太阳能电池正极浆料用超细Cu／Ag核壳金属粉制备-论文.pdf

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1、第43卷第2期稀有金属材料与工程VoI．43，No．22014正2月RAREMETALMATERIALSANDENG1NEER1NGFebruary2014太阳能电池正极浆料用超细Cu／Ag核壳金属粉制备黄惠，周继禹2，付仁春，郭忠诚(1．昆明理工大学，云南昆明650093)(2．第七零五研究所昆明分部，云南昆明650118)摘要：反应体系中引入强还原剂抗坏血酸，通过反应条件抑制置换反应，使EDTA银络合溶液优先发生液相还原反应，制备了Cu／Ag核壳金属粉。采用XRD、SEM、EDS、TGA和激光粒度仪等分析手段对所得核壳金属粉

2、的晶相组成、形貌、粒度分布及含量进行分析。结果表明：抗坏血酸还原法经过一次包覆后，在纳米级Cu粉的表面得到包覆完整的Ag层。本工艺得到Cu／30％Ag(质量分数)核壳粉末具有良好的抗氧化性和热稳定性。并将所得Cu／30％Ag核壳金属粉调制成太阳能电池用浆料，通过丝网印刷在硅片上并烧结，用四探针测试仪测得烧结膜的方阻为l2．35mQ／口，可满足太阳能电池的电性能要求。关键词：银包铜粉；抗坏血酸；太阳能电池；液相还原；抗氧化性中图法分类号：TG146．1l文献标识码：A文章编号：超细铜粉由其小尺寸效应、界面和表面效应决定是在铜表面却

3、无法得到包覆完整的Ag层，大量的结其在光、热、声、磁、力学等方面的特性，这些特性果显示Ag以点缀状包覆在cu粉的表面I9]。化学镀使得超细铜粉具有传统材料无可比拟的优势和极大的法就是银镜反应，也叫葡萄糖浴法，用此方法可以得潜在应用价值。1995年IBM的C．KHu等人‘1J指出超到完整均匀的Ag层，且Ag层的厚度可以控制，制细铜粉由于其低电阻可被用于电子连接后，其性质引备工艺也相对简单，但是Ag层的致密性不好，其中起电子界广泛关注。存在着大量的孔隙[l。赵少凡等[¨1采用还原法，将酸而Cu粉价格较低，仅为Ag的1／20左右，其洗

4、后的铜粉置入还原剂溶液中，再缓慢添加主盐溶液导电性优良(p：1．7x10Q·cm)，被广泛应用于导电涂制备银包铜粉。赵科雄等_l]采用置换与化学沉积复合料、电极材料、催化剂等领域[。超细铜粉由于其表法，先通过置换法在铜粉表面分布一层点缀状银颗粒面处于高活性，微米级铜粉常温下极易氧化，其应用作为活性点，将粉置入还原剂溶液中，再向还原剂溶受到很大限制，如何解决超细铜粉抗氧化性，是超细液先快速后缓慢添加主盐溶液进行镀银，然后对制得铜粉应用的关键所在【3，4]。为了克服铜粉现有的一些缺的粉体重复葡萄浴2次，制备的银包铜粉具有良好的点，许

5、多研究者采用包覆技术，在超细铜粉表面包覆抗氧化性。徐锐[13]用液相还原法，经过敏化、活化后一层银原子，形成核壳型Cu／Ag双金属粉，从而提高置入还原剂溶液，再缓慢滴加主盐溶液进行镀银，然铜粉的抗氧化性和导电性，同时降低成本【5’6】。后进行3次包覆得到包覆完全的银包铜粉。但这些工银是所有金属中导电性能最好的，其室温(20℃)艺步骤较复杂，工业生产过程中工艺参数难控制，且电阻率为p=1．59x10Q·cm，Ag还具有较好的抗氧化成本也比较高。性和稳定性等特点。但是，其价格昂贵，资源短缺，本研究采用液相还原法，该法在反应体系中引入

6、只能用于特殊的场合，不能大规模的应用【1。目前制还原剂抗坏血酸，通过EDTA与A络合反应后形成备Cu／Ag金属粉末比较常用的化学法有两种：一种络合离子并控制反应条件使优先发生还原反应，抑制是直接镀银法，另一种是化学镀法。直接镀银法是直置换反应，解决了上述置换反应的不足，该体系易于接用铜粉做还原剂去置换银氨配位离子得到银颗粒，得到包覆结构完整，又不消耗铜粉。并将银粉调制成使之沉积在铜粉表面。此工艺虽然简单，成本低，但太阳能电池正极浆料用浆料，制备适合于太阳能电池收稿日期：2013．01—15基金项目：国家自然科学基金(509740

7、65，51004057)；云南省自然科学基金(2011FZ031)；昆明理工大学分析测试基金(2010198)作者简介：黄惠，女，1978年生，博士，副教授，昆明理工大学冶金与能源工程学院，云南昆明650093，电话：0871—83l1828，E．mailhuihuanghan@163．corn期黄惠等：太阳能电池正极浆料用超细Cu／Ag核壳金属粉制备·491·正极浆料用性能优良的银包铜粉，这样既降低了太阳过烘干烧结后，用上海华岩仪器设备有限公司的能电池浆料的成本，同时也避免了银迁移现象发生。SZ1934B数字式四探针测试仪测试

8、烧结膜的方阻；用上海测微光电技术有限公司LWD300LCS数码倒置金1实验相显微镜观察烧结膜微观表面形貌。主要化学试剂：硝酸银(AgNO)、聚乙二醇40002结果与讨论(PEG．4000)、乙二胺四乙酸(EDTA)、抗坏血酸(C6H806)、酒石酸钠、无水乙醇、