一种perc背银用纳米玻璃粉及其制备方法
阅读说明：本技术 一种perc背银用纳米玻璃粉及其制备方法 (Nano glass powder for PERC back silver and preparation method thereof ) 是由 冷青松 张群 丰昭 李鹏 刘瑞鸿 于 2021-08-05 设计创作，主要内容包括：本发明涉及纳米玻璃粉的制备技术领域,具体涉及一种PERC背银用纳米玻璃粉及其制备方法,按一定质量比例称取氧化铅、氧化硼、二氧化硅、氧化铝、五氧化二磷、三氧化二锑、氧化锗或/且非骨架元素氧化物；使用混料机对中的配料进行混料；将中的混料放入坩埚中进行烧制；使用双辊机对中烧制之后的物料进行淬火；对中淬火之后的物料进行球磨；将球磨后的玻璃粉进行烘干；将中烘干之后的玻璃粉转入砂磨机进行玻璃粉的精磨；将砂磨后的玻璃粉使用冷冻干燥设备进行烘干；将中烘干后的粉体使用气流分散设备进行气流分散,得到纳米玻璃粉成品。通过成份和工艺的优化可以使纳米玻璃粉在PERC背银的转换效率相对提高了0.05％以上,并保证良好的焊接拉力。(The invention relates to the technical field of preparation of nano glass powder, in particular to nano glass powder for PERC back silver and a preparation method thereof, which comprises the following steps of weighing lead oxide, boron oxide, silicon dioxide, aluminum oxide, phosphorus pentoxide, antimony trioxide, germanium oxide or/and non-framework element oxide according to a certain mass ratio; mixing the ingredients in the pair by using a mixer; putting the mixed materials into a crucible for firing; quenching the fired material by using a double-roller machine; performing ball milling on the quenched material; drying the ball-milled glass powder; transferring the dried glass powder into a sand mill for fine grinding of the glass powder; drying the sanded glass powder by using freeze drying equipment; and (4) performing airflow dispersion on the dried powder by using airflow dispersion equipment to obtain a finished product of the nano glass powder. The conversion efficiency of the nano glass powder on the PERC back silver can be relatively improved by over 0.05 percent through the optimization of the components and the process, and good welding tension is ensured.)
技术领域
本发明涉及纳米玻璃粉的制备
技术领域
，具体涉及一种PERC背银用纳米玻璃粉及其制备方法。背景技术
粉体的纳米化可以极大的改变粉体的化学及物理作用性能，纳米化后玻璃粉的用量更倾向于以数量计算而非传统的质量计算，因此，可以显著降低用量，让PERC背银对背面钝化层的腐蚀性更低，达到最终提升电池转化效率的作用。另外，由于玻璃粉的基础制备工艺决定，只有满足某些特定条件的玻璃粉方可进行批量的纳米化投产。
现有技术的缺陷和不足：玻璃粉行业一直属于比较小的行业，行业内一直认为配方的作用占核心，对制备工艺的作用鲜有研究，对工艺的精进方面相比其他粉体行业发展较慢，鲜有真正纳米化的制备工艺技术。
发明内容
本申请中为了解决上述技术问题，本发明提供了一种PERC背银用纳米玻璃粉及其制备方法。
本发明提供了如下的技术方案：一种PERC背银用纳米玻璃粉的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
S1.称取配料：按一定质量比例称取氧化铅、氧化硼、二氧化硅、氧化铝、五氧化二磷、三氧化二锑、氧化锗或/且非骨架元素氧化物；
S2.混料：使用混料机对S1中的配料进行混料；
S3.烧制：将S2中的混料放入坩埚中进行烧制；
S4淬火：使用双辊机对S3中烧制之后的物料进行淬火；
S5.球磨：对S4中淬火之后的物料进行球磨；
S6.烘干一：将球磨后的玻璃粉进行烘干；
S7.砂磨：将S6中烘干之后的玻璃粉转入砂磨机进行玻璃粉的精磨；
S8.烘干二：将砂磨后的玻璃粉使用冷冻干燥设备进行烘干；
S9.气流磨：将S8中烘干后的粉体使用气流分散设备进行气流分散，得到纳米玻璃粉成品。
进一步的，在S1中，各物质的质量占比为：氧化铅40-70wt％，氧化硼5-40wt％，二氧化硅10-40wt％，氧化铝0-20wt％，五氧化二磷0-10wt％，三氧化二锑0-10wt％，氧化锗0-10wt％，非骨架元素氧化物0-20wt％。
进一步的，非骨架元素氧化物包括氧化铋、氧化铜、氧化锰、二氧化钛或/且氧化锌。
进一步的，在S2中，混料机的样式包括V型、锥形或双锥型。
进一步的，在S3中，熔融温度1100-1700℃，且熔融时间为1-3h。
进一步的，在S5中，使用氧化锆材质的球磨罐搭配氧化锆球以及去离子水进行球磨；氧化锆球:物料:水的比重为(1.5-3):1:(0.2-0.5)，三种粒径氧化锆球φ16:φ6:φ2按照重量比为(0.3-0.6):1:(0.3-0.6)；氧化锆球、物料以及水的体积限定在球磨罐的1/3-2/3范围内；分散剂占物料的 0.05-0.5wt％；球磨时间2-6h，控制球磨后玻璃粉粒径D50＜2μm。
进一步的，分散剂包括钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂或/且BYK110。
进一步的，在S7中，介质选用无水乙醇进行砂磨，玻璃粉和无水乙醇的重量比为1:(1～10)，砂磨时间12-24h，砂磨后比表控制为20m2/g 以上。
一种纳米玻璃粉，根据上述所述的制备方法制备而成。
本发明涉及一种PERC背银用纳米玻璃粉及其制备方法，其有益效果在于：1.不是所有玻璃粉均可纳米化，通过限定玻璃粉的成分，使其熔融后具有良好的玻璃化状态，以能形成玻璃骨架的元素氧化物为主体，如氧化铅，氧化硼，二氧化硅，氧化铝，五氧化二磷，三氧化二锑，氧化锗；限定其他非玻璃骨架的元素氧化物含量低于20％，以减少玻璃淬火后粗晶的产生；粗晶多的玻璃粉纳米化效果差；2.通过核心的球磨、砂磨、气磨三个核心工艺，以及精细的控制点，制备20m2/g以上的经过表面处理的纳米玻璃粉，保证玻璃粉的纳米化特性；球磨是初步细化，可以让玻璃粉达到微米级；砂磨可以让玻璃粉玻璃粉达到纳米级；气流磨可以对玻璃粉进行分散，保证纳米级粉体不团聚，具有纳米特性；3.通过上述成份和工艺的优化可以使纳米玻璃粉在PERC背银的转换效率相对提高了0.05％以上，并保证良好的焊接拉力。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分理解本发明的目的、方案和效果。
实施例1
S1.称取配料：按一定质量比例称取氧化铅40wt％、氧化硼20wt％、二氧化硅15wt％、五氧化二磷5wt％、三氧化二锑5wt％，氧化铋10wt％、二氧化钛5wt％；
S2.混料：使用V型混料机对S1中的配料进行混料；
S3.烧制：将S2中的混料放入坩埚中进行烧制；其中，熔融温度1200℃，且熔融时间为1h；
S4淬火：使用双辊机对S3中烧制之后的物料进行淬火；
S5.球磨：对S4中淬火之后的物料进行球磨；其中，氧化锆球：物料：水比重3:1:0.5，三种粒径的氧化锆球重量比φ16:φ6:φ2为0.6:1:0.4，氧化锆球、物料以及水的总体积约球磨罐的1/2，使用钛酸酯偶联剂占物料0.3wt％，球磨时间6h，得到玻璃粉粒径0.8μm；
S6.烘干一：将球磨后的玻璃粉进行烘干；
S7.砂磨：将S6中烘干之后的玻璃粉转入砂磨机进行玻璃粉的精磨；其中，介质选用无水乙醇进行砂磨，玻璃粉和无水乙醇的重量比为1:2，砂磨时间24h，砂磨后比表控制为38至40m2/g；
S8.烘干二：将砂磨后的玻璃粉使用冷冻干燥设备进行烘干；
S9.气流磨：将S8中烘干后的粉体使用气流分散设备进行气流分散，得到纳米玻璃粉成品。
取球磨后的玻璃粉，记为A1；球磨+砂磨后的玻璃粉，记为A2；球磨+砂磨+气流磨后的玻璃粉，记为A3。
表1使用A1、A2、A3玻璃粉制备相同配方PERC背银，测试转换效率及焊接拉力结果如下：
本实施例中纳米玻璃粉在PERC背银中使用量0.5wt％时，A3相对于 A1或A2可以提高转化效率0.05％以上，并保证良好的焊接拉力。
实施例2
S1.称取配料：按一定质量比例称取氧化铅60wt％、氧化硼10wt％、二氧化硅20wt％、氧化铝3wt％、氧化锗2wt％、氧化锌2wt％以及氧化铜3wt％；
S2.混料：使用V型混料机对S1中的配料进行混料；
S3.烧制：将S2中的混料放入坩埚中进行烧制；其中，熔融温度1300℃，且熔融时间为1h；
S4淬火：使用双辊机对S3中烧制之后的物料进行淬火；
S5.球磨：对S4中淬火之后的物料进行球磨；其中，氧化锆球：物料：水比重2:1:0.5，三种粒径的氧化锆球重量比φ16:φ6:φ2为0.5:1:0.5，氧化锆球、物料以及水的总体积约球磨罐的1/2，使用钛酸酯偶联剂占物料0.2wt％，球磨时间3h，得到玻璃粉粒径1.6μm；
S6.烘干一：将球磨后的玻璃粉进行烘干；
S7.砂磨：将S6中烘干之后的玻璃粉转入砂磨机进行玻璃粉的精磨；其中，介质选用无水乙醇进行砂磨，玻璃粉和无水乙醇的重量比为1:5，砂磨时间16h，砂磨后比表控制为26至28m2/g；
S8.烘干二：将砂磨后的玻璃粉使用冷冻干燥设备进行烘干；
S9.气流磨：将S8中烘干后的粉体使用气流分散设备进行气流分散，得到纳米玻璃粉成品。
表2使用B1、B2、B3玻璃粉制备相同配方PERC背银，测试转换效率及焊接拉力结果如下：
本实施例中纳米玻璃粉在PERC背银中使用量0.5wt％时，B3相对于B1或B2可以提高转化效率0.05％以上，并保证良好的焊接拉力。
实施例3
S1.称取配料：按一定质量比例称取氧化铅70wt％、氧化硼5wt％、二氧化硅10wt％、氧化铝1wt％、氧化锗8wt％以及氧化锰wt6％；
S2.混料：使用V型混料机对S1中的配料进行混料；
S3.烧制：将S2中的混料放入坩埚中进行烧制；其中，熔融温度1100℃，且熔融时间为1h；
S4淬火：使用双辊机对S3中烧制之后的物料进行淬火；
S5.球磨：对S4中淬火之后的物料进行球磨；其中，氧化锆球：物料：水比重1.5:1:0.5，三种粒径的氧化锆球重量比φ16:φ6:φ2为0.4:1:0.6，氧化锆球、物料以及水的总体积约球磨罐的1/2，使用钛酸酯偶联剂占物料0.1wt％，球磨时间2h，得到玻璃粉粒径1.8μm；
S6.烘干一：将球磨后的玻璃粉进行烘干；
S7.砂磨：将S6中烘干之后的玻璃粉转入砂磨机进行玻璃粉的精磨；其中，介质选用无水乙醇进行砂磨，玻璃粉和无水乙醇的重量比为1:10，砂磨时间12h，砂磨后比表控制为22至24m2/g；
S8.烘干二：将砂磨后的玻璃粉使用冷冻干燥设备进行烘干；
S9.气流磨：将S8中烘干后的粉体使用气流分散设备进行气流分散，得到纳米玻璃粉成品。
表3使用C1、C2、C3玻璃粉制备相同配方PERC背银，测试转换效率及焊接拉力结果如下：
本实施例中纳米玻璃粉在PERC背银中使用量0.5wt％时，C3相对于 C1或C2可以提高转化效率0.05％以上，并保证良好的焊接拉力。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。