[发明专利]一种连续生产太阳能用银粉的装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于材料科学领域，特别涉及一种连续生产太阳能用银粉的装置，还涉及一种连续性生产太阳能用银粉的方法。

背景技术

高纯度、高分散、高振实密度、低比表面积的银粉的制备是当前材料科学的研究重点之一。

在电子工业中，银粉广泛应用于制造各种导电浆料，用于印刷电路及电子元件内外电极。由于微电子技术的发展，印刷电路及电子元件也逐步向精密化、小型化发展，这就要求其所对应的电子浆料随之变化，最直接的是要求其对应所使用的银粉向高纯度、高分散、高振实密度的方向发展，并且对银粉的粒度分布也要求尽可能窄。

近年来，由于晶硅太阳能电池行业的兴起，对该方面在粉体的要求上更是水涨船高，特别是晶硅太阳能能电池的正面栅线电极，对正面银浆的要求更是对银粉的高纯度、高分散、高振实密度提出了新的要求和挑战。

现在国内有些高校、研究机构及一些公司均可小批量制备一些可使用于太阳能晶硅电池正面栅线电极印刷所用银浆用银粉；然而，将其小试方法应用于工业化大生产时却出现了较多缺陷，生产出来的产品质量不稳定；有些制备方法甚至于仅限于实验室小试，没有工业化价值，不能形成工业化生产能力。银粉在生产过程中批次不稳定的原因主要是由于其反应速率变化造成的，其反应速率的影响因素大概可以归纳为：体系温度、环境温度、PH值波动、加料速度、搅拌速率、反应前后期反应物料的有效浓度变化等诸多方面。太阳能晶硅电池正面栅线电极印刷所用银浆用银粉的工业化制备，已经成为严重影响国内晶硅太阳能电池行业发展的一个瓶颈问题。

发明内容

发明目的：本发明的第一目的是提供一种结构简单、工艺稳定的连续生产太阳能用银粉的装置。

本发明的第二目的是提供一种利用上述设备连续性生产太阳能用银粉的方法。

技术方案：本发明提供的一种连续生产太阳能用银粉的装置，包括第一配液罐、第二配液罐、容器，所述第一配液罐的出液口连有第一管道的一端，所述第二配液罐的出液口连有第二管道的一端，容器的进液口连有第三管道的一端，所述第一管道、第二管道和第三管道的另一端连接，所述第一管道上设有第一电磁阀、第一水浴装置和第一流量计，所述第二管道上设有第二电磁阀、第二水浴装置和第二流量计，所述第三管道上依次设有第三电磁阀和第三水浴装置。

还包括第一pH计、第二pH计，所述第一pH计、第二pH计均设于第三管道上且分别设于第三水浴装置两侧。

该装置采用多个恒温水浴保证了体系温度恒定不变，反应物料在流经管道时通过恒温水浴的热量平衡交换使得反应物料温度稳定，同时又排除了环境温度的影响。同时，反应在在管道内连续进行，反应物料的浓度以及加料速度恒定，可以最大程度实现反应物反应的重现性和一致性，进而有效的保证银粉批量生产的质量。

本发明还提供了一种利用上述的装置连续性生产太阳能用银粉的方法，包括以下步骤：

（1）于第一配液罐中配置水合肼聚乙烯吡咯烷酮水溶液，其中水合肼的浓度为7-28g/L，聚乙烯吡咯烷酮的浓度为0.2-0.8g/L，并调水合肼聚乙烯吡咯烷酮水溶液温度至10-25℃；

（2）于第二配液罐中配硝酸银聚乙烯吡咯烷酮水溶液，其中硝酸银的浓度为50-200g/L，聚乙烯吡咯烷酮的浓度为1.5-6g/L，调pH至8-13，并调水合肼聚乙烯吡咯烷酮水溶液温度至10-25℃；

（3）控制第一水浴装置、第二水浴装置和第三水浴装置的温度为10-25℃，打开第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀，聚乙烯吡咯烷酮水溶液和硝酸银聚乙烯吡咯烷酮水溶液流入第一管道和第二管道中，控制第一管道和第二管道中流速为等速，并在第三管道中混合反应；

（4）反应产物通过第三管道进入容器中，过滤、清洗、干燥，即得银粉。

步骤（2）中，采用氨水、碳酸钠或氢氧化钠调pH值。

步骤（3）中，控制第一管道和第二管道中流速为10-50L/分钟，优选25L/分钟。

有益效果：本发明提供的连续生产太阳能用银粉的装置结构简单、成本低廉、操作方便，该装置一方面通过将两个配液罐连接并控制配液罐中反应物的流速反应物混合速率的恒定，另一方面管道内设置多个水浴装置恒定整个体系的温度，从而保证了反应速率的恒定，因此能够得到质量稳定、纯度高、分散性高、振实密度高、比表面积低的银粉。该装置及方法是一种在各项指标一致的条件下可以无限生产的方法，对于大规模，产业化制备太阳能银粉具有特别重要的意义。

附图说明

图1为本发明连续生产太阳能用银粉的装置的结构示意图。

图2为本发明制得的银粉的扫描电镜照片。