太阳能电池浆料用单分散银粉及铜银复合粉的制备与应用

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随着社会的发展,能源与环境危机已经成为当今世界面临的问题。太阳能作为一种清洁、取之不尽的能源已经被人类利用。太阳能电池是利用太阳能的途径之一。目前,对太阳能电池的研究主要集中在太阳能电池的浆料上。银粉作为太阳能电池浆料的主要材料之一,其用量达到80%以上,银粉性能直接影响着太阳能电池的性能,因此对银粉的制备以及在太阳能电池浆料中的应用具有非常重要的意义。本论文采用液相还原法,研究了二元分散体系制备单分散球形银粉的工艺以及铜银复合粉制备工艺的研究,并将其调制成太阳能电池浆料对比其性能。借助激光粒度仪、扫描电子显微镜、振实密度仪、差热分析仪和X射线衍射仪对所制备的样品进行性能表征。以抗坏血酸为还原剂,研究了分散剂种类、不同二元分散剂及其比例、分散剂加入方式、加料速度、反应pH值、硝酸银浓度、抗坏血酸浓度、以及分散剂用量对银粉性能的影响。在单因素试验基础上,利用响应曲面法对还原剂浓度、pH值、硝酸银浓度对制备微米银粉工艺进行优化设计,获得了平均粒径和松装密度与因素之间的两个数学回归模型,并通过模型确定了最佳工艺条件:分散剂用量为硝酸银质量的2%,硝酸银浓度为0.6mol/L,抗坏血酸浓度为O.3mol/L, pH值为3,温度为21℃,将硝酸银快速加入抗坏血酸中。所得银粉平均粒径为2.01um,松装密度为3.14g/cm3,振实密度为4.96g/cm3。为了改善铜银复合粉的收率与抗氧化性能,研究了铜粉的磷化处理,使用硝酸锌、磷酸、硝酸配制磷化液,研究了不同磷化液、磷化时间、磷化温度对铜粉抗氧化性的影响,结果表明经磷化后,铜粉的收率与抗氧化性得到改善。研究了不同银粉及铜银复合粉对太阳能电池浆料的电阻、形貌及太阳能电池浆料截面的影响。研究表明自制银粉制备得浆料的形貌致密,导电性好,玻璃粉与银粉混合较好,这与国内外购买的银粉制备的浆料相近,这说明制备的银粉能够满足银浆料的需要。铜银复合粉制备的浆料的导电性差,这说明在高温烧结过程中铜银复合粉被氧化。
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