太阳能电池导电浆料用类球状银粉和片状银粉的制备

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目前,我国已成为太阳能电池组件的“制造大国”,但要寻求更大的突破,唯有通过科技创新,努力提高各组件的性能,才能在国际市场上有一席地位,离“制造强国”越来越近。因此,近年来,围绕提高光伏组件的性能和优化生产工艺,展开的研究如雨后春笋般涌现。本文主要通过液相还原的方法制备出单一尺寸和高振实密度的类球形银粉,提高正极银浆烧结后的电性能,继而提高电池片的光电转化效率;通过高能球磨法,以水为液体介质代替常规用的无水乙醇,制备出适用于背面银浆的片状银粉,优化了生产工艺。  单一尺寸和高振实密度球形的制备,原理是利用硝酸银与抗坏血酸的液相氧化还原反应,还原出银粉颗粒。为获得尽可能高的振实密度的球形银粉,研究了还原剂种类及其浓度、分散剂种类及用量、反应液pH值、反应温度和反应物添加方式对银粉的表面形貌、粒径及粒径分布和振实密度的影响。样品使用扫描电镜、激光粒度分析仪、振实密度测试仪等设备进行了测试,最终获得了最佳的工艺条件:硝酸银浓度为0.5mol/L,抗坏血酸浓度为1.2mol/L,分散剂明胶添加量为硝酸银质量的3%,反应底液pH值为3,反应温度为50℃,采取将硝酸银溶液缓慢滴加至抗坏血酸和明胶的混合溶液的添加方式,制备出球形度高、表面光滑、平均粒径约为1μm且粒径分布较窄、振实密度达到4.55g/cm3的银粉,符合研究预期目标,适用于正面浆料中。  以水为介质行星球磨制备片状银粉。使用去离子水代替无水乙醇作为湿法球磨的液体介质,能降低片状银粉规模生产时可能的VOC排放以及降低生产环境的安全要求,更适用于工业化生产。相比无水乙醇,去离子水对粉体的润湿性较差,选择合适的球磨助磨剂至关重要。通过单因素实验方法,考察了各影响因素对银粉制备的影响,并获得较优的工艺条件:球料比为13∶1,助磨剂为前躯体银粉质量的3%的聚乙烯醇(PVA-1788)和0.5%的油酸,球磨机转速为330rpm,球磨30h后,制备出了松装密度较低,粒径D50=2.13μm,D90=4.36μm,振实密度3.55g/cm3,比表面积为0.56m2/g的片状银粉,基本符合目标要求的片状银指标。
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