溶液;以及將該第一水溶液逐滴添加至該第二水溶液,其中該銀粉具有0.5至3.0微米的D50。
- 如請求項1所述之製造方法,其中該多醣聚合物分散劑是選自於由藻酸鈉、藻酸鉀、藻酸鈣及羧甲基纖維素鈉所組成之群組。
- 如請求項1所述之製造方法,其中藉由將等當量的該第一水溶液逐滴添加至該第二水溶液而進行一反應。
- 如請求項1所述之製造方法,其中該錯合劑是選自於由氨、硫酸銨((NH4)2SO4)、硝酸銨(NH4NO3)及二氫磷酸銨((NH4)2HPO4)所組成之群組的一或多者。
- 如請求項1所述之製造方法,其中該聯胺化合物為聯胺。
- 一種銀粉,其是由如請求項1至5之任一項所述之製造方法所獲得。
- 一種導電糊劑,其包含如請求項6所述之銀粉。
- 一種球形銀粉,其具有1.0至1.3之D50/Dm、0.85至1.3之(D90-D10)/D50、0.1至3.0平方公尺/克之BET比表面積、10至10.5克/立方公分之真實密度,及2至6.5克/cc之敲緊密度。
- 一種導電糊劑,其包含如請求項8所述之球形銀粉。
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