中國(guó)粉體網(wǎng)訊 光伏銀漿是電池片電極的核心材料，占電池片非硅成本比例約33%，其性能直接影響電池的轉(zhuǎn)換效率。光伏銀漿系配方型產(chǎn)品，其主要生產(chǎn)原料包括銀粉、樹(shù)脂粘接相、溶劑，添加劑、玻璃粉等以共同組成配方，也是制備優(yōu)良漿料的關(guān)鍵。
國(guó)內(nèi)的高端銀粉主要源于進(jìn)口，其原因在于國(guó)內(nèi)銀粉的批次穩(wěn)定性、粒徑調(diào)控以及分散性能欠缺，導(dǎo)致現(xiàn)階段高端銀粉市場(chǎng)主要由日本的同和控股集團(tuán)(Dowa Holdings)和美國(guó)的AMES公司占據(jù)，存在技術(shù)封鎖的風(fēng)險(xiǎn)。
銀粉的本征性質(zhì)體現(xiàn)在功能金屬粉體特性，既有銀金屬單質(zhì)的導(dǎo)電性能，又具有粉體的獨(dú)特性能。銀漿中銀粉含量占比最高，通常所占比重達(dá)80%~90%。因此，銀粉也被認(rèn)為是銀漿中最為核心的材料。眾多報(bào)道表明，銀粉的形貌、分散性、粒度大小、表面性質(zhì)均對(duì)銀漿的性能具有重要的影響。
銀粉形貌
銀粉形貌是銀粉研發(fā)生產(chǎn)過(guò)程中最重要的檢測(cè)項(xiàng)目之一。常見(jiàn)的銀粉形貌有球形或類球形、片狀、樹(shù)枝狀、花枝狀等，通常，球形或類球形銀粉主要由化學(xué)合成法制備，而其他形貌的銀粉主要采用機(jī)械球磨法制備。
樹(shù)枝狀銀粉
不同形貌的銀粉因堆積方式不同，會(huì)對(duì)印刷過(guò)程中銀漿的流暢性及燒結(jié)后導(dǎo)電膜的致密性與電阻產(chǎn)生影響，甚至還會(huì)影響燒結(jié)后銀膜的表面亮度。
通常，粒度分布均勻、振實(shí)密度高的球形、類球形銀粉或片狀銀粉在燒結(jié)過(guò)程中能產(chǎn)生大小適宜、數(shù)量適中的銀微晶，形成的導(dǎo)電膜的接觸面結(jié)構(gòu)及電極的導(dǎo)電性均良好，制備得到的太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn)換效率高。
在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，為了減少燒結(jié)后銀膜的孔隙率、增加銀粉之間的接觸面積、減小電路中的串聯(lián)電阻、提高銀漿的綜合性能，通常由2種或2種以上形貌相同但粒度分布不同的銀粉通過(guò)合理搭配來(lái)調(diào)制銀漿，以獲得實(shí)用效果最優(yōu)的銀漿。
粒度分布
銀粉的粒度分布也是銀粉研發(fā)和應(yīng)用過(guò)程中非常重要的檢測(cè)項(xiàng)目。當(dāng)粒度尺寸一定時(shí)，粒度分布均勻的銀粉調(diào)制成的銀漿能夠流暢地通過(guò)絲網(wǎng)，印刷過(guò)程中不易出現(xiàn)斷點(diǎn)、斷線現(xiàn)象；而粒度各異、粒度分布不均勻的銀粉調(diào)制成的銀漿在印刷過(guò)程中可能會(huì)因粒度過(guò)大堵塞網(wǎng)孔或過(guò)小形成團(tuán)聚從而引起印刷不流暢，出現(xiàn)斷點(diǎn)、斷線的情況，導(dǎo)致燒結(jié)后導(dǎo)電膜的導(dǎo)電性能下降。
通常，粒度分布在0.5～5.0µm之間的銀粉比較適用于太陽(yáng)電池用銀漿的調(diào)制，比如：日本的同和控股集團(tuán)生產(chǎn)的太陽(yáng)電池正面銀漿用銀粉顆粒尺寸基本在5µm以下。
光伏銀漿中銀粉粒度種類
實(shí)際上，在銀漿調(diào)配過(guò)程中，也常用不同粒徑的銀粉進(jìn)行復(fù)配以獲得復(fù)合粉，目的在于降低銀漿在印刷后銀粉自然堆積狀態(tài)下的空隙率，有利于降低燒結(jié)后導(dǎo)電膜的孔隙率，減小電路的串聯(lián)電阻，最終達(dá)到光伏電池能量轉(zhuǎn)換效率提升的目的。
分散性
銀粉的分散性是對(duì)銀粉顆粒獨(dú)立存在狀態(tài)的描述，通常，分散性較好的銀粉無(wú)法用肉眼看到結(jié)塊或較大粉團(tuán)，而且通過(guò)電鏡觀測(cè)到的銀粉顆粒也不存在多個(gè)顆粒團(tuán)聚結(jié)塊的現(xiàn)象。
銀粉的分散性直接影響銀漿的調(diào)制效果，分散性好的銀粉在銀漿調(diào)制過(guò)程中能與有機(jī)體系充分潤(rùn)濕、混合，均質(zhì)分散在有機(jī)載體中，使銀漿具有很好的觸變性和流平性，絲網(wǎng)印刷過(guò)程中能連續(xù)、流暢、均勻地通過(guò)網(wǎng)孔，形成完整的電路圖案，有利于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)；而分散性不好的銀粉，因銀粉顆粒團(tuán)聚等因素導(dǎo)致的結(jié)塊、粉團(tuán)在有機(jī)載體中無(wú)法完全分散、充分潤(rùn)濕，在絲網(wǎng)印刷過(guò)程中，結(jié)塊、粉團(tuán)無(wú)法順利通過(guò)網(wǎng)孔，造成印刷線路斷點(diǎn)、斷線，最終導(dǎo)致電池表面的電極導(dǎo)電性變差。
現(xiàn)常用于改善銀顆粒分散性的方法是通過(guò)引入適量的分散劑和改性劑對(duì)銀粉的表面進(jìn)行改性處理，通過(guò)吸附或化學(xué)反應(yīng)在銀顆粒外表制備一層有機(jī)層來(lái)降低粉顆粒的表面能，以達(dá)到顆粒間能單獨(dú)分散、防止團(tuán)聚目的。
常用的分散性試劑
除了添加化學(xué)試劑改善銀粉的分散性，工業(yè)上也常采用物理法對(duì)銀粉進(jìn)行分散。例如先采用氣流磨對(duì)銀粉進(jìn)行粉碎，后采用精細(xì)氣流分級(jí)機(jī)對(duì)粉體分級(jí)處理，最終獲得粒度分布小且分散性好的銀粉顆粒。
振實(shí)密度
振實(shí)密度是衡量銀粉顆粒間堆積緊密情況的參數(shù)指標(biāo)，直接反映了銀粉在生成過(guò)程中晶粒的完整度。堆疊緊致的銀粉顆粒往往空隙較小，在印刷和燒結(jié)過(guò)程能夠有效降低電路中的串聯(lián)電阻，提高導(dǎo)電膜的導(dǎo)電能力。
影響振實(shí)密度的因素主要包括：1)銀粉形貌；2)銀粉的球形度(規(guī)則度)；3)表面光潔度；4)表面包覆試劑影響等影響顆粒間的相互作用力。高振實(shí)密度的銀粉通常表現(xiàn)為球形度高、表面光滑、粒度分布均勻、尺寸均一等特點(diǎn)。另外，銀粉的振實(shí)密度與銀粉粒度大小、顆粒間的空隙度以及本身的致密程度有關(guān)。
振實(shí)密度對(duì)銀漿的影響主要體現(xiàn)在調(diào)制的粘度上，振實(shí)密度高，往往導(dǎo)致顆粒間吸附的溶劑少，粘度較大，相反，振實(shí)密度低，往往顆粒間隙大，能吸附的溶劑多，粘度較少。因此，在制備高固含量的銀漿，選擇銀粉較高的振實(shí)密度更易滿足需求。
提高振實(shí)密度的方法之一為將相同形貌但不同粒徑大小的銀粉按比例進(jìn)行調(diào)配制得復(fù)合粉，以達(dá)到大顆粒間填滿小顆粒，空隙率較低，銀粉的致密度較高，以獲得良好的導(dǎo)電率。
比表面積
銀粉的比表面積與銀粉的形貌及粒度有關(guān)。一般片狀銀粉的比表面積比球形或類球形銀粉的大。銀粉的比表面積越大，其表面活性越高，調(diào)制的銀漿越利于低溫?zé)Y(jié)，且在燒結(jié)過(guò)程中易發(fā)生“熔焊”。“熔焊”有助于形成致密的導(dǎo)電膜，能增強(qiáng)銀粉顆粒之間的接觸并顯著提高導(dǎo)電膜的導(dǎo)電性。銀粉的比表面積越小，其表面活性越低，燒結(jié)時(shí)越不利于銀粉熔化成膜。
參考來(lái)源：
[1]廖志輝等：光伏銀漿配方原料對(duì)太陽(yáng)能電池性能影響綜述，特種化學(xué)電源國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
[2]屈新鑫等：銀粉對(duì)銀漿性能的影響及其主要制備方法綜述，英特派鉑業(yè)股份有限公司
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/平安）
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