一种太阳能电池板银粉的制备方法技术领域
本发明涉及太阳能电池板技术领域，具体涉及一种太阳能电池板银粉的制备方
法。
背景技术
太阳能电池正面银浆是制备太阳能电池正面电极的核心原材料。正面电极起着汇
集电流，导出电流的重要作用。正面电极的宽高比、致密性、附着力等性能都对太阳能电池
的电池效率和寿命有着重要的影响。太阳能电池正面银浆包含超细银粉、玻璃粉、有机溶
剂。其中，银粉占太阳能电池正面银浆固含量的90%左右，其品质直接影响着电池的效率。太
阳能电池正面银浆需要粒径分布在0.5μm~2μm之间，粒度分布均匀、高分散、高振实密度（>
5g/cm3）的类球形银粉，以利于形成低电阻、精确致密的导电线主路。
目前产业化制备超细银粉的方法以液相化学还原法为主。国内制备超细银粉的传
统工艺是以反应釜为反应容器，采用机械搅拌的方式，通过在银盐溶液中投入还原剂溶液
实现银颗粒的沉淀。这种方法从原材料投入到终止，始终有银粒子产生，成核与晶核生长同
时进行，无法实现对银粉关键参数的控制，导致生产的银粉粒径分布宽，结晶性差，形貌多
样，振实密度低，难以满足太阳能电池正面银浆的技术需求。
公开号为CN103624267A的中国发明专利于2014年3月12日公开了一种连续法制备
银粉的方法，其将硝酸银、pH调节剂、络合剂、分散剂溶解于去离子水，配制成银离子浓度为
0.3-3mol/L的溶液；将还原剂、pH调节剂溶于去离子水配制还原剂溶液，通过调节银离子溶
液与还原剂溶液反应时的温度、pH值、流量与注入夹角来控制银粉的粒径，从而得到性能稳
定、分散性高、粒径分布均匀的银粉。
但该发明存在一个缺陷，即该方法生产银粉时银粉的成核过程与生长过程在同时
进行，成核过程与生长过程会相互干扰影响银粉的质量，导致银粉粒径分布宽、形貌不规
则,振实密度低；同时由于硝酸银的还原过程较快，当产量较大时，银离子溶液与还原液的
混合不够均匀，大量的银离子溶液和还原剂溶液未经反应便被当做废液排出，反应效果不
理想，提高了企业的环保压力和生产成本压力。
发明内容
针对现有技术中存在的银粉粒径分布宽、形貌不规则以及反应效果差等缺陷，本
发明公开了一种太阳能电池板银粉的制备方法，采用本发明生产的太阳能电池板银浆银粉
具有粒度分布均匀、形貌规则、结晶性强、分散性好、振实密度高等优点。同时能够有效提高
反应液的利用率，降低企业的环保排放压力里和生产成本压力，具有良好的经济效益。
本发明通过以下技术方案实现上述目的：
一种太阳能电池板银粉的制备方法，其特征在于：所述银粉制备方法将银晶种成核过
程和银晶种生长过程相互分离；所述银晶种成核过程，将还原剂溶液与银胶体和分散剂的
混合溶液通过碰撞的方式相互混合反应生成含有银晶种的纳米银颗粒溶液；所述银晶种生
长过程中，同时等量的向纳米银颗粒溶液中加入还原剂溶液与银盐和分散剂的混合溶液，
反应生成银粉溶液；所述银粉溶液经表面活性剂进行表面改性处理后再经干燥得到银粉。
所述银胶体和分散剂的混合溶液与还原剂溶液通过蠕动泵泵送到混合反应器中
混合，其传输流量为0.01-100 L/min；所述银胶体和分散剂的混合溶液与还原剂溶液的撞
击夹角为120°-180°。
所述银盐和分散剂的混合溶液与还原剂溶液通过蠕动泵泵送进搅拌反应釜中与
纳米银颗粒溶液混合，其传输流量为0.01-20 L/min。
所述银胶体溶液采用氯化银或银氨络合物配制，所述银盐溶液采用氯化银、硝酸
银或碳酸银中的一种配制，其银离子浓度均为0.1-3mol/L；所述银胶体和分散剂的混合溶
液与银盐和分散剂的混合溶液的pH值均为1-11。
所述分散剂为聚乙烯醇、聚乙烯基吡络烷酮、阿拉伯树胶、甲基纤维素或明胶；分
散剂与相应银盐的质量比为0.001-0.5。
所述还原剂包含D-抗坏血酸、L-抗坏血酸中的至少一种，其摩尔量是银盐混合溶
液中银离子摩尔量的0.5-2倍。
所述表面活性剂为聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基磺酸钠、明胶、聚乙烯醇、
阿拉伯树胶、甲基纤维素中的一种或者多种任意比的混合物，用量为银盐溶液中银盐质量
的0.001-0.5倍。
所述搅拌反应釜上设置有搅拌桨和超声波发生装置。
所述银盐和分散剂的混合溶液与还原剂溶液结束添加后，银粉溶液继续搅拌30-
50min，搅拌结束后进行20min-48h的陈化反应。
所述陈化反应在反应温度为30℃-80℃的超声波环境中进行。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明先将银胶体和分散剂的混合溶液与还原剂溶液反应生成纳米银颗粒溶液，再
将银盐和分散剂的混合溶液与还原剂溶液加入纳米银颗粒溶液中，使银晶核的成核过程和
生长过程分离，银晶种成核过程中生成的银晶种粒径可控性强，银晶种在生长过程中将使
新生银原子直接吸附于晶种表面，直接参与晶种生长，从而避免其重复生成银晶种，既提高
了银原子的利用率，又能避免大量银晶种相互结合生成银粉，有利于控制银粉的粒径和形
貌；本发明的银胶体和分散剂的混合溶液与还原剂溶液通过液液碰撞的方式混合，其混合
更加均匀，增大了银胶体分散剂混合溶液与还原剂溶液的接触面积，银胶体和分散剂的混
合溶液与还原剂溶液的反应的速度得到加快且能够生成更多的银晶种，提高了原料的利用
率，降低了企业的环保排放压力和生产成本。
2、本发明采用表面活性剂对银粉溶液进行改性处理后再送入干燥机中进行干燥
处理，其能够提高银粉的分散性，从而避免银粉粒子的聚集，有利于提高银粉粒径的均匀
度。
3、本发明中蠕动泵分别以0.01-100 L/min和0.01-20 L/min的流量输送相关反应
液，通过对反应液流量的控制既可以精确控制的反应速度，又能根据实际反应情况灵活调
节各种反应液的比例，进而实现对最终成品中银粉粒径的有效控制，提高产品的质量。
4、本发明的银晶种生长过程中通过搅拌桨的搅拌作用使反应液混合更加均匀，提
高反应的速率和原料利用率；同时通过超声波装置对银晶种生长过程进行控制，能够有效
抑制银晶种的团聚，既能控制银粉粒子大小和形貌，又能提高银粉的产量。
5、本发明在结束搅拌后还要进行20min-48h的陈化反应，能够使溶液中的小粒径
银粒子再次溶解，重新结晶，提高银粉表面的结晶性和光滑度，进而提高银粉的振实密度。
6、本发明的陈化反应在温度为30℃-80℃的超声波环境中进行，保证小粒径的银
离子能够充分溶解，同时通过在超声波环境中进行反应，避免大粒径的银粉产生，提高银粉
的振实密度。
附图说明
图1为本发明的反应系统示意图；
附图标记：1、银胶体配液罐，2、银盐配液罐，3、还原剂1号罐，4、还原剂2号罐，5、蠕动
泵，6、混合反应器，7、搅拌反应釜，8、沉淀釜，9、离心机，10、干燥机。
具体实施方式
下面将通过具体实施例对本发明作进一步说明：
实施例1
本实施了作为本发明的基本实施例，其公开了一种太阳能电池板银粉的制备方法，包
括银晶种的成核过程和银晶种的生长过程，所述银晶种的成核过程在混合反应器中进行，
银晶种生长过程在搅拌反应釜中进行；所述银晶种成核过程中将银胶体和分散剂的混合溶
液与还原剂溶液通过液液碰撞的方式在混合反应器中相互混合，反应生成纳米银颗粒溶
液；将纳米银颗粒溶液、还原剂溶液和银盐与分散剂的混合溶液加入到搅拌反应釜中反应
生成银粉溶液；所述银盐与分散剂的混合溶液和还原剂溶液的加入时间、加入流量和加入
量均相同；反应生成的银粉溶液经表面活性剂表面改性处理后再进行干燥处理即可得到银
粉。
实施例2
本实施例作为本发明的一较佳实施例，其公开了一种太阳能电池板银粉的制备方法，
包括以下步骤：
A、将氯化银或银氨络合物、分散剂和去离子水加入银胶体配液罐1中配制成银离子浓
度为0.1mol/L的银胶体和分散剂的混合溶液,分散剂与相应银盐的质量比为0.001，银胶体
和分散剂的混合溶液的pH值为1；将氯化银、硝酸银或碳酸银、分散剂和去离子水加入银盐
配液罐2中配制银离子浓度为0.1mol/L的银盐分散剂混合溶液，分散剂与相应银盐的质量
比为0.001，银盐和分散剂的混合溶液的pH值为1；
B、将还原剂和去离子水分别加入还原剂1号罐3和还原剂2号罐4中配制还原剂溶液，还
原剂溶液的摩尔量是步骤A中所述混合溶液中银离子摩尔量的0.5倍；
C、将步骤A中配制的银胶体和分散剂的混合溶液与步骤B中还原剂1号罐3内的还原剂
溶液通过蠕动泵5分别输送到混合反应器6中，蠕动泵5的传输流量为2 L/min，银胶体分散
剂混合溶液与还原剂溶液在混合反应器6的底部发生碰撞并混合均匀，反应生成纳米银颗
粒溶液；
D、将步骤C中生成的纳米银颗粒溶液送入搅拌反应釜7中，并将步骤A中配制的银盐和
分散剂的混合溶液与步骤B中还原剂2号罐4内的还原剂溶液通过蠕动泵5输送到搅拌反应
釜7中，蠕动泵5的传输流量为0.1L/min，所述银盐和分散剂的混合溶液与还原剂的加入时
间、加入流量和加入量均相同，同时打开搅拌反应釜7上设置的超声波发生装置和搅拌器；
E、步骤D中的银盐和分散剂的混合溶液与还原剂溶液加入完毕后，搅拌反应釜7的搅拌
机械继续搅拌30分钟；
F、将步骤E生成的银粉溶液送入沉淀釜8中进行陈化反应20min，其反应温度为30℃；
G、沉淀釜8中的银粉溶液输送到离心机9中，并向离心机中的银粉溶液加入表面活性
剂，表面活性剂的用量为银盐溶液中银盐质量的0.001倍；
H、将步骤G中经表面改性处理的银粉溶液送入干燥机10中干燥即可得到银粉。
实施例3
本实施例作为本发明的另一较佳实施例，其公开了一种太阳能电池板银粉的制备方
法，包括以下步骤：
A、将氯化银或银氨络合物、分散剂和去离子水加入银胶体配液罐1中配制成银离子浓
度为3mol/L的银胶体和分散剂的混合溶液,分散剂与相应银盐的质量比为0.5，银胶体和分
散剂的混合溶液的pH值为1；将氯化银、硝酸银或碳酸银、分散剂和去离子水加入银盐配液
罐2中配制银离子浓度为3mol/L的银盐分散剂混合溶液，分散剂与相应银盐的质量比为
0.5，银盐和分散剂的混合溶液的pH值为11；
B、将还原剂和去离子水分别加入还原剂1号罐3和还原剂2号罐4中配制还原剂溶液，还
原剂溶液的摩尔量是步骤A中所述混合溶液中银离子摩尔量的2倍；
C、将步骤A中配制的银胶体和分散剂的混合溶液与步骤B中还原剂1号罐3内的还原剂
溶液通过蠕动泵5分别输送到混合反应器6中，蠕动泵5的传输流量为100 L/min，银胶体分
散剂混合溶液与还原剂溶液在混合反应器6的底部发生碰撞并混合均匀，反应生成纳米银
颗粒溶液；
D、将步骤C中生成的纳米银颗粒溶液送入搅拌反应釜7中，并将步骤A中配制的银盐和
分散剂的混合溶液与步骤B中还原剂2号罐4内的还原剂溶液通过蠕动泵5输送到搅拌反应
釜7中，蠕动泵5的传输流量为20L/min，所述银盐和分散剂的混合溶液与还原剂的加入时
间、加入流量和加入量均相同，同时打开搅拌反应釜7上设置的超声波发生装置和搅拌器；
E、步骤D中的银盐和分散剂的混合溶液与还原剂溶液加入完毕后，搅拌反应釜7的搅拌
机械继续搅拌50分钟；
F、将步骤E生成的银粉溶液送入沉淀釜8中进行陈化反应48min，其反应温度为80℃；
G、沉淀釜8中的银粉溶液输送到离心机9中，并向离心机中的银粉溶液加入表面活性
剂，表面活性剂的用量为银盐溶液中银盐质量的0.5倍；
H、将步骤G中经表面改性处理的银粉溶液送入干燥机10中干燥即可得到银粉。
实施例4
基于上述实施例所述的一种太阳能电池板银粉的制备方法：
所述分散剂为聚乙烯醇、聚乙烯基吡络烷酮、阿拉伯树胶、甲基纤维素或明胶中的一种
或几种。
所述还原剂包含D-抗坏血酸、L-抗坏血酸中的至少一种。
所述表面活性剂为聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基磺酸钠、明胶、聚乙烯醇、
阿拉伯树胶、甲基纤维素中的一种或几种。
所述陈化反应在超声波环境中进行。
本发明的工作原理是：首先将银胶体和分散剂的混合溶液与还原剂溶液加入混合
反应器中反应生成纳米银颗粒溶液，再将纳米银颗粒溶液、银盐和分散剂的混合溶液与还
原剂溶液混合；反应生成的纳米银颗粒作为后续反应中的银晶种，银晶种能够使新生银原
子吸附于银晶种表面，直接参与银晶种的生长，从而抑制新生银原子的核化过程，既能提高
银原子的利用率，又有利于银粉粒径的控制。
本发明生产的银粉具有粒径分布均匀，形貌规则的优点；同时本发明能够有效提
高各种反应液的利用率，降低企业的环保排放压力和生产成本，具有良好的社会经济效益。