太陽能電池漿料用片狀銀粉的制備

柴智淵 董蓓蓓

（中色（寧夏）東方集團有限公司，寧夏 石嘴山 753000）

對于片狀的銀粉來說，片狀銀粉本身表面積大，由于銀金屬的特性，決定了片狀銀粉的穩定性好，由于銀是優質的導電材料，片狀的銀粉導電性也極佳。在多種材料中，片狀銀粉的導電性能極強，自身也有很大的抗剪強度，片狀銀粉的出現，就讓球形超細銀粉從太陽能電池用漿料中退出。在制作中低溫導電漿料時，也優先開始考慮使用片狀銀粉。片狀銀粉的性能優越性一經發現，就在大量的電子元件上受到了很大的歡迎。就現在片狀銀粉的制備而言，主要的方式是化學還原法與機械球磨法?；瘜W還原法制取的片狀銀粉，雖然分布均勻，但化學還原法難度大、穩定性差，而且銀粉并不純凈，這些原因使化學還原法制作片狀銀粉并不適用。

一、實驗方法與實驗過程

（一）球形銀粉的性能

表一：球形銀粉性能表

（二）制備片狀銀粉

在制備片狀銀粉時，推薦的方法是濕磨。濕磨可以使朔性好的銀粉在溫度升高的同時不出現冷焊現象。并且濕磨可以讓銀粉可以粘在研磨器具上，讓銀粉可以得到更好的研磨，故在本次的實驗過程就采取了此種方法。本次實驗的主要器具是行星式球磨機，對于球磨漿料的濃度采取固定值。在實驗的過程中，主要改變的就是研磨時間和外部添加劑的使用，通過改變研磨時間與外部添加劑使用的量，最終進行實驗結果的分析。外部添加劑主要選取了無水乙醇、硬酯酸乙醇與丙醇三種溶液。在實驗中使用激光分析儀進行對粒度的確定，通過電子顯微儀器進行銀粉自身變化的成像，最終也要進行銀粉表比面積變化的分析。

二、實驗結果與變量變化的討論

（一）研磨時間對片狀銀粉的影響

研磨時間的長短，對于片狀銀粉最終的性能有著很大的影響。如果片狀銀粉的研磨時間過短，就會導致粉體粒徑與片狀化程度與所要求的程度不符，讓片狀銀粉無法達到使用的要求。如果將片狀銀粉進行較長時間的研磨，由于片狀銀粉已經達到了要求，而且粒徑已經達到了最小，長時間的研磨還會讓片狀銀粉聯體增加。

當研磨剛剛開始，球形銀粉處于朔性變形階段。球形銀粉會由顆粒狀變成片狀。球形銀粉的厚度也會被縮減，壓扁后直徑會得到增加。最終的結果就是片狀銀粉的強度與硬度比球形銀粉好，但是朔性不如球形銀粉，隨著研磨時間的增加，銀片就會產生斷裂。在經過三至四小時的研磨后，所研磨的銀粉，由于顆粒的冷焊作用，讓顆粒開始重疊，讓顆粒的尺寸得到了增加。四小時后，顆粒的尺寸還在變大，但是片狀銀粉的分散性變差，聯體增多，就讓片狀銀粉的性能下降。

（二）研磨時間對于銀粉形狀的變化

當外部添加劑使用硬質酸乙醇溶液時，研磨前的銀粉粉末的顆粒球形好，粒徑的分布十分均勻，但經過研磨后，由于粉末之間的互相碰撞與機器的碾壓讓粉末的形狀出現了很大的變化。經過一小時的研磨，雖然銀粉小顆粒還和初始狀況一致，但大顆粒由于更容易受到碰撞與碾壓已經變形，變形成為不規則的短柱。隨著研磨時間的增加，顆粒更會被研磨成為一種薄片。當研磨的時間增加至四小時，由于銀粉的朔性變形幾乎已經完成，隨著冷焊形成的銀粉之間互相的疊加，會讓銀粉的粒徑增大，聯體增多，并且隨著研磨時間的增加，會讓銀粉發生不規則變化，讓銀片的形狀不規則。

（三）外部添加劑對銀粉的影響

不同的外部添加劑對于研磨中銀粉的影響也是不同的，當加入的外部添加劑為單純的無水乙醇時，在研磨后會發現銀粉顆粒的粒徑較大，并且容易出現團聚的現象。銀片也比較大，但是光澤非常好。出現這種現象的原因就是無水乙醇的粘度小，讓銀粉粘在研磨器上，可以讓研磨器更好的對銀粉進行研磨。當外部添加劑為丙醇溶液時，所研磨的銀粉顆粒粒徑粗，有團聚現象，但是對于片狀銀粉有額外的好處就是容易成片。用硬酯酸乙醇溶液作為外部添加劑時，成片性能是三種添加劑中最好的，并且銀粉也還有較好的分散性，不會出現連體現象。

三、結束語

經過實驗分析，三至四小時的研磨時間會讓研磨不充分，四小時的研磨時間最佳，超過四小時后研磨會使銀粉的粒徑增加，聯體也會增加。研磨的時間對于球形銀粉形狀的改變是很大的，過長時間的研磨會導致銀粉粒徑變大，聯體增多。通過三種外部添加劑的實驗，使用硬酯酸乙醇作為外部添加劑，會得到更好的片狀銀粉。