晶硅太阳能电池背面银浆所用片状银粉的研究

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背面银浆用银粉对晶硅太阳电池性能的影响_甘卫平 (1)

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晶硅太阳能电池背银浆料用类球形银粉和片状银粉的制备

晶硅太阳能电池背银浆料用类球形银粉和片状银粉的制备：
晶硅太阳能电池背银浆料中的银粉主要分为类球形银粉和片状银粉两种。

以下是制备这两种银粉的方法：1.类球形银粉的制备：
•化学还原法：通过化学还原剂将银离子还原成银原子，再聚集成类球形银粉。

此方法适用于大规模生产，但制得的银粉粒径较小，通常在纳米级别。

•机械球磨法：将大颗粒的银块放入球磨机中，通过球磨介质和银块之间的摩擦、碰撞，使银块细化成类球形银粉。

此方法制得的银粉粒径较大，通常在微米级别。

2.片状银粉的制备：
•气相沉积法：在高温条件下，使银的化合物挥发并发生化学反应，生成银原子。

这些银原子在气相中聚合形成片状银粉。

此方法制得的银粉具有较大的比表面积和良好的片层结构。

•溅射法：利用高能粒子轰击靶材表面，使靶材表面的原子或分子溅射出来，并在基材表面形成片状结构。

此方法制得的银粉具有较高的导电性能和良好的附着力。

太阳能电池浆料用片状银粉的制备

太阳能电池浆料用片状银粉的制备采用机械球磨工艺，利用激光粒度仪、扫描电子显微镜、BET吸附等测试手段，研究了由PVD法制备出的球形银粉在球磨过程中，银粉随球磨工艺参数的改变而变化的情况，讨论了不同球磨时间和不同研磨助剂对银粉粒度、形貌等性能的影响。

结果表明：球磨4h，使用硬脂酸乙醇溶液作为研磨助剂，可得到中位粒径D50为2.258μm、成片效果好的超细片状银粉，满足太阳能电池用浆料的使用需求。

标签：机械球磨；片状银粉；研磨助剂片状银粉由于具有相对较大的比表面积，化学性质稳定、颗粒间是面接触或者线接触，所以导电性较好，研究认为使用片状银粉能够获得较佳电性能、抗剪强度、可焊性以及具有银白色光泽的导电涂层。

可代替球形超细银粉制备太阳能电池用银浆、中低温导电浆料、导电胶、防静电制品等，是电子元器件的重要功能材料[1]。

目前，片状银粉主要有化学还原法和机械球磨法即行星磨球磨法制备。

化学还原法获得的银粉粒子结构均匀，但是由于这种方法的工艺过程控制难度较大、稳定性差、生产出来的银粉往往残留一定量的有机物，其性能不能很好满足后期产品的需求。

利用机械球磨法制备的片状银粉分散性好，扁平度高，是目前生产片状银粉的主要方法[2]。

鉴于此，文章采用分散性好、纯度高的物理法银粉作为原料，利用行星式球磨机制备片状银粉，对比研究不同研磨时间和研磨助剂对片状银粉形貌和物理性能的影响。

1 实验1.1 球形银粉性能（见表1）1.2 片状银粉的制备湿磨可以阻止塑性较好的银粉在温度升高时可能发生的冷焊行为，湿磨时粉末可以粘在磨球上，提高了球磨过程中的能量利用率[3]，所以本试验采用湿磨工艺。

采用南京大学仪器厂生产的行星式球磨机。

本实验固定球磨浆料浓度（给料0.25kg，研磨助剂300ml），采用直径0.3mm氧化锆磨球，球料比10：1和转速400rpm三个参数。

对球磨时间和助磨分散剂两个参数进行试验分析。

其中，试验选用了无水乙醇、质量分数为5%的硬脂酸乙醇溶液、丙醇这三种试剂作为研磨助剂。

晶硅太阳能电池背面电极银浆及其设备制作方法与制作流程

本技术晶硅太阳能电池背面电极银浆及制备方法，配方：银粉45～55wt%，纳米复合金属氧化物1~3wt%，无机玻璃粉3～10wt%，有机载体32～51wt%。

制备有机载体：将有机溶剂加入容器中，加入有机树脂，升温至80～100℃，降温到40～50℃下加入表面活性剂，过滤得到有机载体；制备无机玻璃粉：原料混匀，进行熔炼，取出后水淬、粉碎、球磨、过筛，干燥后过筛得到无机玻璃粉；制备浆料：将银粉、无机玻璃粉、纳米复合金属氧化物和有机载体混合，调成糊状，研磨得到晶硅太阳能电池背面电极银浆。

与以往浆料相比，该浆料具有更低的银含量，成本低，应用到太阳能电池上光电转化效率最高可达18.07%。

技术要求1. 一种晶硅太阳能电池背面电极银浆，其特征在于包含以下重量百分比成分：银粉45～55wt%，纳米复合金属氧化物1～3wt%，无机玻璃粉3～10wt%，有机载体32～51 wt%。

2.根据权利要求1所述的一种晶硅太阳能电池背面电极银浆，其特征在于：所述纳米复合金属氧化物为铋-锆复合氧化物纳米颗粒，粒径为20～100纳米，氧化锆与氧化铋的摩尔比例为1:2～1:8。

3.根据权利要求1所述的一种晶硅太阳能电池背面电极银浆，其特征在于：所述银粉的平均粒径D50：1.0～3.0μm。

4.根据权利要求1所述的一种晶硅太阳能电池背面电极银浆，其特征在于：所述无机玻璃粉包含以下重量百分比成分：二氧化硅 9～15wt%，氧化铋40～60 wt%，氧化钡20～25 wt%，氧化锌2～12 wt%，氧化硼6～15 wt%，氧化锂1～8wt%。

5.根据权利要求1所述的一种晶硅太阳能电池背面电极银浆，其特征在于：所述有机载体包含以下重量百分比成分：有机树脂2～15wt%，有机溶剂80～95 wt %，表面活性剂：0.5～5 wt %。

6.根据权利要求5所述的一种晶硅太阳能电池背面电极银浆，其特征在于：所述有机树脂为乙基纤维素、硝酸纤维素、醇酸树脂中的一种或几种。

片状银粉制备方法的研究进展

２０２４年第３期／第４５卷黄　金ＧＯＬＤ矿业经济片状银粉制备方法的研究进展收稿日期：２０２３－１１－３０；修回日期：２０２４－０１－０１作者简介：尹　超（１９８９—），男，工程师，从事金纳米材料、银微纳米材料与金属浆料研发工作；Ｅｍａｉｌ：ｙｉｎｃｈａｏｎｅｕ＠１６３．ｃｏｍ尹　超，李雪嵩，高健宝，刘　鹏（长春黄金研究院有限公司）摘要：片状银粉作为银浆的重要组成部分，其制备方法得到了广泛研究。

阐述了片状银粉制备方法，包括机械球磨法、光诱导法和模板法等３种方法的工艺原理，分析了各方法的优缺点，并对机械球磨法和模板法的研究方向进行了展望，以期为片状银粉的制备提供参考。

关键词：片状银粉；模板法；机械球磨法；化学还原法；光诱导法中图分类号：ＴＤ９文章编号：１００１－１２７７（２０２４）０３－０００１－０４文献标志码：Ａｄｏｉ：１０．１１７９２／ｈｊ２０２４０３０１引　言电子银浆作为重要的导电功能材料，被广泛应用于触控屏、薄膜开关、太阳能电池电极等多种电子产品中［１－２］。

银粉是电子银浆中的导电相，其在浆料中占比较大，随着电子银浆需求量快速上升，银粉需求量也迅速增加［３］。

银粉形貌一般分为球形、片状、纤维状等，片状银粉凭借其独特的二维结构，在浆料中可形成面接触和线接触，接触面积更大，使浆料有更好导电性能。

目前，制备片状银粉的主要方法有机械球磨法、化学还原法（光诱导法、模板法）［４－６］。

本文对这３种方法的研究进展进行了详细介绍。

１　机械球磨法机械球磨法是通过控制球料比、球磨时间、分散剂用量等因素，使球形银粉在球磨罐中与磨球在高速运动中相互碰撞、摩擦、挤压，原料反复塑性变形，最终制得片状银粉的一种方法［７］。

通过改变球磨时间、球料比、分散剂种类及用量等可以得到不同粒径的片状银粉。

１）片状银粉形成过程研究。

ＪＵ等［８］通过对不同粒径银粉前驱体球磨得到１０μｍ、６μｍ和２μｍ的片状银粉。

电镜分析发现，随着球磨时间的增加，球形颗粒逐渐减少，并形成大块颗粒，大块颗粒被磨球挤压并逐渐变薄，经过足够的球磨时间，最终形成片状银粉。

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张明，吴元庆，刘春梅，李媛，陆晓东，周涛，韩贺成
（渤海大学新能源学院，锦州１２１００７）
摘要：为了确保晶硅太阳能电池在拥有较高光电转换效率的同时降低投入成本，本文研究了４５ｗｔ％的低固相含量
状态下不同粒径及振实密度的片状银粉对背面银浆性能的影响。将球形银粉经过不同时间的球磨得到不同粒径
ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｓｉｎｔｅｒｅｄｍｅｍｂｒａｎｅｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｗｈｅｎｔｈｅｓｅｂａｃｋｓｉｌｖｅｒｐａｓｔｅｓｗｅｒｅｐｒｉｎｔｅｄａｎｄｆｕｒｔｈｅｒｆｏｒｍｅｄｂａｃｋｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓｏｎｓｏｌａｒｃｅｌｌｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｌａｆｋｅｓｉｌｖｅｒｐｏｗｄｅｒｓｗｉｔｈａｖｅｒａｇｅｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅｓｏｆ２．５ｔｘｍｈａｖｅｍａｘｉｍｕｍｔａｐｄｅｎｓｉｔｙ，ｔｈｅｂａｃｋｓｉｌｖｅｒｅｌｅｃｔｒｏｄｅｍａｄｅｂｙｓｉｌｖｅｒｐｏｗｄｅｒｓｍｅｎｔｉｏｎｅｄａｂｏｖｅｈａｖｅｔｈｅｄｅｎｓｅｓｔｓｕｒｆａｃｅ．ｔｈｅａｖｅｒａｇｅｐｕｌｌ — ｏｆｆｆｏｒｃｅｒｅａｃｈｅｄ８．５Ｎａｎｄｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ
ＳｔｕｄｙｏｎＦｌａｋｅＳｉｌｖｅｒＰｏｗｄｅｒｓｆｏｒＢａｃｋｓｉｄｅＳｉｌｖｅｒＰａｓｔｅｓｏｆＣｒｙｓｔａｌｌｉｎｅＳｉｌｉｃｏｎＳｏｌａｒＣｅｌｌｓ
Ｔｈｅｎｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｓｉｌｖｅｒｐｏｗｄｅｒｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｉｚｅｓａｎｄｔａｐｄｅｎｓｉｔｙｏｎｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙａｓｗｅｌｌａｓｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ
第４６卷第５期
２０１７年５月
人工晶体学报
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＹＮＴＨＥＴＩＣＣＲＹＳＴＡＬＳ
Ｖｏ１．４６Ｎｏ．５
Ｍａｖ．２Ｏ１７
晶硅太阳能电池背面银浆所用片状银粉的研究
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎａｎａｔｔｅｍｐｔｔｏｍｅｅｔｂｏｔｈｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｓｏｌａｒｃｅｌｌｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｅｉｃｆｉｅｎｃｙａｎｄｔｈｅｌｏｗｅｓｔｃｏｓｔｆｏｒｂａｃｋｓｉｄｅｓｉｌｖｅｒｐａｓｔｅｓ，ｔｈｅｅｆｅｃｔｏｆｆｌａｋｅｓｉｌｖｅｒｐｏｗｄｅｒｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅｏｎｐｅｆｏｒｒｍａｎｃｅｏｆｂａｃｋｓｉｄｅｓｉｌｖｅｒｐａｓｔｅｓｆｏｒｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｓｉｌｉｃｏｎｓｏｌａｒｃｅｌｌｓｗａｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｌｏｗｓｏｌｉｄｃｏｎｔｅｎｔｓ
的片状银粉。用这四种银粉制成背面银浆并经过印刷烧结形成背电极，研究了粒径、振实密度对背电极烧结膜形态
及电性能的影响。结果证明平均粒径为２．５ｍ的片状银粉具有最高的振实密度，由５Ｎ，硅太阳能电池的光电转换效率达到ｌ８．ｏ９％，可以满足目前背面银浆的商业使用需要。关键词：片状银粉；背面银浆；低固相含量；光电转换效率
中图分类号：ＴＭ９１４文献标识码：Ａ文章编号：１０００－９８５Ｘ（２０１７）０５－０８５０－０５
ＺＨＡＮＧＭｉｎｇ，ＵＹｕａｎ — ｑｉｎｇ，ＬＩＵｃｈｕｎ — ｍｅｉ，ＬＩＹｕａｎ，ＬＵＸｉａｏ — ｄｏｎｇ，ＺＨＯＵＴａｏ，ＨＡＮＨｅ — ｃｈｅｎｇ
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＮｅｗＥｎｅｒｇｙ，ＢｏｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉｎｚｈｏｕ１２１００７，Ｃｈｉｎａ）
（４５ｗｔ％）．Ｔｈｅｌｆａｋｅｓｉｌｖｅｒｐｏｗｄｅｒｓｗｉｔｈｆｏｕｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｉｚｅｓｗｅｒｅｐｒｅｐａｒｅｄｕｓｉｎｇｐｌａｎｅｔａｒｙｂａｌｌｍｉｌ１．