超細(xì)銀粉的制備及其在太陽能電池正面銀漿中的應(yīng)用.pdf

1、近年來，石油、天然氣、煤炭等不可再生資源的過度開采，世界能源供需矛盾日益尖銳。太陽能作為一種無污染、取之不盡、用之不竭的可再生能源目前已備受世界各國(guó)的親睞，其中以晶硅太陽能電池發(fā)展最為迅速。太陽能電池正面銀漿是生產(chǎn)晶體硅太陽能電池的關(guān)鍵材料之一，普遍采用高速高分辨率絲網(wǎng)印刷的方法將其印刷在鍍有減反射膜的硅基板上，經(jīng)過烘干和高溫?zé)Y(jié)后形成電極。正銀漿料主要由導(dǎo)電功能填料銀粉、無機(jī)粘結(jié)劑玻璃粉、有機(jī)載體和摻雜劑組成。國(guó)外正面銀漿制備技術(shù)已經(jīng)

2、比較成熟，國(guó)內(nèi)由于起步晚，加上國(guó)外對(duì)國(guó)內(nèi)實(shí)行技術(shù)保密，導(dǎo)致國(guó)產(chǎn)正面銀漿性能差且不穩(wěn)定，其中銀粉是制約正面銀漿國(guó)產(chǎn)化的瓶頸，因此研發(fā)高檔超細(xì)銀粉，實(shí)現(xiàn)太陽能電池正面銀漿國(guó)產(chǎn)化已經(jīng)迫在眉睫。本論文主要以超細(xì)銀粉為研究對(duì)象，采用液相化學(xué)還原法研究了不同分散體系制備出太陽能電池正面銀漿用超細(xì)銀粉的工藝，并以實(shí)驗(yàn)所制備得到的超細(xì)銀粉制備出了正面銀漿。借助環(huán)境掃描電子顯微鏡、激光粒度分析儀、PF-100B型振實(shí)密度測(cè)試儀和D/Max2500 X射線

3、衍射儀對(duì)所制備得到的銀粉的形貌、粒徑和振實(shí)密度、結(jié)晶度情況及燒結(jié)厚膜的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)和分析;采用四探針測(cè)試儀和太陽能電池單體分選機(jī)測(cè)定了正面銀漿的導(dǎo)電性能及太陽能電池的光電性能。主要研究結(jié)果如下:
　　1、采用化學(xué)液相還原法，以甲基纖維素為分散劑，抗壞血酸為還原劑，制備超細(xì)銀粉。結(jié)果表明反應(yīng)溫度對(duì)銀粉形貌有很大的影響，當(dāng)溫度為25℃和30℃時(shí)，銀粉為不規(guī)則的類球形;當(dāng)溫度為40、50和60℃時(shí)，銀粉為樹枝狀。分散劑的用量對(duì)銀粉的

4、分散性有很大的影響，隨著分散劑用量的增加，銀粉的分散性越好。pH值對(duì)銀粉的粒度有很大的影響，隨著pH增加，銀粉粒度逐漸減小，當(dāng)pH值為2、4、6、8和10時(shí)，所得銀粉粒度分別為2.26μmn、2.02μm、1.89μm、0.92μm和0.05μm。在溫度為25℃、pH值為2和甲基纖維素與抗壞血酸質(zhì)量比為0.02的優(yōu)化工藝下能制備出結(jié)晶度高、分散性良好、表面不規(guī)則的類球形銀粉，振實(shí)密度為4.1 g·mL-1，且平均粒度為2.21μm。

5、r>　　2、對(duì)比了羧甲基纖維素與甲基纖維素的分散效果，研究結(jié)果表明:羧甲基纖維素表現(xiàn)出比甲基纖維素更好的分散效果，在溫度為30℃，pH值為2，羧甲基纖維素與抗壞血酸質(zhì)量比為0.015的優(yōu)化工藝下能制備出分散性良好，表面光滑，振實(shí)密度為4.6 g·mL-1，且平均粒度為3.95μm的球形銀粉。
　　3、以吐溫和阿拉伯樹膠混合分散劑制備的超細(xì)銀粉分散性好、顆粒細(xì)小且振實(shí)密度高，更能滿足細(xì)柵技術(shù)的要求，在溫度為30℃，pH值為2，阿拉伯

6、樹膠、吐溫與抗壞血酸質(zhì)量比為0.1∶0.06∶3的優(yōu)化工藝下能制備結(jié)晶多面體銀粉，振實(shí)密度為5.4 g·mL-1，且平均粒度為1.5μm。此外加熱及攪拌分散處理能極大地改善銀粉的分散性和振實(shí)密度。
　　4、銀粉的分散性對(duì)銀漿的印刷性能有顯著影響，顆粒細(xì)小、分散性良好的銀粉配制的漿料適合絲網(wǎng)印刷;樹枝狀銀粉制得的銀漿燒結(jié)厚膜最疏松，表面光滑的球形銀粉制得的銀漿燒結(jié)厚膜最致密，厚膜附著力最大，導(dǎo)電性最好，燒結(jié)厚膜電阻率為0.15 mΩ