There has been a large amount of research both domestically and internationally on the preparation and controllability of silver powder for crystalline silicon solar cell silver paste. Common synthesis methods include chemical reduction, microemulsion, electro-reduction, mechanical ball milling, and physical evaporation. Among them, chemical reduction is currently the main method for preparing silver powder for crystalline silicon solar cell electrodes. This is due to its convenient operation, simple equipment, and good controllability.
Аднак нават неапрацаваны парашок, падрыхтаваны распаўсюджаным метадам хімічнага аднаўлення, усё яшчэ не можа адпавядаць патрабаванням да срэбнага парашка, які выкарыстоўваецца ў крышталічнай крэмніевай срэбнай пасце для сонечных элементаў. Па-першае, з-за малога памеру і высокай павярхоўнай энергіі срэбнага парашка часціцы схільныя да агламерацыі падчас сушкі. Пасля агламерацыі іх цяжка механічна разбурыць. Гэта прыводзіць да дрэннага дысперсіі і сур'ёзна ўплывае на фізічныя ўласцівасці і функцыянальнасць срэбнага парашка.
Што яшчэ больш важна, неапрацаваныя часціцы срэбнага парашка лёгка ўтвараюць мяккія агламераты ў носьбіце. Гэта зніжае дысперсію, стабільнасць, рэалогію трафарэтнага друку, утварэнне плёнкі і ўласцівасці зацвярдзення пасты. Гэта таксама негатыўна ўплывае на характарыстыкі і захоўванне праводнай срэбнай пасты.
Такім чынам, наступная апрацоўка падрыхтаванага срэбнага парашка з'яўляецца ключавым этапам яго нанясення. Асноўны метад наступнай апрацоўкі - мадыфікацыя паверхні срэбнага парашка. У цяперашні час даследаванні па мадыфікацыі паверхні срэбнага парашка ўсё яшчэ не носяць сістэматычнага характару, і толькі некалькі вытворцаў асвоілі адпаведную тэхналогію. Гэта прыводзіць да высокіх цэн на срэбны парашок і срэбную пасту. Гэта таксама сур'ёзна ўплывае на далейшае развіццё крышталічных крэмніевых сонечных элементаў.
Асноўныя метады мадыфікацыі паверхні срэбнага парашка ўключаюць:
Метад арганічнага пакрыцця
The organic coating method refers to coating and modifying the surface of silver powder with specific organic surface modifiers. Through adsorption or chemical reaction between the organic substances and the powder surface, organic molecules are grafted onto the powder surface. Ultrafine silver powder is modified from hydrophilic to hydrophobic. This enhances the wettability of solvent on powder particles and provides good printability and leveling of the prepared paste. In addition, introducing polar groups can effectively reduce the surface energy of silver powder. It also enhances the electrostatic barrier between particles, improves paste dispersion and stability, and prevents sedimentation.
Агульны працэс мадыфікацыі арганічнага пакрыцця заключаецца ў змешванні арганічнага мадыфікатара з парашком, перамешванні на працягу пэўнага часу, а затым аддзяленні, прамыванні і сушцы. Гэты метад просты ў выкарыстанні, эфектыўны і падыходзіць для мікранных, субмікронных і нанаметровых сферычных або лускаватых срэбных парашкоў.
Пры мадыфікацыі арганічных пакрыццяў для крышталічных крэмніевых электродаў сонечных батарэй з выкарыстаннем сярэбранага парашка выбар арганічных пакрывальных агентаў мае вырашальнае значэнне. Як правіла, найбольш важнымі характарыстыкамі арганічных мадыфікатараў з'яўляюцца зарад галоўнай групы, даўжыня малекулярнага ланцуга і памер. Гэтыя фактары ўплываюць на эфект пакрыцця, гідрафобнасць і сумяшчальнасць з арганічным носьбітам у пасце.
Акрамя таго, растваральнасць павярхоўна-актыўных рэчываў у вадзе або алеі з'яўляецца важнай асновай для іх выбару. Звычайныя мадыфікатары для хімічнай мадыфікацыі паверхні срэбнага парашка ўключаюць арганічныя кіслоты, тоўстыя аміны або алканаламіны, ліпідныя злучэнні, злучныя агенты і доўгаланцуговыя спірты або эфіры.
Для паляпшэння агульнай прадукцыйнасці і прыдатнасці праводнай сярэбранай пасты для мадыфікацыі паверхні часта выкарыстоўваюцца арганічныя кіслоты, арганічныя аміны і ліпідныя злучэнні.
Механічны кампазітны метад
Метад механічнага кампазіта выкарыстоўвае механічныя сродкі для драбнення і здрабнення срэбнага парашка для атрымання пэўнай марфалогіі або структуры паверхні. Падчас механічнай апрацоўкі часта дадаюцца арганічныя дабаўкі для паляпшэння дысперсіі парашка і хіміі паверхні.
This method is efficient, low-cost, simple, and easily industrialized. Ball milling and air jet milling are the most commonly used methods for silver powder surface modification. Equipment such as трохвалковая машына для нанясення пакрыцця, машына для пакрыцця штыфтавым млыном, і турбамлынавая машына для пакрыцця таксама можна выкарыстоўваць. Гэтыя машыны дасягаюць раўнамернай мадыфікацыі паверхні срэбнага парашка за кошт механічнага сутыкнення, зруху і трэння. Гэта яшчэ больш паляпшае дысперсію і функцыянальнасць паверхні.
Шаровы млын прадугледжвае моцны ўдар, экструзію і драбненне парашка шляхам кручэння або вібрацыі цвёрдых шарыкаў (напрыклад, шарыкаў з цырконія або агата). Гэты метад можа значна ўдасканаліць зярняткі і палепшыць актыўнасць спякання. Аднак экструзія і драбненне могуць разбурыць сферычную структуру амаль сферычнага срэбнага парашка. Таму ён звычайна падыходзіць для падрыхтоўкі і мадыфікацыі лускаватага срэбнага парашка.
Паветраструменевае памолванне выкарыстоўвае паветраны паток пад высокім ціскам для цыркуляцыі парашка ў камеры памолу. Гэта выклікае сутыкненні і трэнне часціц адна з адной і аб сценкі, што дасягае драбнення, дысперсіі і паляпшэння сферычнасці. Гэты метад не патрабуе дадатковых дабавак. Атрыманы парашок атрымліваецца гладкім, аднастайна дысперсным і без прымешак. У параўнанні з шаровым памолам, паветраструменевае памолванне больш падыходзіць для апрацоўкі сферычнай паверхні парашка. Яно мінімальна ўплывае на марфалогію і структуру парашка, прадухіляе агламерацыю і мае больш высокую эфектыўнасць. Гэта найбольш распаўсюджаны метад механічнай мадыфікацыі паверхні крышталічнага крэмніевага срэбнага парашка электродаў сонечных батарэй.
Метад пакрыцця паверхневых часціц
З распрацоўкай новых высокаэфектыўных тэхналогій вырабу сонечных элементаў, такіх як TOPCon і HJT, патрабуецца, каб срэбныя парашкі мелі больш высокую актыўнасць спякання пры больш нізкіх тэмпературах, каб адпавядаць патрабаванням працэсу спякання крышталічных крэмніевых сонечных элементаў. Распаўсюджаным рашэннем з'яўляецца выкарыстанне субмікронных і лускаватых срэбных парашкоў у якасці праводзячых напаўняльнікаў.
Акрамя таго, у некаторых даследаваннях прапануецца змешваць нанасрэбра з мікрасрэбрам, у прыватнасці, наносіць нанасрэбра на паверхні мікрасрэбра. Гэта забяспечвае раўнамернае змешванне на ўзроўні мікраструктуры і надае мікрасрэбру новую нанамаштабную структуру паверхні, што забяспечвае як высокую праводнасць, так і высокую актыўнасць спякання. Распаўсюджаныя метады пакрыцця паверхні наначасціц ўключаюць фізічныя (механічнае пакрыццё) і хімічныя (генерацыя часціц in situ) метады.
Механічнае пакрыццё прадугледжвае моцнае механічнае перамешванне або ўздзеянне паветранага патоку высокай хуткасці для змешвання нана- і мікрачасціц срэбра, што выклікае сутыкненні, драбненне і экструзію, у выніку чаго наначасціцы срэбра асядаюць на паверхні або ў пустэчах мікрасрэбра. Гэты метад не патрабуе дабавак, просты і бяспечны для забруджвання навакольнага асяроддзя, але неабходныя высакаякасныя папярэдне дыспергаваныя нана- і мікрасрэбраныя парашкі. Аднастайнасць і дысперснасць наначасціц срэбра істотна ўплываюць на кансістэнцыю пакрыцця. Выкарыстоўваемае абсталяванне можа ўключаць трохвалковыя машыны для нанясення пакрыццяў, штыфтавыя млыны і турбавыя млыны, што павялічвае складанасць сістэмы і кошт.
Метад генерацыі часціц in situ дазваляе ўтварыць наначасціцы срэбра на паверхні мікра- або субмікронных парашкоў срэбра шляхам хімічнага аднаўлення. Гэта стварае кампазітную праводную сістэму. Нанапаверхневая структура паляпшае кантакт паміж праводнымі часціцамі пасля нізкатэмпературнага спякання. Яна ўтварае больш поўную праводную сетку і паляпшае праводнасць срэбнай пасты.
У параўнанні з механічным пакрыццём, генерацыя часціц in situ дазваляе дасягнуць больш раўнамернага пакрыцця і лепшага размеркавання. Аднак гэты працэс больш складаны. Тэхнічная складанасць вышэйшая, і ўсё яшчэ існуе значны разрыў для вытворчасці ў прамысловай вытворчасці.
Заключэнне
Карацей кажучы, аптымізацыя прадукцыйнасці срэбнага парашка для крышталічнай крэмніевай срэбнай пасты для сонечных элементаў абапіраецца на спалучэнне метадаў падрыхтоўкі і наступнай апрацоўкі. Хімічнае аднаўленне забяспечвае базавы парашок, але мадыфікацыя паверхні мае важнае значэнне для атрымання высокапрадукцыйнай срэбнай пасты. Метады ўключаюць арганічнае пакрыццё, механічнае кампазітнае пакрыццё і пакрыццё паверхневых часціц, кожны з якіх мае свае перавагі і абмежаванні. Будучыя распрацоўкі павінны быць сканцэнтраваны на эфектыўных і кантраляваных працэсах мадыфікацыі паверхні. Таксама неабходная прамысловая вытворчасць шматмаштабных кампазітных срэбных парашкоў. Гэтыя ўдасканаленні накіраваны на зніжэнне кошту і павышэнне прадукцыйнасці праводнай пасты, задавальняючы патрабаванні новых высокаэфектыўных крышталічных крэмніевых сонечных элементаў.
«Дзякуй за чытанне. Спадзяюся, мой артыкул будзе карысным. Калі ласка, пакіньце каментар ніжэй. Вы таксама можаце звязацца з прадстаўніком службы падтрымкі кліентаў Zelda онлайн, калі ў вас ёсць дадатковыя пытанні».
— Апублікавана Эмілі Чэн