[发明专利]一种用于制备太阳能电池背面银电极的纳米银粉的制备方法

权利要求书

1.一种用于制备太阳能电池背面银电极的纳米银粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、向AgNO₃溶液中加入碱性分散液，调节AgNO₃溶液的pH值，得到银氨溶液；

步骤二、向步骤一得到的银氨溶液中加入还原剂，搅拌反应，将AgNO₃溶液中的银离子还原为银单质，固液分离，分离出的固体为银粗粒；

步骤三、将步骤二得到的银粗粒加入醇分散溶液中，搅拌反应2~5h，得到醇分散溶液分散的银浆液，银粗粒与醇溶液的质量比为1∶105~117；向银浆液中加入分散剂，搅拌、分散反应12~20h，得到银分散浆液；

步骤四、对步骤三得到的银分散浆液进行离心抽滤、洗涤、真空干燥、球磨粉碎，球磨介质为乙二醇，随后对粉碎的银粉进行二次分散、表面处理、洗涤、干燥，得到纳米银粉；

所述步骤二中，向银氨溶液中加入还原剂后，搅拌速度为20r/min，搅拌1h后静止反应1~3h，向溶液中通入二氧化碳，二氧化碳的通入流速为22sccm，通入时间为20~30min，最后加热溶液，去除溶液中的二氧化碳和氨气；

所述步骤四中对银粉进行二次分散时使用的分散剂为明胶和改性阿拉伯胶的混合分散剂，明胶与改性阿拉伯胶的质量比为1∶2；其中改性阿拉伯胶的改性方法为：将辛烯基琥珀酸酐缓慢加入至阿拉伯胶溶液中，将阿拉伯胶溶液升温至60~65℃，辛烯基琥珀酸酐与阿拉伯胶发生酯化反应，反应时间为40~50min，反应结束后进行干燥，得到改性阿拉伯胶。

2.如权利要求1所述的用于制备太阳能电池背面银电极的纳米银粉的制备方法，其特征在于，所述步骤一中的AgNO₃溶液浓度为200~350g/L；所述碱性分散液为质量分数30％的NaOH溶液和0.92g/mL氨水混合而成，NaOH溶液和氨水的体积比为2∶1，加入碱性分散液后调节AgNO₃溶液的pH至8~13。

3.如权利要求1所述的用于制备太阳能电池背面银电极的纳米银粉的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，还原剂为葡萄糖、水合肼、抗坏血酸、甲醛、硼氢化钠中的一种；还原剂为葡萄糖时，葡萄糖与硝酸银的摩尔比大于1∶2；还原剂为水合肼时，水合肼与硝酸银的摩尔比大于1∶4，还原剂为抗坏血酸时，抗坏血酸与硝酸银的摩尔比大于1∶2；还原剂为甲醛时，甲醛与硝酸银的摩尔比大于1∶2；还原剂为硼氢化钠时，硼氢化钠与硝酸银的摩尔比大于1∶4。

4.如权利要求1所述的用于制备太阳能电池背面银电极的纳米银粉的制备方法，其特征在于，所述步骤三中使用的醇分散溶液的配置方法为：称取200g的聚乙二醇-400液体，将聚乙二醇-400液体倒入1200~1700mL甲醇中，超声分散20min，超声频率为2.5~5kHz，得到混合醇溶液A；向混合醇溶液A中加入柠檬酸和乙二醇，柠檬酸和乙二醇的体积比的用量为1∶1，乙二醇的体积为150~300mL，将柠檬酸、乙二醇与混合醇溶液A混合后，加热至70~85℃，保温23min，得到醇分散溶液；醇分散溶液与银粗粒的质量比为3~8∶1。

5.如权利要求1所述的用于制备太阳能电池背面银电极的纳米银粉的制备方法，其特征在于，所述步骤三中分散剂占银粗粒重量的0.33％，分散剂的制备方法包括以下步骤：

步骤S31、按重量份，称取30~75份聚乙烯吡咯烷酮，10~13份吐温20，3~4.5份司班60，1~7份聚乙烯醇；将吐温20、司班60溶解于200份乙酸乙酯中，得到溶液B，以溶液B为分散介质，依次将聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇加入至溶液B中进行搅拌，搅拌温度为70℃，然后进行超声分散，超声分散的频率为3kHz，分散时间为15min，得到分散浆液；

步骤S32、将步骤S31制得的分散浆液进行过滤，对过滤得到的不溶物进行真空干燥24h，干燥温度为80~110℃，得到分散剂。

6.如权利要求1所述的用于制备太阳能电池背面银电极的纳米银粉的制备方法，其特征在于，所述步骤四中，对银粉进行表面处理的试剂为表面活性剂，所述表面活性剂的组分包括十二酸、油酸、硬脂酸和辛酸，其中十二酸、油酸、硬脂酸、辛酸的质量比为1∶1∶1.3~2∶0.2。

7.如权利要求6所述的用于制备太阳能电池背面银电极的纳米银粉的制备方法，其特征在于，所述步骤四中，对粉碎的银粉进行二次分散、表面处理、洗涤、干燥的方法包括：

步骤S41、称取108g粉碎后的银粉加入至氨水中，氨水的浓度为0.92g/mL，氨水体积为2800mL，搅拌混合，得到银浆液A；将2g明胶和改性阿拉伯胶混合后倒入银浆液A中，超声分散25~70min，超声频率为4kHz，得到二次分散银浆液；

步骤S42、向二次分散银浆液中加入0.3g表面活性剂，在30~38℃下搅拌30min，搅拌转速为200r/min，对银粉颗粒进行表面活性处理，得到表面活性处理的银浆液；

步骤S43、对表面活性处理的银浆液进行蒸发浓缩，使用去离子水对蒸发浓缩的银浆液进行洗涤，固液分离，得到纳米银粉；

步骤S44、将纳米银粉在氮气和氩气的混合气体中进行干燥处理，干燥温度为50~70℃，待水分蒸发完全后，便制备得到纳米银粉。