银粉的可控制备及在太阳能电池导电浆料中的应用探索

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导电浆料在太阳能电池领域得到了广泛的应用。银粉是导电浆料中最重要的组成,银粉的形貌,粒径分布和振实密度等直接影响着导电浆料的性能。本文通过液相还原法,使用不同的相对低廉的还原剂、分散剂与硝酸银反应来制备不同形貌的银颗粒,通过XRD、SEM、TEM、激光散射法对银粉的物相、形貌和粒径分布进行分析。实验表明,不同还原剂和分散剂对银粉的形貌有非常大的影响,纳米银,银线,片状银,球形银以及硅银复合颗粒都成功合成。用自制的银球粉做导电相,制备不同成分的导电浆料,测试其导电性能。硼氢化钠做还原剂制取纳米银,获得的银颗粒为纳米级别的近球形的颗粒,表面较为光滑,团聚较为严重。得到的粉末大约在100 nm左右;用十二烷胺与硝酸银制取的银粉,随着参加反应的十二烷胺摩尔浓度增加,生成银颗粒的形貌只含有少量的银棒;利用Cl-对孪晶及缺陷位置的刻蚀作用,葡萄糖做还原剂加入氯化钠成功制取银线,在Cl-与Ag+浓度比为1:2时,银线产率最高可达80%,长度可达10几个微米。二维片状银粉的制备,主要是利用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)做分散剂,柠檬酸钠做导向剂,抗坏血酸做还原剂缓慢滴加制取银片,但生成的银片形状不规则,尺度在1 μm左右;在三维球形银粉的制备过程中,抗坏血酸做还原剂快速倾倒制取银球,表面布满了花状突起,这与抗坏血酸的还原性不够强与随着反应进行还原剂的浓度下降有关;硫酸亚铁做还原剂制取银球。通过控制硝酸银的浓度,可成功制备出1~3μm银微球。最后,为改善导电线路的电阻以及提高导电银浆性能,首次使用二氧化硅球包银复合颗粒。用st?ber法制备的单分散二氧化硅微球为核制备出SiO2@Ag复合颗粒。通过XRD物相分析金属单质银成功制备出,而核心SiO2为无定形状态。SiO2@Ag复合颗粒尺寸大约在300~400 nm,采用HAADF-STEM技术测得Ag层厚度约30 nm左右。SiO2@Ag粉替代玻璃粉,同时降低银粉含量得到了较佳导电性能的银浆。另外,不同振实密度银球粉得到的导电银浆展示了不同的印刷线路结果,随着振实密度的提高,电阻率先增大后减小。
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