太陽能電池漿料用片狀銀粉的制備

柴智淵 董蓓蓓

（中色（寧夏）東方集團(tuán)有限公司，寧夏 石嘴山 753000）

對于片狀的銀粉來說，片狀銀粉本身表面積大，由于銀金屬的特性，決定了片狀銀粉的穩(wěn)定性好，由于銀是優(yōu)質(zhì)的導(dǎo)電材料，片狀的銀粉導(dǎo)電性也極佳。在多種材料中，片狀銀粉的導(dǎo)電性能極強(qiáng)，自身也有很大的抗剪強(qiáng)度，片狀銀粉的出現(xiàn)，就讓球形超細(xì)銀粉從太陽能電池用漿料中退出。在制作中低溫導(dǎo)電漿料時，也優(yōu)先開始考慮使用片狀銀粉。片狀銀粉的性能優(yōu)越性一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，就在大量的電子元件上受到了很大的歡迎。就現(xiàn)在片狀銀粉的制備而言，主要的方式是化學(xué)還原法與機(jī)械球磨法。化學(xué)還原法制取的片狀銀粉，雖然分布均勻，但化學(xué)還原法難度大、穩(wěn)定性差，而且銀粉并不純凈，這些原因使化學(xué)還原法制作片狀銀粉并不適用。

一、實(shí)驗(yàn)方法與實(shí)驗(yàn)過程

（一）球形銀粉的性能

表一：球形銀粉性能表

（二）制備片狀銀粉

在制備片狀銀粉時，推薦的方法是濕磨。濕磨可以使朔性好的銀粉在溫度升高的同時不出現(xiàn)冷焊現(xiàn)象。并且濕磨可以讓銀粉可以粘在研磨器具上，讓銀粉可以得到更好的研磨，故在本次的實(shí)驗(yàn)過程就采取了此種方法。本次實(shí)驗(yàn)的主要器具是行星式球磨機(jī)，對于球磨漿料的濃度采取固定值。在實(shí)驗(yàn)的過程中，主要改變的就是研磨時間和外部添加劑的使用，通過改變研磨時間與外部添加劑使用的量，最終進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析。外部添加劑主要選取了無水乙醇、硬酯酸乙醇與丙醇三種溶液。在實(shí)驗(yàn)中使用激光分析儀進(jìn)行對粒度的確定，通過電子顯微儀器進(jìn)行銀粉自身變化的成像，最終也要進(jìn)行銀粉表比面積變化的分析。

二、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與變量變化的討論

（一）研磨時間對片狀銀粉的影響

研磨時間的長短，對于片狀銀粉最終的性能有著很大的影響。如果片狀銀粉的研磨時間過短，就會導(dǎo)致粉體粒徑與片狀化程度與所要求的程度不符，讓片狀銀粉無法達(dá)到使用的要求。如果將片狀銀粉進(jìn)行較長時間的研磨，由于片狀銀粉已經(jīng)達(dá)到了要求，而且粒徑已經(jīng)達(dá)到了最小，長時間的研磨還會讓片狀銀粉聯(lián)體增加。

當(dāng)研磨剛剛開始，球形銀粉處于朔性變形階段。球形銀粉會由顆粒狀變成片狀。球形銀粉的厚度也會被縮減，壓扁后直徑會得到增加。最終的結(jié)果就是片狀銀粉的強(qiáng)度與硬度比球形銀粉好，但是朔性不如球形銀粉，隨著研磨時間的增加，銀片就會產(chǎn)生斷裂。在經(jīng)過三至四小時的研磨后，所研磨的銀粉，由于顆粒的冷焊作用，讓顆粒開始重疊，讓顆粒的尺寸得到了增加。四小時后，顆粒的尺寸還在變大，但是片狀銀粉的分散性變差，聯(lián)體增多，就讓片狀銀粉的性能下降。

（二）研磨時間對于銀粉形狀的變化

當(dāng)外部添加劑使用硬質(zhì)酸乙醇溶液時，研磨前的銀粉粉末的顆粒球形好，粒徑的分布十分均勻，但經(jīng)過研磨后，由于粉末之間的互相碰撞與機(jī)器的碾壓讓粉末的形狀出現(xiàn)了很大的變化。經(jīng)過一小時的研磨，雖然銀粉小顆粒還和初始狀況一致，但大顆粒由于更容易受到碰撞與碾壓已經(jīng)變形，變形成為不規(guī)則的短柱。隨著研磨時間的增加，顆粒更會被研磨成為一種薄片。當(dāng)研磨的時間增加至四小時，由于銀粉的朔性變形幾乎已經(jīng)完成，隨著冷焊形成的銀粉之間互相的疊加，會讓銀粉的粒徑增大，聯(lián)體增多，并且隨著研磨時間的增加，會讓銀粉發(fā)生不規(guī)則變化，讓銀片的形狀不規(guī)則。

（三）外部添加劑對銀粉的影響

不同的外部添加劑對于研磨中銀粉的影響也是不同的，當(dāng)加入的外部添加劑為單純的無水乙醇時，在研磨后會發(fā)現(xiàn)銀粉顆粒的粒徑較大，并且容易出現(xiàn)團(tuán)聚的現(xiàn)象。銀片也比較大，但是光澤非常好。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因就是無水乙醇的粘度小，讓銀粉粘在研磨器上，可以讓研磨器更好的對銀粉進(jìn)行研磨。當(dāng)外部添加劑為丙醇溶液時，所研磨的銀粉顆粒粒徑粗，有團(tuán)聚現(xiàn)象，但是對于片狀銀粉有額外的好處就是容易成片。用硬酯酸乙醇溶液作為外部添加劑時，成片性能是三種添加劑中最好的，并且銀粉也還有較好的分散性，不會出現(xiàn)連體現(xiàn)象。

三、結(jié)束語

經(jīng)過實(shí)驗(yàn)分析，三至四小時的研磨時間會讓研磨不充分，四小時的研磨時間最佳，超過四小時后研磨會使銀粉的粒徑增加，聯(lián)體也會增加。研磨的時間對于球形銀粉形狀的改變是很大的，過長時間的研磨會導(dǎo)致銀粉粒徑變大，聯(lián)體增多。通過三種外部添加劑的實(shí)驗(yàn)，使用硬酯酸乙醇作為外部添加劑，會得到更好的片狀銀粉。