[发明专利]一种石墨烯银浆料及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于生物材料领域，具体涉及一种石墨烯银浆料，尤其涉及一种硅太阳能电池的石墨烯银浆料及其制备方法与应用。

背景技术

石墨烯是目前发现为世界上最薄、最坚固的材料。它先天具备有超高的电子迁移率和室温下最低电阻。它几乎是完全透明，只吸收2.3％的光。正因为它的特性，它被期待为可发展的材料，也适合用来制造透明触控屏幕、光板、甚至是太阳能电池。石墨烯的结构非常稳定，内部的碳原子之间的连接很柔韧，施加外力时，碳原子会弯曲变形，使碳原子不必重新排列来适应外力，从而保持稳定结构。它在室温的情況之下，传递电子的速度比其他导体都快，拥有以上特质的石墨烯发展的空间非常大。

在硅太阳能电池制作过程中，提高转换效率都集中在正面银浆的改进。现在各大厂商的改进方法是通过提高烧结后浆料的高宽比，藉以降低并联电阻(Rs)和增加受光面积来提高电池的转换效率。所以利用电阻比银更低的石墨稀，可以获得更低的并联电阻(Rs)。并且石墨烯有優越的透光性，使用石墨烯替代大部分不透光的银粉可增加光的穿透比例，从而让更多的光可以射入晶体硅中，产生更多的光生电流，进一步提升太阳能电池的转换效率。由于不用考虑遮光的问题，现在正面银浆所面对的一大难题－高宽比，也就完全可以克服。

中国专利CN10381130A中提及的石墨烯复合银浆制备方法及石墨烯复合银浆中产生的问题如石墨烯直接加入在硝酸银溶液中搅拌，银不能很好分散在石墨烯表面，也不能确定每个石墨烯表面都有银沉积。因此提供一种分散性好，致密性高，并联电阻值低，与硅附着力好，且成本低下的石墨烯料成为目前石墨烯复合银浆领域刻不容缓的事情。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中石墨烯复合银浆成本昂贵，分散性差，附着力差的技术瓶颈，从而提出一种分散性好，致密性高，并联电阻值低，与硅附着力好，且成本低下的石墨烯料及其制备方法与应用。

为解决上述技术问题，本发明的公开了一种石墨烯银浆料，所述银浆料由如下组分构成:45-70重量份的石墨烯-M13(合成体A)(Oh et al.,Grap hene Sheets Stabilized on Genetically Engineered M13Viral Templates as Conducting Frameworks for Hybrid Energy-Storage Materials,Small,2012,8No.7,1006-1011)，1-10重量份的石墨烯-M13-银合成体(合成体B)，15-50重量份的有机粘合剂。

具体地，所述石墨烯银浆料中，所述石墨烯-M13(合成体A)是有由石墨烯吸附特异性M13噬菌体和石墨烯进行特异性吸附，然后进行超声搅拌获得的。

具体地，所述石墨烯银浆料中，所述石墨烯-M13-银合成体(合成体B)由石墨烯和银－玻璃合成粉与石墨烯-银吸附特异性M13噬菌体一齐放进超声搅拌，使M13噬菌体与石墨烯和合成粉结合。

更进一步的，所述石墨烯-银吸附特异性M13噬菌体是采用内切酶1-5ul Eag I和1-5ul Acc65I对具有石墨烯吸附特异性M13噬菌体进行酶切，然后用T4DNA ligase进行连接，将其中一种银吸附相应的聚合酶链式反应物与酶切后与石墨烯特异性吸附M13噬菌体进行反应，导致银吸附特异性肽在M13噬菌体的p3蛋白进行重组从而形成的。

具体地，所述的石墨烯银浆料中，所述银－玻璃粉合成粉是在1重量份玻璃粉中加入1-5％重量份银粉进行球磨、烘干而成的；所述球磨过程中，异丙醇：银和玻璃：球三者重量比为1:2.5:3。

再进一步，所述的石墨烯银浆料中，玻璃粉中各组分的重量份为：PbO 20-40份,PbF₂ 15-35份,SnO 0-25份,P₂O₅ 0-15份,SnF₂ 0-20份。

进一步的，所述石墨烯银浆料中，所述的有机粘合剂包括以下重量份组分：松油醇30-50份，二乙二醇丁醚20-25份，乙基纤维素5-8份，油酸2-6份。

进一步的，本发明还公开了一种石墨烯银浆料的制备方法，所述方法包含如下步骤：(1)石墨烯－M13合成体(合成体A)进行反应的制备：