纳米银粉的制备及在太阳能背面银浆中的应用


  纳米银粉作为金属银的一种特殊形态, 是指粒 径在20~200 nm 之间的金属银微粒组成的粉体。由于其颗粒极其微小,具有比表面积大,表面活性高、烧结温度低、导电性优异等优点[1],在物理、化 学、生物等应用领域具有显著的优势,包括表面增 强拉曼散射[2]、导电[3]、催化[4]、传感[5] 以及广谱抗菌 活性[6]等。近年来,纳米银粉在微电子材料[7]、催化 材料、低温超导材料、电子浆料[8]、光学材料、医用抗 菌等领域得到广泛应用,因此,成为新型功能材料 的研究热点。国内外关于纳米银的制备和可控性 研究已经有了大量的报道,常用的制备方法包括凝 胶溶胶法、微乳液法、电还原法、光还原法、超声还原法、化学还原法[9]以及物理蒸发等方法。化学还原法由于其操作方便、设备简单、可控性好,是目前纳米银粉的主要制备方法。然而,化学法制备纳米银粉也存在着一定的缺陷,热力学性质不稳定如比表面积大、表面能高,存在大量的表面缺陷和悬挂键,干燥时颗粒间极易发生团聚,团聚后又很难用机械的方法打开,导致分散性差,严重影响纳米银粉的物理特性和功能。因此改善纳米银粉的团聚现象、提高纳米银粉的分散度将是有效解决纳米银粉应用问题的途径。本研究以葡萄糖为还原剂,银氨配合物为前驱体,加入PVP高分子保护剂[9],在碱性环境介质下制备纳米级银粉。控制银晶体的生长,使之形成尺寸稳定的纳米微晶。

  此外,将所制备的纳米银粉应用到太阳能背面银浆中,以改善太阳能背面银浆的性能。为避免纳米银粉在干燥状态发生团聚,设计了一种纳米银粉无需真空烘干,直接以湿态方式加入到太阳能背面银浆的工艺。该项工艺创新解决了纳米银粉在实际应用的技术难题,保持了纳米银粉良好的分散性。并研究了湿态纳米银粉不同加入量对背面银浆的各项性能(浆料细度、黏度、电阻率、附着力)的影响。

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