Synthèse d'une poudre fine d'argent pour l'optimisation de la formulation d'une pâte conductrice a usage technologique

Abstract

L’objectif de cette étude est la synthèse d’une poudre micro et/ou nanométrique d’argent qui rentre dans la formulation d’une pâte conductrice pour usage technique. Cette pâte est déposée par sérigraphie pour la métallisation des cellules solaires. Pour la synthèse des poudres d’argents, deux protocoles sont explorés, à savoir le protocole des bases et celui des polyols en présence du Polyvinylpyrrolidone (PVP). L'utilisation de trois glycols comme l'éthylène glycol, le di-éthylène glycol et le propylène glycol est aussi effectuée. Les poudres obtenues ont subi différentes caractérisations (densité, DRX, MEB, Granulométrie Laser, FTIR, DSC et TGA). L'utilisation de la base NaOH donne des poudres d'Ag sphériques avec une taille inférieure comparées à NH4OH. Cette base est plus appropriée pour la synthèse chimique des poudres d'argent destinées pour la préparation des pâtes conductrices. Les particules de micro et nano-argent synthétisées dans les mêmes conditions utilisant l'éthylène, le Di Éthylène et le Propylène Glycol ont été obtenues dans un temps similaire indiquant qu’EG, DEG et PG ont un pouvoir de réduction identique. Les résultats montrent que les glycols en présence du PVP conduit à une réduction de AgNO3 en suspension stables de nanoparticules d'argent avec la formation de petites particules ayant une meilleure distribution. Les résultats obtenus par les polyols ont un grand contrôle sur la taille des particules. Ce résultat est considéré très intéressant. Par la suite, nous avons procédé à la préparation et la caractérisation des autres constituants de la pâte, à savoir la fritte de verre et le véhicule organique. Une fois tous les constituants préparés et mélangés pour obtenir des pâtes conductrices, une étude rhéologique est faite pour déterminer les performances des films déposés par la technologie de sérigraphie. Lorsque la viscosité de la pâte est relativement élevée, la reproduction exacte des dimensions du motif est bonne, mais l’état de surface est mauvais, des traces de l’empreinte du tamis apparaissent sur le substrat. Ces pâtes ont un comportement rhéologique variable.