[发明专利]太阳能电池用银粉的分级方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属粉体的分级技术领域，具体涉及一种太阳能电池用银粉的分级方法。

背景技术

银粉是电子工业中应用最为广泛和用量最大的一种贵金属粉末，是生产电子元器件产品最基本和关键的功能材料，而银粉的分级处理是实现其广泛应用的关键步骤。

目前，国内外的银粉制备方法有：热分解法、电化学法、化学还原沉积法和物理气相沉积法。

PVD（物理气相沉积）法是采用物理方法制备金属纳米粉的一种方法。纳米银粉的制备亦采用此种方法，利用真空蒸发，加热高频感应等方法实现。其原理是先将银原子汽化形成等离子体，然后骤冷，最后形成分散性好的超细粉体，使用该方法制备的金属纳米粉体纯度高、结晶度好、粒径可控。

但是，使用PVD方法生产的金属纳米银粉体粒度分布较宽（从PSD即粒度分布数据上来看，其曲线呈低缓的抛物线曲线），大颗粒比较多，而太阳能行业发展越来越精细，对粉体的要求也越来越高，要求粉体颗粒均匀，便于印刷，因此针对粉体必须进行一定的分级处理，才能达到太阳能电池的使用要求。现行业内针对亚微米级金属粉体所采用的基本都是气相或液相分级，它的工作原理是依靠锥形容器内的离心力将不同粒径大小的颗粒从旋流器的不同孔中分离出来。即分别用气体或液体作为分离介质来实现。液相分级一般单纯采用水或有机溶剂进行固液分离，在以有机溶剂做分级介质的时候，分散性可以达到电子元器件的使用要求，但是产量较低，同时有机溶剂大多属于易燃易爆产品，在正常的生产过程中容易引发危险，造成生产事故，同时生产成本较高；同时如果只使用去离子水做分级介质，分散性又达不到粉体的使用要求。

发明内容

本发明针对现有技术不足的情况下，提供一种既能保证分级效率，又能使得粉体分散性达到太阳能电池的使用要求的太阳能电池用银粉的分级方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种太阳能电池用银粉的分级方法，该方法的步骤如下：

（1）将分散剂加入到去离子水中，配制成质量分数为0.1%~2%的分散剂（分散剂的质量分数）水溶液，以平均粒径在200~1000nm的金属银粉为原料，将其加入到此溶液中，混合成固-液体系，该固-液体系的固含量控制在1%~30%；

（2）将步骤（1）的固-液体系进行机械分散处理，分散处理时间20~60min，分散处理时固-液体系温度控制在10℃~50℃，得到分散均匀的料浆；

（3）将步骤（2）分散均匀的料浆通过40~600目筛网，对通过筛网的料浆进行收集；

（4）将步骤（3）收集的料浆用增压泵输送到水力旋流器中，增压泵出口压力控制在0.2~1.6MPa，旋流器的进口流量控制在5~30m³/h，水力旋流器的溢流出口流量控制在0.3~3m³/h；

（5）将水力旋流器分级时间控制在1h~1.5h，对旋流器溢流出口料浆进行收集，得到品质较好的，分布均匀（从扫描电镜来看，粉体颗颗近似，尺寸相近）的银粉。

本发明所用的原粉金属银粉为PVD法制备的纳米银粉。

本发明步骤（1）中所述的金属银粉优选粒径范围为400~700nm的金属纳米银粉。

本发明步骤（1）中所述的分散剂为聚丙烯酸铵、十二烷基硫酸钠或甲基戊醇中的一种。

本发明步骤（1）中所述的固含量最优范围为5%~25%。

本发明步骤（2）中所述的机械分散其采用的分散装置为高速破碎机分散、超声搅拌分散、乳化机如三级管线式乳化机中的一种，均为行业常规分散设备，分散方法也为常规方法。

本发明步骤（2）中所述温度控制在35℃以下。

本发明步骤（4）所述的增压泵为卧式离心泵、立式离心泵、立式多级离心泵或螺杆泵中的一种，均为行业常规设备。

本发明步骤（5）中所述粉体收集采用离心收集，行业常规离心机即可实现。

本发明的优点和产生的效益：

1.本发明是使用加入分散剂的去离子水溶液作为分级介质，分别与没有加分散剂的去离子水、酒精做分级介质进行对比，金属纳米银粉在加入分散剂的去离子水中分散更好，通过控制固-液体系的固含量，可以使旋流器最大效率的利用，使得分级效果达到最佳；