一种基于种子银粉的导电浆料及其制备方法与流程

本发明属于光伏电池，具体地，涉及一种基于种子银粉的导电浆料及其制备方法。

背景技术：

1、光伏发电作为一种把太阳能直接转化为电能的方式，具有环保和可再生的优势，是发展绿色清洁能源的重要方向之一。导电浆料是光伏电池生产中的一个关键材料，主要用于制作太阳能电池的正面和背面栅极。

2、传统的栅极利用丝网印刷技术，将导电浆料直接印刷烧结成型，栅极的高宽比难以提高，采用种子层加光诱导电镀技术，可有效提升栅极的高宽比，降低栅极的电阻率，提高电池片的受光面积，降低栅极银浆用量，对光伏电池的降本和提高光电转换效率具有积极意义；但是，种子层导电浆料多以超微的银粉为基体，导致成本偏高，另外，种子层和电镀层的细密度存在差异，在长期使用过程中，特别是温度变化较大工况下，层间易出现微观裂纹，并且伴随着层间电流的电化学作用，层间结合性能进一步恶化，导致电池片的内阻增大，进而使得光电转换效率下降。因此，本申请旨在提供一种应用于种子层的导电浆料。

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基于种子银粉的导电浆料及其制备方法。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种基于种子银粉的导电浆料，由如下组分组成：种子银粉10-85wt%、玻璃粉2-5wt%和有机载体8-12wt%，余量为球状银粉。

4、所述种子银粉由以下方法制备：

5、步骤a1：将三烯丙基胺、巯基乙醇和乙醇混合，升温至55-65℃，施加120-160rpm搅拌活化20-30min，再加入光引发剂混合并辅以200-300w/m2紫外辐照反应2.5-3h，反应结束旋蒸脱除乙醇，得到中间体；

6、进一步地，三烯丙基胺、巯基乙醇、光引发剂和乙醇的用量比为0.1mol：0.3mol：0.25-0.3ml：3-4mmol：80-100ml，光引发剂优选液体光引发剂1173，三烯丙基胺和巯基乙醇加热活化，之后在光引发下点击加成，形成中心含氮的硫醚化合物。

7、步骤a2：将中间体、甲醇钠和四氢呋喃混合，升温回流1-1.3h，再加入三氯乙基磷酸酯分散液和三乙胺，控制温度为60-70℃，施加60-90rpm搅拌反应5.5-7h，反应结束旋蒸脱除低沸物，得到被附剂；

8、进一步地，中间体、三氯乙基磷酸酯、甲醇钠、三乙胺和四氢呋喃的用量比为0.1mol：70-85mmol：25-30mmol：8-12ml：55-75ml，三氯乙基磷酸酯分散液的体积分数为30-40%，在甲醇钠和三乙胺的促进下，中间体与三氯乙基磷酸酯醚化，形成小分子量的网状化合物。

9、步骤a3：将贱金属微粉、被附剂、非离子表面活性剂和二甲基乙酰胺预混，再加入硝酸银溶液搅拌30-40min，通入氮气保护，超声振荡下缓慢加入水合肼溶液反应1.5-2h，反应结束静置沉淀，去除上清液并干燥，得到复合前驱体；

10、进一步地，贱金属微粉、硝酸银、水合肼溶液、被附剂、非离子表面活性剂和二甲基乙酰胺的用量比1g：3.8-14.2g：0.8-1.1ml：0.4-0.6g：0.25-0.3g：35-50ml，硝酸银溶液的质量分数为10%，水合肼溶液的体积分数为40%，非离子表面活性剂优选为吐温80，被附剂分子中的含氮硫醚结构形成稳定的强螯合作用，优先与贱金属微粉表面的活性位点螯合结合，使得被附剂附着在贱金属微粉表面，而被附剂分子中的磷氧结构螯合作用较弱，富集在贱金属微粉表面捕捉银离子，进而形成初始的银离子富集层，之后在水合肼还原过程中，以初始复合物为核在表面生长单质银。

11、进一步地，贱金属微粉为铜粉、镍粉和铁粉中的一种，平均粒径不高于1μm。

12、步骤a4：将复合前驱体在氮气氛围下先升温至550-620℃焙烧1.8-2.4h，再继续升温至880-920℃焙烧1-1.2h，随炉冷却至室温研磨分散，得到种子银粉，复合前驱体中的有机物被附剂热分解，在贱金属粉表面形成含有大量孔隙的银附着层。

13、优选地，玻璃粉的熔点为600-700℃，该熔点状态下，银浆易烧结细密。

14、优选地，球状银粉的平均粒径不宜超过5μm，利于提升烧结后栅极的平整性。

15、一种基于种子银粉的导电浆料的制备方法，具体方法为：将种子银粉、玻璃粉和球状银粉预混，再加入有机载体研磨制浆，得到导电浆料。

16、本发明的有益效果：

17、本发明公开一种银包覆贱金属型种子银粉的制备方法，由光引发三烯丙基胺和巯基乙醇加成反应，制成含氮的硫醚化合物，即中间体，再于甲醇钠和三乙胺促进下，将中间体与三氯乙基磷酸酯醚化反应，制成小分子量的网状化合物，即被附剂，之后在液相环境中与金属微粉复合，被附剂分子中的含氮硫醚结构形成稳定的强螯合作用，优先与贱金属微粉表面的活性位点螯合结合，使得被附剂附着在贱金属微粉表面，而被附剂分子中的磷氧结构螯合作用较弱，捕捉后加入的银离子，在贱金属微粉的表面形成初始的银离子富集层，通过水合肼还原在表面生长单质银，制成复合前驱体，最后焙烧使得复合前驱体中的有机物被附剂热分解，在贱金属粉表面形成含有大量孔隙的银附着层；该方法对贱金属的种类局限性低，可根据导电浆料的应用要求选择合适的贱金属作为核心，产品的可设计性高，可较大程度上降低导电浆料的应用成本。另外，种子银粉的引入使得导电浆料更使用于光诱导电镀技术，种子银粉表面含有大量的银孔隙，烧结后向烧结层表面均匀地引入微观孔隙，这些孔隙内部在电镀过程中形成局部高电流密度，优先沉积银而形成“银针脚”穿插在烧结层中，一方面提高烧结层与电镀层的接触面，利于降低整体的电阻率，另一方面增加烧结层与电镀层的结合强度，减缓接触界面分层导致的光电转换效率下降问题，利于提升光伏组件在服役周期内的整体效率。

1.一种基于种子银粉的导电浆料，其特征在于，由如下组分组成：种子银粉10-85wt%、玻璃粉2-5wt%和有机载体8-12wt%，余量为球状银粉；

2.根据权利要求1所述的一种基于种子银粉的导电浆料，其特征在于，三烯丙基胺、巯基乙醇、光引发剂和乙醇的用量比为0.1mol：0.3mol：0.25-0.3ml：3-4mmol：80-100ml。

3.根据权利要求2所述的一种基于种子银粉的导电浆料，其特征在于，中间体、三氯乙基磷酸酯、甲醇钠、三乙胺和四氢呋喃的用量比为0.1mol：70-85mmol：25-30mmol：8-12ml：55-75ml。

4.根据权利要求3所述的一种基于种子银粉的导电浆料，其特征在于，贱金属微粉、硝酸银、水合肼溶液、被附剂、非离子表面活性剂和二甲基乙酰胺的用量比1g：3.8-14.2g：0.8-1.1ml：0.4-0.6g：0.25-0.3g：35-50ml，水合肼溶液的体积分数为40%。

5.根据权利要求4所述的一种基于种子银粉的导电浆料，其特征在于，贱金属微粉为铜粉、镍粉和铁粉中的一种，平均粒径不高于1μm。

6.根据权利要求1所述的一种基于种子银粉的导电浆料，其特征在于，玻璃粉的熔点为600-700℃。

7.根据权利要求1所述的一种基于种子银粉的导电浆料，其特征在于，球状银粉的平均粒径不超过5μm。

8.一种根据权利要求1-7任一项所述的基于种子银粉的导电浆料的制备方法，其特征在于，具体方法为：将种子银粉、玻璃粉和球状银粉预混，再加入有机载体研磨制浆，得到导电浆料。