球形银粉、有机载体和正银浆料制备及性能研究

发布时间：2017-09-02 22:19

  本文关键词：球形银粉、有机载体和正银浆料制备及性能研究

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【摘要】：正银浆料在太阳能电池制备中应用广泛。本文研究了太阳能电池正面银导电浆料组成原料的制备,深入探究了微米级球形银粉的制备,具有层次挥发性的有机载体的制备,并研究了银浆的成分配比及烧结工艺对其性能的影响。实验采用乳液分散机理来制备球形银粉,以Span85和Tuwen80两种非离子型表面活性剂为复合乳化剂,通过调节体系的HLB值以及乳化速度等参数制备W/O型乳液,然后利用化学还原法制备出单分散、粒径分布均匀的微米级球形银粉。实验发现球形银粉的最佳制备条件为：反应温度为35℃、乳化时间为10min、乳化转速为14000r/min、反应液浓度为0.5mol/L、乳化剂含量9%、HLB值为3.5。实验制备具有层次挥发性和良好的触变性的有机载体。实验在松油醇-丁基卡必醇-乙基纤维素体系中添加松节油、1,4-丁内酯、甘油、邻苯二甲酸二丁酯四种有机物调节有机载体的挥发性。当ω(松节油)=10%,ω(1,4-丁内酯)=15%,ω(松油醇)=35%,ω(丁基卡必醇)=10%,ω(丙三醇)=10%,ω(邻苯二甲酸二丁酯)=10%时溶剂具有良好的挥发性,挥发均匀,避免了集中挥发造成银膜气孔的产生。另外,实验在有机载体中添加氢化蓖麻油、聚酰胺蜡改变有机载体的触变性,当聚酰胺蜡质量分数为0.4%时,触变指数为1.9,有机载体具有较好的触变性。实验利用银粉等制备正面银导电浆料,银浆各组分含量如下：玻璃粉含量4.5%,银粉含量84%,有机载体含量9.6%,松节油含量1.9wt%。实验结果表明,利用平均粒径为0.91μm的球形银粉导电性能最高；另外,综合考虑银膜的电阻率和附着力,烧结温度850℃保温40s的条件下,所得银浆性能较优,此时,银膜电阻率为33.3μΩ.cm,银膜附着力为3.193 N；另外,在球形银粉中添加纳米级球形银粉或片状银粉有助于改善浆料的导电性,当添加纳米级球形银粉时,合适的添加比例为银粉总量的4%,其电阻率降为30.9μΩ.cm,附着力为3.253N;当添加片状银粉时,合适的添加比例为银粉总量的8wt%,其电阻率为27.7μΩ.cm,附着力3.478N。
【关键词】：电阻率 乳液法 球形银粉 有机载体 无铅导电银浆
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O614.122;TB383.3
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-21
• 1.1 引言11
• 1.2 太阳能电池简介11-12
• 1.3 电子浆料的发展现状12-13
• 1.4 太阳能电池银浆组成材料对电性能影响研究进展13-18
• 1.4.1 正面银浆用银粉的研究进展13-15
• 1.4.2 正面银浆用玻璃粉的研究进展15-17
• 1.4.3 面银浆用有机载体的研究进展17-18
• 1.5 银膜的导电机理18-19
• 1.6 本文的研究意义和研究内容19-21
• 第二章 实验部分21-30
• 2.1 实验原料及设备21-22
• 2.2 实验22-27
• 2.2.1 微米级银粉的制备22-24
• 2.2.2 无铅玻璃粉的制备方法24-25
• 2.2.3 有机载体的制备方法25-26
• 2.2.4 面银浆及导电银膜的制备方法26-27
• 2.3 检测方法27-30
• 2.3.1 银粉的粒度测试27
• 2.3.2 银粉的微观形貌观察27
• 2.3.3 银粉的XRD分析27
• 2.3.4 有机载体的挥发性测试27-28
• 2.3.5 有机载体的流变性测试28
• 2.3.6 有机载体的粘度及触变性测试28
• 2.3.7 有机载体的流延性测试28
• 2.3.8 银膜表面电阻率的测试28-29
• 2.3.9 银膜附着力的测试29
• 2.3.10 银膜表面形貌和断面形貌的观察29-30
• 第三章 太阳能电池正面银浆用组分的制备研究30-62
• 3.1 聚乙二醇分散制备微米级银粉及其性能研究30-37
• 3.1.1 AgNO_3溶液滴加速度对银粉性能的影响31-32
• 3.1.2 分散剂PEG-6000用量对银粉颗粒分散性的影响32
• 3.1.3 反应温度对银粉性能的影响32-35
• 3.1.4 PH对银粉粒径大小及形貌的影响35-37
• 3.2 乳液制备微米级银粉影响因素研究37-51
• 3.2.1 反应温度对银粉平均粒径的影响39-41
• 3.2.2 乳化时间对银粉平均粒径的影响41-43
• 3.2.3 乳化转速对银粉平均粒径的影响43-45
• 3.2.4 反应液浓度对银粉平均粒径的影响45-46
• 3.2.5 乳化剂含量对银粉平均粒径的影响46-49
• 3.2.6 乳液HLB值对银粉平均粒径的影响49-51
• 3.2.7 银粉的XRD分析51
• 3.3 有机载体的制备及其性能研究51-60
• 3.3.1 不同成分有机溶剂对载体挥发性的影响51-54
• 3.3.2 不同触变剂对载体触变性的影响研究54-56
• 3.3.3 添加流变剂对载体流变性的影响56-58
• 3.3.4 不同流延控制剂对载体流延性的影响58-59
• 3.3.5 增稠剂对载体粘度的影响59-60
• 3.4 本章小结60-62
• 第四章 银膜的烧结工艺制定及性能研究62-71
• 4.1 烧结温度对银浆性能的影响62-67
• 4.1.1 烧结温度对银浆膜层电阻率的影响62-65
• 4.1.2 烧结温度对银膜附着力的影响65-67
• 4.2 保温时间对银膜性能的影响67-69
• 4.2.1 保温时间对银膜电阻率的影响67-68
• 4.2.2 保温时间对银膜附着力的影响68-69
• 4.3 本章小结69-71
• 第五章 太阳能电池正面无铅导电银浆的制备与研究71-80
• 5.1 不同粒径及形貌的银粉制备银浆电性能对比71-73
• 5.1.1 不同粒径及形貌的银粉对银膜电阻率的影响71-72
• 5.1.2 不同粒径及形貌的银粉对银膜附着力的影响72-73
• 5.2 混合银粉银浆膜层电性能对比73-76
• 5.2.1 混合银粉对银浆膜层电阻率的影响73-75
• 5.2.2 混合银粉对银浆膜层附着力的影响75-76
• 5.3 银粉中片银的含量对银浆膜层性能的影响76-79
• 5.3.1 片银含量对银浆膜层电阻率的影响76-77
• 5.3.2 片状银粉含量对银膜附着力的影响77-79
• 5.4 本章小结79-80
• 第六章 结论80-81
• 致谢81-82
• 参考文献82-87
• 附录：攻读学位期间发表的论文目录87-88
• 附录：攻读学位期间参与的科研项目及获得奖励88

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本文编号：781206