[发明专利]一种银颗粒及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种银颗粒及其制备方法与应用，所述银颗粒粒径dsubgt;50/subgt;在0.5μm‑2.5μm之间、松装密度在3.0g/cmsupgt;3/supgt;以上、振实密度在5.0g/cmsupgt;3/supgt;以上；所述银颗粒热收缩起始温度不超过250℃，热收缩终止温度不高于700℃，热收缩率在12%以上。本发明方案的银颗粒粒径在亚微米至微米级，不易团聚，振实密度大、松装密度高、分散性好，烧结温度低，低温活性高。相同配比下本发明方案的银颗粒制得的银浆中固含量更高，印刷烧结后形成的导电膜致密均匀，孔隙率低，导电性能优良，采用本发明方案银粉制得的导电银浆具有良好的印刷性能，在太阳能电池及电子元器件中具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及半导体相关技术领域，尤其是涉及一种银颗粒及其制备方法与应用。

背景技术

随着光伏产业和新兴电子产业的发展，电子导电浆料有着越来越广泛的应用。作为最主要导电组分的金属粉体，其性能对导电浆料的品质有着至关重要的影响。由于导电性能好且价格相对低廉，银成为了制备浆料用粉末的主要原料。因此，银粉的性质是直接影响导电浆料性的关键因素。

理论上，纳米银颗粒具有较大的表面能，单位比表面能增加，烧结驱动力也相应增加，烧结温度降低。然而纳米级纯银颗粒在热力学上通常处于不稳定状态，受范德华力、静电力或者晶粒间化学键的影响，易引发粒子间的自发吸引，导致严重的团聚，进而导致烧结温度较高同时还会对后续银浆印刷性能产生极为不利的影响。因此，近年来，亚微米银颗粒及微米银颗粒成为了银粉制备领域的重要研发方向。

目前，银粉的制备方法包括物理方法和化学方法，其中，物理方法制备工艺复杂且制备的银粉性能差，因此，主要采用化学方法制备。传统化学方法制备银粉一般由银盐溶液和还原剂溶液经氧化还原反应合成的，还原剂主要为抗坏血酸溶液或者采用甲醛溶液并加入硝酸降低pH为获得较低还原电位，增强还原强度。在酸性条件，银粉颗粒能迅速发生还原反应，但是在酸性条件下发生还原反应生成银粉的同时，也发生着腐蚀反应。腐蚀反应主要由于大量的氢离子受还原反应产生的，因此，传统化学方法制备的银粉通常晶粒较大、表面刻蚀严重导致低温活性差。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种银颗粒，该银颗粒粒径较小、烧结温度低且低温活性好。

根据本发明的一个方面，提出了一种银颗粒，所述银颗粒粒径d₅₀在0.5μm-2.5μm之间、松装密度在3.0g/cm³以上、振实密度在5.0g/cm³以上；

所述银颗粒热收缩起始温度不超过250℃，热收缩终止温度不高于700℃，热收缩率在12%以上。

根据本发明的一种优选的实施方式，至少具有以下有益效果：本发明方案的银颗粒粒径在亚微米至微米级，不易团聚，振实密度大、松装密度高、分散性好，烧结温度低，低温活性高。本发明方案的银颗粒烧结活性高，在热收缩起始温度不超过250摄氏度，热收缩终止温度不高于700摄氏度时，热收缩率即可达12%以上，而块银的熔点高达961.93℃，本发明方案的银颗粒表面活性显著提高。松装密度高，颗粒表面粗糙度低；振实密度高，相同配比下制得的银浆中固含量更高，印刷烧结后形成的导电膜致密均匀，孔隙率低，导电性能优良，采用本发明方案银颗粒制得的导电银浆具有良好的印刷性能，在导电银浆、光伏电池、电子元器件等领域具有良好的应用前景。

在本发明的一些实施方式中，所述银颗粒的粒径d₅₀为0.72μm、1.25μm或0.51μm。

在本发明的一些实施方式中，所述银颗粒的松装密度为3g/cm³-5g/cm³。

在本发明的一些实施方式中，所述银颗粒的松装密度为4.16g/cm³、4.57g/cm³或4.67g/cm³，