单晶硅太阳电池导体浆料用微细铝粉的研制

　　单晶娃太阳电池导体浆料用微细铅粉的研制赵玲刘建良吕贤勇施安陈管伟明沛福前邓忠民昆明贵金属研究所昆明650221黄富春末性能：平均粒度4含氧量0.62，松装密度0.7348八13，形状为球形或类球形，粉末显微组织为等轴晶组织，粉末技术性能指标均达到使用耍求，具有规模化生产能力。

　　关词键单晶娃，太阳能，电池，铅粉1前言作为二十世纪人类化会文明发展立大支柱么的能源技术，愈来愈受到各国政府的重视，利用新材料、新技术解决当今世界的能源危机已势在必巧。

　　太阳能隗取么不尽的能游，也是最洁的能源。太阳电池是人类开发利用太阳能的最早手段，它是直接将太阳能巧变成屯能的特殊半导体器件，然后根据需耍组装成不同电压、电流和功率的装置。

　　先前为了获得这种能源，电池电极多数采用薄膜了。艺。后来为了便于大规模自动化生产，人们将厚膜技术和工艺引入半导体领域，并且开拓了厚膜_节艺的新应用。

　　我国对太阳电池用浆料的研制和开发紧跟着国际先进水平的发展步伐，自80年代判来，我国引进了多条厚膜工艺作引出电极的生产线，而原先背场电极铅浆却仍然依赖于进口。11近年来随着利用和开发太印1能领域工作的不断深入和扩张，及太阳电池所具有的广阔应用市场。屋明贵金属研究所承担云南宵九五攻关项目，微细铅粉为主要原料研制山光电能量转换效率大于14的太阳能电池用的导电浆料，其电性能、焊接性能巧指标与美国FE肺O公司的同类浆料效果完全致2.并且已经实现了产业化生产，在云南半导体器件厂使用完全取代了进口铅浆，创造了明显的经济效益和社会效益。

　　制作锅浆的主耍原料是锅粉和玻璃料，而太阳屯池用铅浆的主耍性能要求是接触电阻小、粘着力强和老化系数低。这些性能指标都与使用的铅粉品质密切相关，制作铅浆通常需耍铅粉的平均粒度小、含氧迂低、松装密度小、粉体球形度好等。因此，如何生产山满足太阳能屯池浆料用的铅粉已成为粉末研制的重耍课题。

　　微细锅粉的制取通常采用气相蒸发凝聚法131.般的气体雾化或气水雾化制备的粉末平均粒度大、含氧量商，不能满足制作浆料的耍求。气相蒸发凝聚法得到的锅粉通常为非球形，粉体密度较小，颜色灰黑含氧匚高，制作的铅浆电胜较火，也无法使用。近年来聆明贵金属研究所率先开发了超音速气流多级雾化制备微细铅粉的性能优于上述办法。

　　2实验方法2.1超音速气流多级旋转雾化制粉原理超音速气流多级雾化制粉设备结构示意图如凶1所示。首先将金属或合金在中频炉内烙化，并过热到定温度后采用超音速雾化喷嘴将烙体雾化成很细的液滴，被雾化的液滴喷射在高速旋转的圆盘上巧离也化碎成巧小液滴。巧小液滴巧与第级高速巧鼓碰巧次粉碎变得更加细。与此同时向高速旋巧设备内巧入的冷却介质化化高巧气体和同速巧固劫雾化成雾巧弃珠和金属巾山怯合在起起创防。金属液粒粘着的作。叫。化雾化过巧中通过巧制。艺参数尽避免金属液滴化充分破辟前凝向金属液滴愚终披冷却和冷巧介质道流入化集桶内豁个过样可材连续不断地进巧冷却介质为水、液窃巧。

　　4音呗化喷1.3摩搡加化。4在_4如4.5巧1心全48夺介々入口。9二化兵化诗4，10互1车化化，12二，王化哙4林系心1超音速气流多级雾化制粉巧备结构示意图2.2粉末生产工艺金属烙炼超肯述气流《级雾化制粉液相分级离屯、脱水巧末真空干操性能分折粉末粒度分级微细粉末成品3.结果和讨论3.1粉末性能测试分别采金相显微镜和描屯镜6￡4观察粉末显微巧织纽构和粉末外观形貌粉末粒度及粒度分布叫1345100巧粒巧分析仪测定；粉末比衣面积流动吸附色谱仪巧了测定；粉末含洁45911巧脉冲加巧气相色谱仪测粉体松装密巧企日产密巧测呈仪上测倨；振实密度在振动3000次时测得。微细巧粉打体术性能指巧化表1所示。

　　1.微细锅粉技术性能指粉体材料么称平均粒巧比表晒积松装巧振实密/S含巧迫粉末巧状巧形粉末形貌和显纽。织如凹2、3所巧，巧木形状显本为巧成类球形，显巧讯。织纳构为巧轴晶巧3.2巧化气体速率对粉末平均粒度的影巧采用环缝式喷嘴，采用环缝式喷嘴，液体金属由包流出，在喷嘴喷口出发生雾化，3.5喷嘴能够比较有效、均匀地将能量从气体传递给金属。金属液流的破碎程度，取决于气流的动能巧=0.日抓2，特别是气体对金属液滴的相对速度抖及金属液流的表面张力和运动粘度。粉末粒度随着液体金属表明张力的增加而减小，也随着雾化气体速率的提高而减小。即雾化液滴的大小明显依赖于气体流速的马赫数及金属烙液的表面张力。般米说，金属液流的表面张力、运动粘度值是很小的，所料气流对金属液滴的相对速度是主要的。不同雾化气体速率与粉末平均粒度的关系如图4所示。4雾化气体速率与粉末平均粒度的关系口―13.3离也巧化速率与粉末平均粒度的关系超音速喷嘴雾化后的烙融金属液滴飞射到速旋转的圆盘表面，被机械力雾化，并抛离旋转圆盘表面被商速旋转的转鼓再次雾化。金属液滴在多级雾化过程中破碎冷却凝固。雾化液滴离也雾化形成粉末的粉末平均粒度有如下经验公式151：D―粉末平均粒度，w―旋转盘转速，R旋转盘半径，o―烙液表面张力，P烙液密度。粉末平均粒度与旋转盘转速成反比。

　　粉末平均粒度与离必雾化速率的关系如图5所示。随着转速的增加，粉末平均粒度显着减小。

　　特义史心夺化达申1/ 4结论4.1采用超音速气流多级奚：化制粉设备成功地制备山微细铅粉，生产效率该、成本低、操作安全可靠、无污染。

　　4.L巧粉技术性能巧本J为：巧末平均粒巧μ：比表面积0.51.02/g松装密度0.巧0.926/〔。3，振实密度1.22.08：口：含氧站0.062：粉末形状为球形和类球形，粉末显微组织为巧轴晶巧织。

　　4.3制做成单品巧太阳能化池用导电巧浆料，其光屯能章转换效率厂14.电性能、巧梭性能等巧标与美国FER脚公巧的同类浆料效巧完金巧，巧代了进口巧浆。

　　1谭富彬，赵玲。巧明巧。高巧化成本太阳能1山也用导体浆料的厨究报告。1994年，2巧彬，汪义，赵巧，谢明巧，单晶巧太削能电池用导体锅浆试验报告，1994年，3刘允中，陈振华，巧吉，材料导巧。1997：：11.4元家钟巧，粉末冶金技术的最巧进展，粉末治金材抖科学与[巧，5李月珠编齐，快速凝间技术与材料。北巧：巧防1业山版社，1993，11.