[发明专利]用于硅太阳能电池的多元素金属粉末

权利要求书

1.一种制备多元素的、细分的、球形金属粉末的方法，所述金属粉末包含一种或多种选自下列物质的活性金属粉末：钛(Ti)、锆(Zr)、铪(Hf)、钽(Ta)、铌(Nb)、钒(V)、镍(Ni)、钴(Co)、钼(Mo)、锰(Mn)、铁(Fe)；以及一种或多种选自下列物质的非活性金属：银(Ag)、锡(Sn)、铋(Bi)、铅(Pb)、锑(Sb)、锌(Zn)、锗(Ge)、磷(P)、金(Au)、镉(Cd)、铍(Be)、碲(Te)；所述方法包括以下连续步骤：

a.在受热可挥发溶剂中形成包含活性金属的可热解化合物与包含非活性金属的化合物的混合物的溶液；

b.形成气溶胶，所述气溶胶基本上由步骤a所得的溶液分散于载气中形成的细分液滴组成，所述液滴浓度低于在所述液滴的碰撞以及随后的合并导致液滴浓度降低10％时的浓度；

c.将所述气溶胶加热到操作温度，所述操作温度高于所述包含活性金属的化合物和所述包含非活性金属的化合物的分解温度，但低于所得的多金属合金的熔点，由此(1)所述溶剂挥发，(2)所述包含活性金属的化合物和所述包含非活性金属的化合物分解以形成细分的颗粒，(3)所述颗粒形成合金并致密化；以及

d.使所述包含至少一种活性金属粉末和一种非活性金属粉末的多元素的、细分的、球形金属粉末与所述载气、反应副产物和溶剂挥发产物分离。

2.如权利要求1的方法，其中，所述温度介于300℃和1600℃之间。

3.如权利要求1的方法，其中，所述载气为不与包含在所述多金属颗粒中的金属发生反应的惰性气体。

4.如权利要求3的方法，其中，所述载气为氮气。

5.如权利要求3的方法，其中，所述载气为还原性气体。

6.如权利要求3的方法，其中，所述载气为含有4％氢气的氮气。

7.如权利要求1的方法，其中，在步骤a中加入共溶剂以充当还原剂。

8.如权利要求7的方法，其中，所述共溶剂还原剂为具有1至5个碳的有机化合物。

9.如权利要求8的方法，其中，所述共溶剂还原剂为醇。

10.如权利要求7的方法，其中，所述共溶剂以按所述溶液的体积计约1％至约50％的量存在。

11.一种多元素的、细分的、球形金属粉末组合物，所述组合物包含一种或多种活性金属和一种或多种非活性金属，其中，所述活性金属由选自下列的金属或它们的混合物构成：钛(Ti)、锆(Zr)、铪(Hf)、钽(Ta)、铌(Nb)、钒(V)、镍(Ni)、钴(Co)、钼(Mo)、锰(Mn)、铁(Fe)，并且所述非活性金属由选自下列的金属或混合物构成：银(Ag)、锡(Sn)、铋(Bi)、铅(Pb)、锑(Sb)、锌(Zn)、锗(Ge)、磷(P)、金(Au)、镉(Cd)、铍(Be)、碲(Te)，其中，所述粉末的粒度在直径为500纳米至5微米的范围内。

12.如权利要求11的多元素金属粉末，其中，所述活性金属的含量介于1和25重量％之间。

13.一种包含有机介质和多元素的、细分的、球形金属粉末或多元素的、细分的、球形金属粉末的混合物的厚膜组合物，所述厚膜组合物包含金属粉末组合物，所述金属粉末组合物包含：(a)一种或多种活性金属，其中所述活性金属选自钛(Ti)、锆(Zr)、铪(Hf)、钽(Ta)、铌(Nb)、钒(V)、镍(Ni)、钴(Co)、钼(Mo)、锰(Mn)和铁(Fe)，以及(b)一种或多种非活性金属，其中所述非活性金属由选自下列的金属或混合物构成：银(Ag)、锡(Sn)、铋(Bi)、铅(Pb)、锑(Sb)、锌(Zn)、锗(Ge)、磷(P)、金(Au)、镉(Cd)、铍(Be)、碲(Te)，并且所述金属合金粉末由权利要求1的方法制备。

14.一种由权利要求11的多元素的、细分的活性金属合金粉末在硅太阳能电池上形成的电极，其中，所述多元素的、细分的活性金属合金粉末已沉积到硅太阳能电池的氮化硅表面上并且经过烧制以将所述氮化硅转化成活性金属氮化物和硅化物。