У краіне і за мяжой праведзена вялікая колькасць даследаванняў па падрыхтоўцы і кіравальнасці срэбнага парашка для крышталічнай крэмніевай срэбнай пасты для сонечных элементаў. Распаўсюджаныя метады сінтэзу ўключаюць хімічнае аднаўленне, мікраэмульсію, электрааднаўленне, механічнае шаровае памолванне і фізічнае выпарванне. Сярод іх хімічнае аднаўленне ў цяперашні час з'яўляецца асноўным метадам падрыхтоўкі срэбнага парашка для крышталічных крэмніевых электродаў сонечных элементаў. Гэта звязана з яго зручнасцю эксплуатацыі, простым абсталяваннем і добрай кіравальнасцю.
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
Метад арганічнага пакрыцця азначае пакрыццё і мадыфікацыю паверхні срэбнага парашка спецыяльнымі арганічнымі мадыфікатарамі паверхні. Шляхам адсорбцыі або хімічнай рэакцыі паміж арганічнымі рэчывамі і паверхняй парашка арганічныя малекулы прышчэпляюцца да паверхні парашка. Ультратонкі срэбны парашок мадыфікуецца з гідрафільнага ў гідрафобны. Гэта паляпшае змочвальнасць растваральнікам часціц парашка і забяспечвае добрую друкавальнасць і выраўноўванне падрыхтаванай пасты. Акрамя таго, увядзенне палярных груп можа эфектыўна знізіць павярхоўную энергію срэбнага парашка. Гэта таксама паляпшае электрастатычны бар'ер паміж часціцамі, паляпшае дысперсію і стабільнасць пасты, а таксама прадухіляе асяданне.
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.
Гэты метад эфектыўны, недарагі, просты і лёгка ўкараняецца ў прамысловасць. Шарыкавы фрэзер і паветрана-струменевы фрэзер з'яўляюцца найбольш распаўсюджанымі метадамі мадыфікацыі паверхні срэбнага парашка. Такое абсталяванне, як 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