太阳能电池浆料用片状银粉的制备

柴智渊 董蓓蓓

（中色（宁夏）东方集团有限公司，宁夏 石嘴山 753000）

对于片状的银粉来说，片状银粉本身表面积大，由于银金属的特性，决定了片状银粉的稳定性好，由于银是优质的导电材料，片状的银粉导电性也极佳。在多种材料中，片状银粉的导电性能极强，自身也有很大的抗剪强度，片状银粉的出现，就让球形超细银粉从太阳能电池用浆料中退出。在制作中低温导电浆料时，也优先开始考虑使用片状银粉。片状银粉的性能优越性一经发现，就在大量的电子元件上受到了很大的欢迎。就现在片状银粉的制备而言，主要的方式是化学还原法与机械球磨法。化学还原法制取的片状银粉，虽然分布均匀，但化学还原法难度大、稳定性差，而且银粉并不纯净，这些原因使化学还原法制作片状银粉并不适用。

一、实验方法与实验过程

（一）球形银粉的性能

表一：球形银粉性能表

（二）制备片状银粉

在制备片状银粉时，推荐的方法是湿磨。湿磨可以使朔性好的银粉在温度升高的同时不出现冷焊现象。并且湿磨可以让银粉可以粘在研磨器具上，让银粉可以得到更好的研磨，故在本次的实验过程就采取了此种方法。本次实验的主要器具是行星式球磨机，对于球磨浆料的浓度采取固定值。在实验的过程中，主要改变的就是研磨时间和外部添加剂的使用，通过改变研磨时间与外部添加剂使用的量，最终进行实验结果的分析。外部添加剂主要选取了无水乙醇、硬酯酸乙醇与丙醇三种溶液。在实验中使用激光分析仪进行对粒度的确定，通过电子显微仪器进行银粉自身变化的成像，最终也要进行银粉表比面积变化的分析。

二、实验结果与变量变化的讨论

（一）研磨时间对片状银粉的影响

研磨时间的长短，对于片状银粉最终的性能有着很大的影响。如果片状银粉的研磨时间过短，就会导致粉体粒径与片状化程度与所要求的程度不符，让片状银粉无法达到使用的要求。如果将片状银粉进行较长时间的研磨，由于片状银粉已经达到了要求，而且粒径已经达到了最小，长时间的研磨还会让片状银粉联体增加。

当研磨刚刚开始，球形银粉处于朔性变形阶段。球形银粉会由颗粒状变成片状。球形银粉的厚度也会被缩减，压扁后直径会得到增加。最终的结果就是片状银粉的强度与硬度比球形银粉好，但是朔性不如球形银粉，随着研磨时间的增加，银片就会产生断裂。在经过三至四小时的研磨后，所研磨的银粉，由于颗粒的冷焊作用，让颗粒开始重叠，让颗粒的尺寸得到了增加。四小时后，颗粒的尺寸还在变大，但是片状银粉的分散性变差，联体增多，就让片状银粉的性能下降。

（二）研磨时间对于银粉形状的变化

当外部添加剂使用硬质酸乙醇溶液时，研磨前的银粉粉末的颗粒球形好，粒径的分布十分均匀，但经过研磨后，由于粉末之间的互相碰撞与机器的碾压让粉末的形状出现了很大的变化。经过一小时的研磨，虽然银粉小颗粒还和初始状况一致，但大颗粒由于更容易受到碰撞与碾压已经变形，变形成为不规则的短柱。随着研磨时间的增加，颗粒更会被研磨成为一种薄片。当研磨的时间增加至四小时，由于银粉的朔性变形几乎已经完成，随着冷焊形成的银粉之间互相的叠加，会让银粉的粒径增大，联体增多，并且随着研磨时间的增加，会让银粉发生不规则变化，让银片的形状不规则。

（三）外部添加剂对银粉的影响

不同的外部添加剂对于研磨中银粉的影响也是不同的，当加入的外部添加剂为单纯的无水乙醇时，在研磨后会发现银粉颗粒的粒径较大，并且容易出现团聚的现象。银片也比较大，但是光泽非常好。出现这种现象的原因就是无水乙醇的粘度小，让银粉粘在研磨器上，可以让研磨器更好的对银粉进行研磨。当外部添加剂为丙醇溶液时，所研磨的银粉颗粒粒径粗，有团聚现象，但是对于片状银粉有额外的好处就是容易成片。用硬酯酸乙醇溶液作为外部添加剂时，成片性能是三种添加剂中最好的，并且银粉也还有较好的分散性，不会出现连体现象。

三、结束语

经过实验分析，三至四小时的研磨时间会让研磨不充分，四小时的研磨时间最佳，超过四小时后研磨会使银粉的粒径增加，联体也会增加。研磨的时间对于球形银粉形状的改变是很大的，过长时间的研磨会导致银粉粒径变大，联体增多。通过三种外部添加剂的实验，使用硬酯酸乙醇作为外部添加剂，会得到更好的片状银粉。