【摘 要】
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银浆是晶体硅太阳能电池正面电极的主要成分,市场上用于银浆的玻璃粉多为含铅玻璃粉。随着全球对环境保护和人类安全的愈加重视,欧、美等国已经严禁生产含有铅、汞、镉等毒害物质的电子产品,所以无铅玻璃粉的研究势在必行。本文采用高温熔融法制备玻璃样品,通过一系列表征手段研究了玻璃组成与结构和性能之间的关系,寻找具有稳定结构和良好性能的Bi2O3-B2O3-Ba O-Zn O-Si O2-Sb2O3体系玻璃样品
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银浆是晶体硅太阳能电池正面电极的主要成分,市场上用于银浆的玻璃粉多为含铅玻璃粉。随着全球对环境保护和人类安全的愈加重视,欧、美等国已经严禁生产含有铅、汞、镉等毒害物质的电子产品,所以无铅玻璃粉的研究势在必行。本文采用高温熔融法制备玻璃样品,通过一系列表征手段研究了玻璃组成与结构和性能之间的关系,寻找具有稳定结构和良好性能的Bi2O3-B2O3-Ba O-Zn O-Si O2-Sb2O3体系玻璃样品。并通过外掺不同氧化物进一步提升该体系玻璃的结构和性能。研究了不同Bi/B、Ba/Zn比例对玻璃结构和性能的影响,结果表明:随着Bi/B比例的升高,Bi2O3会以玻璃网络修饰体和玻璃网络形成体两种不同形式进入玻璃网络。Bi-O键振动增强,使玻璃的网络结构稳定性减弱,从而导致热膨胀系数增加,特征温度降低。而半径较大的Bi3+增加又使玻璃的化学稳定性增强,体积电阻率增加;Ba/Zn比例的升高使玻璃网络中游离氧增多,破坏了玻璃的网络结构,导致化学稳定性降低,特征温度降低,热膨胀系数增加。半径较大的Ba2+增加又使玻璃的体积电阻率不断增加。研究了外掺不同氧化物（Na2O、V2O5、Fe2O3）对玻璃结构和性能的影响,结果表明:Na2O的不断引入使玻璃网络中游离氧增多,结构稳定性降低,导致玻璃的热膨胀系数增加,特征温度降低,化学稳定性降低,体积电阻率明显降低;V2O5含量的升高,使玻璃结构中出现了[VO5]单元并逐渐增多,V-O键的振动增强,使玻璃网络结构稳定性减弱。玻璃的热膨胀系数先减小后增加,玻璃化转变温度呈现相反的变化趋势,软化温度与玻璃化转变温度的变化趋势有所差异,呈先增大后减小再增大的趋势。玻璃的化学稳定性先增强后减弱,体积电阻率先增加后降低;Fe2O3含量的升高使玻璃结构中[BO3]减少,[BO4]增多,玻璃网络结构稳定性增强。玻璃的热膨胀系数降低,特征温度升高,化学稳定性明显增强,体积电阻率明显增加。
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