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.
Tuy nhiên, ngay cả bột nguyên liệu được điều chế bằng phương pháp khử hóa học thông thường vẫn không đáp ứng được yêu cầu về hiệu năng của bột bạc dùng trong keo bạc cho pin mặt trời silicon tinh thể. Thứ nhất, do kích thước nhỏ và năng lượng bề mặt cao của bột bạc, các hạt có xu hướng vón cục trong quá trình sấy khô. Một khi đã vón cục, chúng rất khó bị phá vỡ bằng cơ học. Điều này dẫn đến sự phân tán kém và ảnh hưởng nghiêm trọng đến các tính chất vật lý và chức năng của bột bạc.
Nghiêm trọng hơn, các hạt bột bạc chưa qua xử lý dễ tạo thành các khối mềm trong chất mang. Điều này làm giảm độ phân tán, độ ổn định, tính lưu biến khi in lụa, khả năng tạo màng và đặc tính đóng rắn của hỗn hợp. Nó cũng ảnh hưởng xấu đến hiệu suất và khả năng bảo quản của hỗn hợp bạc dẫn điện.
Do đó, xử lý sau khi chế tạo bột bạc là một bước quan trọng cho việc ứng dụng của nó. Phương pháp xử lý sau chính là Biến đổi bề mặt của bột bạc. Hiện nay, nghiên cứu về việc cải tiến bề mặt bột bạc vẫn chưa được hệ thống hóa, và chỉ một số ít nhà sản xuất nắm vững công nghệ liên quan. Điều này dẫn đến giá thành cao của bột bạc và keo bạc. Nó cũng ảnh hưởng nghiêm trọng đến sự phát triển hơn nữa của pin mặt trời silicon tinh thể.
Các phương pháp chính để biến đổi bề mặt bột bạc bao gồm:
Phương pháp phủ hữu cơ
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.
Quy trình chung để cải tiến lớp phủ hữu cơ là trộn chất cải tiến hữu cơ với bột, khuấy đều trong một khoảng thời gian, sau đó tách riêng, rửa sạch và sấy khô. Phương pháp này đơn giản, hiệu quả và phù hợp với bột bạc hình cầu hoặc dạng vảy có kích thước micron, submicron và nanomet.
Trong việc cải tiến lớp phủ hữu cơ cho bột bạc điện cực pin mặt trời silicon tinh thể, việc lựa chọn chất phủ hữu cơ là rất quan trọng. Nhìn chung, các đặc tính quan trọng nhất của chất cải tiến hữu cơ là điện tích nhóm đầu, chiều dài chuỗi phân tử và kích thước. Những yếu tố này ảnh hưởng đến hiệu quả phủ, tính kỵ nước và khả năng tương thích với chất mang hữu cơ trong hỗn hợp.
Hơn nữa, độ hòa tan trong nước hoặc dầu của chất hoạt động bề mặt là một tiêu chí quan trọng để lựa chọn chúng. Các chất điều chỉnh phổ biến để biến đổi hóa học bề mặt bột bạc bao gồm axit hữu cơ, amin béo hoặc alkanolamin, hợp chất lipid, chất liên kết và rượu hoặc ete mạch dài.
Để cải thiện hiệu suất tổng thể và khả năng ứng dụng của keo bạc dẫn điện, các axit hữu cơ, amin hữu cơ và hợp chất lipid thường được sử dụng kết hợp để biến đổi bề mặt.
Phương pháp composite cơ học
Phương pháp ghép composite cơ học sử dụng các biện pháp cơ học để nghiền và tán bột bạc nhằm thu được hình thái hoặc cấu trúc bề mặt cụ thể. Trong quá trình xử lý cơ học, các chất phụ gia hữu cơ thường được thêm vào để tăng cường độ phân tán của bột và cải thiện tính chất hóa học bề mặt.
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 máy phủ ba trục lăn, máy phủ pin mill, Và máy phủ nghiền turbo Các máy này cũng có thể được sử dụng. Chúng đạt được sự biến đổi bề mặt đồng đều của bột bạc thông qua va chạm cơ học, lực cắt và ma sát. Điều này giúp tăng cường hơn nữa sự phân tán và chức năng bề mặt.
Nghiền bi bao gồm việc tác động mạnh, ép đùn và nghiền bột bằng cách quay hoặc rung các viên bi cứng (như bi zirconia hoặc bi mã não). Phương pháp này có thể tinh chế đáng kể các hạt và tăng cường hoạt tính thiêu kết. Tuy nhiên, quá trình ép đùn và nghiền có thể phá hủy cấu trúc hình cầu của bột bạc gần hình cầu. Do đó, phương pháp này thường chỉ phù hợp cho việc chuẩn bị và cải tiến bột bạc dạng vảy.
Phương pháp nghiền bằng luồng khí nén sử dụng luồng khí áp suất cao để đẩy sự tuần hoàn bột trong buồng nghiền. Điều này gây ra va chạm và ma sát giữa các hạt với nhau và giữa hạt với thành buồng, giúp nghiền nhỏ, phân tán và cải thiện độ cầu. Phương pháp này không cần thêm chất phụ gia. Bột sau khi xử lý mịn, phân tán đồng đều và không lẫn tạp chất. So với nghiền bi, nghiền bằng luồng khí nén phù hợp hơn cho việc xử lý bề mặt bột hình cầu. Nó ít ảnh hưởng đến hình thái và cấu trúc bột, ngăn ngừa sự vón cục và có hiệu quả cao hơn. Đây là phương pháp biến đổi bề mặt cơ học được sử dụng phổ biến nhất cho bột bạc điện cực pin mặt trời silicon tinh thể.
Phương pháp phủ hạt bề mặt
Với sự phát triển của các công nghệ pin mặt trời hiệu suất cao mới như TOPCon và HJT, bột bạc cần có hoạt tính thiêu kết cao hơn ở nhiệt độ thấp hơn để đáp ứng quy trình thiêu kết của các tế bào quang điện silicon tinh thể. Một giải pháp phổ biến là sử dụng bột bạc siêu nhỏ và dạng vảy làm chất độn dẫn điện.
Ngoài ra, một số nghiên cứu đề xuất kết hợp nano bạc với vi bạc, đặc biệt là phủ nano bạc lên bề mặt vi bạc. Điều này đảm bảo sự trộn lẫn đồng đều ở cấp độ cấu trúc vi mô và tạo ra cấu trúc bề mặt nano mới cho vi bạc, mang lại cả độ dẫn điện cao và hoạt tính thiêu kết cao. Các phương pháp phổ biến để phủ bề mặt các hạt nano bao gồm các phương pháp vật lý (phủ cơ học) và hóa học (tạo hạt tại chỗ).
Phương pháp phủ cơ học bao gồm khuấy trộn mạnh bằng máy hoặc tác động của luồng khí tốc độ cao để trộn các hạt nano và vi bạc, gây ra va chạm, nghiền và ép đùn, cuối cùng là nhúng nano bạc lên bề mặt hoặc các khoảng trống của vi bạc. Phương pháp này không cần chất phụ gia, đơn giản và không gây ô nhiễm, nhưng cần bột nano và vi bạc phân tán sẵn chất lượng cao. Độ đồng nhất và khả năng phân tán của nano bạc ảnh hưởng rất lớn đến độ đặc của lớp phủ. Thiết bị sử dụng có thể bao gồm máy phủ ba trục lăn, máy nghiền chốt và máy nghiền tuabin, làm tăng độ phức tạp và chi phí của hệ thống.
Phương pháp tạo hạt tại chỗ hình thành các hạt nano bạc trên bề mặt bột bạc kích thước micromet hoặc submicromet thông qua quá trình khử hóa học. Điều này tạo ra một hệ thống dẫn điện composite. Cấu trúc bề mặt nano tăng cường sự tiếp xúc giữa các hạt dẫn điện sau quá trình thiêu kết ở nhiệt độ thấp. Nó tạo thành một mạng lưới dẫn điện hoàn chỉnh hơn và cải thiện độ dẫn điện của hỗn hợp bạc.
So với phương pháp phủ cơ học, phương pháp tạo hạt tại chỗ đạt được lớp phủ đồng đều hơn và phân tán tốt hơn. Tuy nhiên, quy trình của nó phức tạp hơn. Độ khó kỹ thuật cao hơn, và vẫn còn một khoảng cách đáng kể đối với sản xuất quy mô công nghiệp.
Phần kết luận
Tóm lại, việc tối ưu hóa hiệu suất của bột bạc cho keo bạc trong pin mặt trời silicon tinh thể phụ thuộc vào sự kết hợp giữa các kỹ thuật chuẩn bị và xử lý sau. Khử hóa học cung cấp bột nền, nhưng việc biến đổi bề mặt là rất cần thiết để có được keo bạc hiệu suất cao. Các phương pháp bao gồm phủ hữu cơ, composite cơ học và phủ hạt bề mặt, mỗi phương pháp đều có ưu điểm và hạn chế riêng. Sự phát triển trong tương lai nên tập trung vào các quy trình biến đổi bề mặt hiệu quả và có thể kiểm soát được. Sản xuất công nghiệp quy mô lớn các loại bột bạc composite đa cấp cũng rất cần thiết. Những cải tiến này nhằm mục đích giảm chi phí và nâng cao hiệu suất của keo dẫn điện, đáp ứng các yêu cầu của pin mặt trời silicon tinh thể hiệu suất cao mới.
Cảm ơn bạn đã đọc. Tôi hy vọng bài viết của tôi hữu ích. Vui lòng để lại bình luận bên dưới. Bạn cũng có thể liên hệ với bộ phận chăm sóc khách hàng trực tuyến của Zelda nếu có bất kỳ thắc mắc nào khác.
— Đăng bởi Emily Chen