太陽能電池用玻璃粉化學(xué)鍍銀的研究及應(yīng)用.pdf

1、太陽能電池正面銀漿主要由導(dǎo)電相銀粉、無極粘接相玻璃粉、有機載體以及添加劑組成，在提高太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率方面起到關(guān)鍵作用。目前太陽能電池正面銀漿的主要技術(shù)以及生產(chǎn)銷售都掌握在外國公司，國內(nèi)研究起步較晚。納米銀粉顆粒度小、熔點低，在電極漿料中引入有利于形成高質(zhì)量的歐姆接觸。本課題采用一種新型的無錫無鈀活化工藝，成功地在玻璃粉表面包覆上了一層分布均勻、致密的納米銀顆粒。
　　本文研究了不同化學(xué)鍍銀法制備的銀包玻璃粉的優(yōu)缺點，優(yōu)化了銀

2、包玻璃粉的制備工藝，并用實驗所制備得到的銀包玻璃粉制備了正面銀漿及正面電極。借助環(huán)境掃描電子顯微鏡(ESEM，Quanta-200)、X射線衍射儀(XRD, D/Max2500)和原子吸收分光光度計(HG-9602)對所制備得到的銀包玻璃粉的形貌和成分，納米銀顆粒的粒徑、含量，燒結(jié)后電極的形貌進行了檢測和分析;采用太陽能電池測試系統(tǒng)和四探針測試儀測定了太陽能電池的光電性能。主要研究結(jié)果如下:
　　1、利用乙二醇作還原劑直接使Ag+

3、還原成Ag0而沉積在玻璃粉上，從而實現(xiàn)了對漿料用玻璃粉的活化，將活化后的玻璃粉分別直接加入到兩種鍍銀液中，成功實現(xiàn)了對玻璃粉的鍍銀。研究了鍍液組分及工藝條件對鍍液穩(wěn)定性的影響:隨著氨水用量的增加，銀離子的絡(luò)合程度增強，鍍液穩(wěn)定性增強，同時鍍液的pH值也升高，使鍍液穩(wěn)定性減弱，當氨水用量為100ml·L-1時，鍍液的穩(wěn)定性最好;隨著溫度的升高，鍍液自分解能力增強;超聲波對鍍銀液產(chǎn)生攪拌和高能量輸入，使鍍液反應(yīng)加快，同時也有利于粉體的分散;

4、pH值增大，將提高甲醛的還原能力，導(dǎo)致鍍液容易自分解。
　　2、探討了傳統(tǒng)化學(xué)鍍銀法（金屬離子敏化活化法）制備銀包玻璃粉的可行性，結(jié)果表明此法存在以下缺點:(1)鍍銀前需粗化處理，否則容易導(dǎo)致包覆不均勻，生成較多的游離銀單質(zhì)。然而粗化會造成一定程度的選擇性腐蝕，改變基體成分;(2)敏化時要使用大量的鹽酸及氯化鈉，由于敏化活化層為膠狀物質(zhì)，容易吸附雜質(zhì)，因此難將預(yù)處理后殘留的氯離子洗干凈。筆者通過實驗發(fā)現(xiàn)用去離子水洗滌20次后的玻璃

5、粉中仍殘留大量氯離子，而殘留的氯離子對太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率影響很大。洗滌次數(shù)過多又會造成亞錫離子的氧化，影響后續(xù)鍍銀效果;(3)活化時若使用貴金屬鈀，成本較高。(4)實驗中用到的錫離子會對人體產(chǎn)生一定程度的損害。
　　3、研究了活化溫度、pH值以及裝載量等對銀包玻璃粉表面形貌的影響:活化溫度對納米銀顆粒的密度和分布有很大的影響，當活化溫度為5℃時，玻璃粉上納米銀很少，只有斷面包覆的較為完整;當活化溫度為15℃時，玻璃粉光滑面上

6、包覆的銀顆粒的密度明顯增加;當活化溫度為25℃時，玻璃粉表面的銀單質(zhì)包覆均勻，較為完整，密度最大。pH值對納米銀顆粒的粒徑有很大的影響，隨著pH值的升高，銀單質(zhì)的粒徑隨之變大，當pH值分別為11.8、12.6和13.4，裝載量為30g·L-1，活化溫度為25℃時，由謝樂公式計算出晶粒粒徑分別約為15nm、40 nm、100 nm。此外，反應(yīng)時間、反應(yīng)物濃度、裝載量、添加方式、添加劑和有無超聲也會影響到銀包玻璃粉的形貌和銀的析出量。