[发明专利]一种银碲包覆的玻璃粉复合物及其制备方法

说明书

本发明提供了一种银碲包覆的玻璃粉复合物及其制备方法。制备方法：用高分子聚合物对玻璃粉进行改性，得到有机改性玻璃粉；将碲酸盐和碲酸中的一种或二者的混合与银盐、有机改性玻璃粉混合还原，使银和碲包覆在所述有机改性玻璃粉的表面；高分子聚合物选自聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、淀粉、明胶、阿拉伯树胶和羟基纤维素中的一种或多种混合。本发明用高分子聚合物改性代替传统的氯化锡、氯化钯活化工艺，以及乙二醇活化技术，并且在玻璃粉表面包覆银和碲两种元素，能极大提高玻璃粉的润湿性，增强正银浆料的烧结活性，降低电池的串联电阻，提高太阳能电池的光电转换效率，还能减少银用量。

技术领域

本发明涉及材料领域，尤其是涉及一种银碲包覆的玻璃粉复合物及其制备方法。

背景技术

太阳能电池的正面电极银浆由超细银粉、玻璃粉、有机载体和掺杂相组成。在正面银浆中超细银粉作为导电相决定电极栅线的导电能力，占银浆质量比的80％以上。玻璃粉作为黏接相，促进银硅欧姆接触的形成，并且赋予银电极一定的附着力和焊接性，它约占正面银浆质量比的5％。有机载体作为负载相能够调节正面银浆的流变性、印刷性能，并且可以控制电极栅线的高宽比，从而影响太阳能电池的受光面积，它占10％左右。掺杂相(氧化碲，氧化锌，氧化铜等)则起到辅助烧结和调节欧姆接触电学性能的作用，它占正面银浆质量比的0.3％～0.5％。

玻璃粉是典型的绝缘体，具有很大的电阻，它是太阳能电池串联电阻的重要来源。为了提高玻璃粉的导电和润湿性能，很多科研人员致力于玻璃粉的复合改性研究。

黄蓓等以乙二醇取代传统的活化剂—氯化锡(SnCl₂)和氯化钯(PdCl₂)，甲醛为还原剂，银氨溶液为前驱体，对铅基玻璃粉进行了表面化学镀银。结果发现，可以在玻璃粉表面沉积一层稀散分布、纳米级、球状的银颗粒涂层，纳米银涂层的形成有利于提高银浆固体颗粒的振实密度和银电极的致密度，从而降低银电极的体电阻，提高电池的光电转换效率。

杨超等以葡萄糖为还原剂，银氨溶液为银源对玻璃粉进行化学镀银，可以在玻璃粉表面得到粒径20～30nm的银纳米颗粒膜。

周健等对以上工艺进行了改进，直接用乙二醇法实现了玻璃粉一步化学镀银，由于所制的纳米银涂层的熔点比较低，有利于提高玻璃粉表面的润湿功能，增强银浆的烧结活性，从而提高太阳能电池的光电转换效率。

以上工艺存在如下问题：玻璃粉表面需要包覆较大量的银，一方面材料成本昂贵，另一方面电学性能改善程度有限，导致玻璃粉的改性性价比低。另外，由于银浆中的银粉含量(85％左右)本来就比较高而掺杂剂含量(0.3％～0.5％)极低，所以玻璃粉被纳米银包覆后，会降低掺杂剂的均匀分散程度，并且进一步弱化掺杂剂的助烧和电学性能。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种银碲包覆的玻璃粉复合物的制备方法，该制备方法用高分子聚合物改性代替传统的氯化锡、氯化钯活化工艺和乙二醇改性技术，并且在玻璃粉表面包覆银和碲两种元素，提高掺杂剂(碲)在银浆中的均匀分散程度，极大提高玻璃粉的润湿性，增强正银浆料的烧结活性，降低电池的串联电阻，提高太阳能电池的光电转换效率，还能减少银用量。

本发明的第二目的在于一种银碲包覆的玻璃粉复合物，该玻璃粉复合物相比传统改性玻璃粉具有电学性能更优异、润湿性能更高、涂层粒度更小更均匀等优势。

为了解决以上技术问题，本发明提供了以下技术方案：

一种银碲包覆的玻璃粉复合物的制备方法，包括下列步骤：

用高分子聚合物对玻璃粉进行改性，得到有机改性玻璃粉；

将碲酸盐和碲酸中的一种或二者的混合与银盐、所述有机改性玻璃粉混合，进行还原反应，使碲酸盐、碲酸和银盐转化为碲和银，并包覆在所述有机改性玻璃粉的表面；