[发明专利]一种纳米铜导电浆料的制备及其应用

说明书

本发明公开了一种纳米铜导电浆料的制备及其应用，涉及太阳能电池技术领域，按77:18:5的质量比分别称取纳米铜填充的碳纳米管粉末、有机载体和含铅玻璃粉，将含铅玻璃粉和纳米铜填充的碳纳米管粉末混合，球磨1h后分散在有机载体中，超声波震荡混匀后，充分研磨分散，得到纳米铜导电浆料。本发明通过将纳米铜颗粒填充在碳纳米管中，使纳米铜在潮湿空气和高温下不会被氧化，也不会被腐蚀，纳米铜导电浆料的稳定性和可靠性强，能够保证纳米铜导电浆料的导电率，减小电阻率的变化，延长其使用寿命。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种纳米铜导电浆料的制备及其应用。

背景技术

随着煤、石油等传统能源的短缺和环境污染的加剧，新型清洁能源逐渐受到人们的重视，其中最受瞩目的是太阳能。太阳能电池是直接将光能转换为电能的装置，其转换过程中污染很小。目前在太阳能电池中，晶体硅太阳能电池以其技术成熟、光电转换效率高等优点而被广泛应用。在晶体硅太阳能电池中，导电银浆广泛用于正极材料中，但是随着银的价格不断上涨，导电银浆的成本也不断上升，因此一些贱金属材料被开发出来用于导电浆料。在贱金属中，铜的导电性几乎与银相当，也没有Ag⁺迁移的缺陷，而且价格远远低于银，这使得铜成为一种较为理想的材料，导电铜浆也成为一种有前景的浆料。

然而，Cu化学性质较活泼，在潮湿空气和高温下易发生氧化，生成Cu0和Cu₂0，从而降低其导电性能,尤其是精细和超细铜粉更易发生表面氧化，且Cu耐腐蚀性差，严重影响其使用寿命。

发明内容

鉴于此，本发明的目的是提供一种纳米铜导电浆料的制备及其应用，以将纳米铜颗粒填充在碳纳米管中，使纳米铜在潮湿空气和高温下不会被氧化，也不会被腐蚀，能够提高纳米铜导电浆料的导电率，延长其使用寿命。

本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：

一种纳米铜导电浆料的制备，具体包括以下步骤：

S1、含铅玻璃的制备:按72:8:9:1.5:6:1:2.5的质量比分别称取氧化铅、三氧化二硼、二氧化硅、氧化铝、氧化锌、氧化锆、五氧化二磷混合，充分研磨均匀后，先于1100℃下熔化并保温2h，待玻璃液澄清、均化后，迅速倒入去离子水中水淬，再于80～90℃下烘干后，球磨5h，过筛，得到含铅玻璃粉；

S2、有机载体的制备：按40:25:7:10:3:6:2:2:5的质量比分别称取松油醇、二乙二醇丁醚醋酸酯、二乙二醇丁醚、柠檬酸三丁酯、聚乙二醇、乙基纤维素、氢化蓖麻油、甘油、表面活性剂，混合后，于60～80℃下充分搅拌溶解，保温2h后，冷却、过滤，得到有机载体；

S3、纳米铜导电浆料的制备：按77:18:5的质量比分别称取纳米铜填充的碳纳米管粉末、有机载体和含铅玻璃粉，将含铅玻璃粉和纳米铜填充的碳纳米管粉末混合，球磨1h后分散在有机载体中，超声波震荡混匀后，充分研磨分散，得到纳米铜导电浆料。

进一步，纳米铜填充的碳纳米管粉末的制备方法如下：

1)将碳纳米管加入10体积的硝酸溶液中，加热回流24h，冷却，离心分离，沉淀物用去离子水洗涤至中性后过滤、干燥，得到纯化的碳纳米管。通过硝酸溶除去碳纳米管中的少量无定形碳、纳米碳颗粒、催化剂颗粒等杂质，以提高碳纳米管的纯度。

2)将纯化的碳纳米管按1:30的质量体积比加入体积分数为25％的氨水中，超声分散10min后，得到碳纳米管氨水溶液；

3)将聚丙烯酸1:20的质量体积比分散在去离子水中，得到聚丙烯酸溶液；