高分散性高振实密度的太阳能正银粉及其制造方法与流程

本发明属于贵金属粉末材料制备，具体地，涉及一种高分散性高振实密度的太阳能正银粉及其制造方法。

背景技术：

1、光伏发电作为主要的环保型可再生能源之一，近年来得到了非常快速的发展和推广应用。过去十年制造的光伏电池组件达到了超三成的平均年增长率，近三年平均增长率更是达到了五成以上，更有行业专家预测，到2060年，光伏装机量或为现有70倍。太阳能电池正银银浆是制作太阳能电池的重要材料，通过银浆中银粉、玻璃粉在太阳能电池片上烧结成银电极，起到收集、运输电流的作用，而其中银粉的性能参数会直接影响到太阳能电池片的转换效率。

2、随着光伏技术的发展，太阳能正面电极变得更为细线化，对于电阻也要求更低，这就要求太阳能正银粉兼具高分散性和高振实密度，目前国内生产的银粉与进口银粉相比仍存在电性能和稳定性上的差距，并且工业产能也落后于国外。对比文件cn108714699b的“一种利用硫化银诱导制备活性银粉的方法及其制得的银粉”，其公开了通过加入na2s形成ag2s控制制备单分散银粉，该方法中ag2s在反应初期会被还原成不同形貌和粒径银单质，此过程对条件敏感，难以控制，容易最终造成银粉性能上的差异。此外，对比文件cn105436517b的“一种利用纳米晶种诱导生产金属粉末的制备方法”和cn110434355b的“一种高振实密度高分散性球形银粉的制备方法”，提出加入纳米银晶种或晶核诱导生产金属粉末，但是未提及有效控制纳米银晶种品质的工艺，也会导致银粉性能上的差异。

3、因此，亟需开发一种能够简单稳定可控制造高分散性高振实密度太阳能正银粉的方法。

技术实现思路

1、为了解决背景技术中提到的技术问题，本发明的目的在于提供一种高分散性高振实密度的太阳能正银粉及其制备方法。

2、为解决上述技术问题，本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、本申请发明的第一方式为高分散性高振实密度的太阳能正银粉，该太阳能正银粉通过蓝光分解碘化银并诱导生成银单质制得；该太阳能正银粉激光粒度d50范围为1-2.5μm，优选范围为1.2-1.8μm，比表面积范围为0.2-0.6cm2/g，优选范围为0.32-0.48cm2/g。

4、本申请发明的第一方式的太阳能正银粉中具有如下特征，该太阳能正银粉粒度分布(d90-d10)/d50≤1.5且dm/d50≤1.4，其中dm为扫描电镜观察到的银粉平均粒径，振实密度范围6.0-6.9g/cm3。

5、本申请发明的第一方式的太阳能正银粉中具有如下特征，该太阳能正银粉粉体形貌为球型或类球型。

6、本申请发明的第二方式为高分散性高振实密度的太阳能正银粉的制造方法，其包含：

7、步骤1：将表面活性剂溶解于水中，再将还原剂溶解于水中，表面活性剂的浓度控制在5～40g/l，还原剂的浓度控制在70～250g/l，溶液温度控制在20～40℃，得到体系a。

8、步骤2：将硝酸银溶解于水中，得到质量浓度为80～350g/l的硝酸银水溶液，然后在避光条件下逐滴加入碘化钠或者碘化钾溶液反应得到碘化银，碘化银在溶液中的摩尔浓度为5～100mmol/l，控制溶液温度在20～40℃，用蓝光照射5～30min，将碘化银分解为银单质，得到体系b。

9、步骤3：将体系a与体系b混合，反应结束后加入银粉质量0.2～2wt％的絮凝剂，使得银粉沉淀。

10、步骤4：将银粉固液分离后进行洗涤，烘干和破碎，即得太阳能正银粉。

11、本申请发明的第三方式的基于第二方式的发明，另一特征在于，步骤1所述的表面活性剂为非离子型高分子聚合物，优选所述表面活性剂为聚乙二醇、明胶、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或两种，更为优选所述表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮；步骤1所述的表面活性剂为非离子型高分子聚合物，优选所述表面活性剂为聚乙二醇、明胶、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或两种，更为优选所述表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮。

12、本申请发明的第四方式的基于第二方式的发明，另一特征在于，步骤1所述的还原剂为抗坏血酸、抗坏血酸钠、葡萄糖、硼氢化钠中的一种，优选所述还原剂为抗坏血酸。

13、本申请发明的第五方式的基于第二方式的发明，另一特征在于，步骤2所述蓝光波长范围为400～480nm，优选波长范围为410～430nm，蓝光在光谱中具有较高的能量且对人体基本无害。蓝光光照强度范围200～800mw/cm2，优选光照强度范围为400～600mw/cm2，光照强度过低或者过高都不利于控制银单质的生长。

14、本申请发明的第六方式的基于第二方式的发明，另一特征在于，步骤3所述的体系a与体系b混合，是体系a向体系b中滴加、体系b向体系a中滴加、体系a体系b同时向釜内滴加这三种混合方式中的一种，优选的混合方式为体系a和体系b同时向釜内滴加，溶液滴加速率控制在200～5000ml/min。

15、本申请发明的第六方式的基于第二方式的发明，另一特征在于，所述絮凝剂为十四酸、十六酸、油酸、硬脂酸、硬脂酸钠中的一种。

16、本发明的有益效果：

17、1.本发明通过碘化钠或者碘化钾生产碘化银，利用了碘化银见光分解的特性，通过物理光照射直接获得银单质，为后续太阳能正银粉生长提供形核位点，相对于化学还原得到银核，也是一种更为简单高效的方法。

18、2.本发明的蓝光照射生成银单质本质上是一种光诱导法，能够使得生成的银单质在光的作用下缓慢转变为晶型和形貌相近的银核，光诱导具有一定修正和整形作用，保证了银单质的品质，利于生成高分散性高振实密度的太阳能正银粉，并且使批次间稳定性也能够增加。

19、3.本发明技术方案中的蓝光的波长范围、光照强度及光照时间会影响到银单质最终的物化性能，这些条件在生产中较为简单可控，通过简单的参数变化即可调控银粉最终的粒径大小，容易实现工业化生产。

20、4.本发明技术方案得到的太阳能正银粉，粒度分布(d90-d10)/d50≤1.5且dm/d50≤1.4，其中dm为扫描电镜观察到的银粉平均粒径，振实密度范围6.0～6.9g/cm3，这些参数能够很好的满足太阳能正面电极的细线化和低电阻要求。

技术特征：

1.一种高分散性高振实密度的太阳能正银粉，其特征在于，

2.如权利要求1所述的高分散性高振实密度的太阳能正银粉，其特征在于，该太阳能正银粉激光粒度d50范围为1-2.5μm，比表面积范围为0.2-0.6cm2/g。

3.如权利要求2所述的高分散性高振实密度的太阳能正银粉，其特征在于，该太阳能正银粉激光粒度d50范围为1.2-1.8μm，比表面积范围为0.32-0.48cm2/g。

4.一种高分散性高振实密度的太阳能正银粉的制造方法，其制造权利要求1-3任意一项所述的太阳能正银粉，所述太阳能正银粉的制造方法包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的一种高分散性高振实密度的太阳能正银粉的制造方法，其特征在于，所述步骤1中所述的表面活性剂为非离子型高分子聚合物，为聚乙二醇、明胶、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或两种。

6.根据权利要求5所述的一种高分散性高振实密度的太阳能正银粉的制造方法，其特征在于，所述步骤1中所述的还原剂为抗坏血酸、抗坏血酸钠、葡萄糖、硼氢化钠中的一种。

7.根据权利要求6所述的一种高分散性高振实密度的太阳能正银粉的制造方法，其特征在于，步骤2中的所述蓝光波长范围为400-480nm，蓝光光照强度范围为200-800mw/cm2。

8.根据权利要求7所述的一种高分散性高振实密度的太阳能正银粉的制造方法，其特征在于，步骤2中的所述蓝光波长范围为420-430nm，蓝光光照强度范围为400～600mw/cm2。

9.根据权利要求8所述的一种高分散性高振实密度的太阳能正银粉的制造方法，其特征在于，所述步骤3中的体系a与体系b混合，是体系a向体系b中滴加、体系b向体系a中滴加、体系a体系b同时向釜内滴加这三种混合方式中的一种，体系a与体系b的溶液滴加速率控制在200-5000ml/min。

10.根据权利要求9所述的一种高分散性高振实密度的太阳能正银粉的制造方法，其特征在于，所述步骤3中的所述絮凝剂为十四酸、十六酸、油酸、硬脂酸、硬脂酸钠中的一种。

技术总结
本发明公开了高分散性高振实密度的太阳能正银粉，该太阳能正银粉通过蓝光分解碘化银并诱导生成银单质制得，具有高分散性和高振实密度，能够很好的满足太阳能正面电极的细线化和低电阻要求；还公开了该太阳能正银粉的制造方法包括以下步骤：制得体系A溶液、加入溶液并蓝光照射后制得体系B溶液、混合体系A和B溶液加入絮凝剂获得银粉沉淀，将银粉固液分离后洗涤、烘干和破碎，即得太阳能正银粉，只需要利用了碘化银见光分解的特性，通过物理光照射直接获得银单质，为后续太阳能正银粉生长提供形核位点，相对于化学还原得到银核，是一种更为简单高效的方法。

技术研发人员：应宗波,沈昕,张恒星,陈期生,李游洋,林佳林,丘寿达
受保护的技术使用者：福建紫金贵金属材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15