中國粉體網訊 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換效率。光伏銀漿系配方型產品，其主要生產原料包括銀粉、樹脂粘接相、溶劑，添加劑、玻璃粉等以共同組成配方，也是制備優良漿料的關鍵。
國內的高端銀粉主要源于進口，其原因在于國內銀粉的批次穩定性、粒徑調控以及分散性能欠缺，導致現階段高端銀粉市場主要由日本的同和控股集團(Dowa Holdings)和美國的AMES公司占據，存在技術封鎖的風險。
銀粉的本征性質體現在功能金屬粉體特性，既有銀金屬單質的導電性能，又具有粉體的獨特性能。銀漿中銀粉含量占比最高，通常所占比重達80%~90%。因此，銀粉也被認為是銀漿中最為核心的材料。眾多報道表明，銀粉的形貌、分散性、粒度大小、表面性質均對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生產過程中最重要的檢測項目之一。常見的銀粉形貌有球形或類球形、片狀、樹枝狀、花枝狀等，通常，球形或類球形銀粉主要由化學合成法制備，而其他形貌的銀粉主要采用機械球磨法制備。
樹枝狀銀粉
不同形貌的銀粉因堆積方式不同，會對印刷過程中銀漿的流暢性及燒結后導電膜的致密性與電阻產生影響，甚至還會影響燒結后銀膜的表面亮度。
通常，粒度分布均勻、振實密度高的球形、類球形銀粉或片狀銀粉在燒結過程中能產生大小適宜、數量適中的銀微晶，形成的導電膜的接觸面結構及電極的導電性均良好，制備得到的太陽電池的光電轉換效率高。
在實際生產過程中，為了減少燒結后銀膜的孔隙率、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合理搭配來調制銀漿，以獲得實用效果最優的銀漿。
粒度分布
銀粉的粒度分布也是銀粉研發和應用過程中非常重要的檢測項目。當粒度尺寸一定時，粒度分布均勻的銀粉調制成的銀漿能夠流暢地通過絲網，印刷過程中不易出現斷點、斷線現象；而粒度各異、粒度分布不均勻的銀粉調制成的銀漿在印刷過程中可能會因粒度過大堵塞網孔或過小形成團聚從而引起印刷不流暢，出現斷點、斷線的情況，導致燒結后導電膜的導電性能下降。
通常，粒度分布在0.5～5.0µm之間的銀粉比較適用于太陽電池用銀漿的調制，比如：日本的同和控股集團生產的太陽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
實際上，在銀漿調配過程中，也常用不同粒徑的銀粉進行復配以獲得復合粉，目的在于降低銀漿在印刷后銀粉自然堆積狀態下的空隙率，有利于降低燒結后導電膜的孔隙率，減小電路的串聯電阻，最終達到光伏電池能量轉換效率提升的目的。
分散性
銀粉的分散性是對銀粉顆粒獨立存在狀態的描述，通常，分散性較好的銀粉無法用肉眼看到結塊或較大粉團，而且通過電鏡觀測到的銀粉顆粒也不存在多個顆粒團聚結塊的現象。
銀粉的分散性直接影響銀漿的調制效果，分散性好的銀粉在銀漿調制過程中能與有機體系充分潤濕、混合，均質分散在有機載體中，使銀漿具有很好的觸變性和流平性，絲網印刷過程中能連續、流暢、均勻地通過網孔，形成完整的電路圖案，有利于實現大規模連續生產；而分散性不好的銀粉，因銀粉顆粒團聚等因素導致的結塊、粉團在有機載體中無法完全分散、充分潤濕，在絲網印刷過程中，結塊、粉團無法順利通過網孔，造成印刷線路斷點、斷線，最終導致電池表面的電極導電性變差。
現常用于改善銀顆粒分散性的方法是通過引入適量的分散劑和改性劑對銀粉的表面進行改性處理，通過吸附或化學反應在銀顆粒外表制備一層有機層來降低粉顆粒的表面能，以達到顆粒間能單獨分散、防止團聚目的。
常用的分散性試劑
除了添加化學試劑改善銀粉的分散性，工業上也常采用物理法對銀粉進行分散。例如先采用氣流磨對銀粉進行粉碎，后采用精細氣流分級機對粉體分級處理，最終獲得粒度分布小且分散性好的銀粉顆粒。
振實密度
振實密度是衡量銀粉顆粒間堆積緊密情況的參數指標，直接反映了銀粉在生成過程中晶粒的完整度。堆疊緊致的銀粉顆粒往往空隙較小，在印刷和燒結過程能夠有效降低電路中的串聯電阻，提高導電膜的導電能力。
影響振實密度的因素主要包括：1)銀粉形貌；2)銀粉的球形度(規則度)；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。高振實密度的銀粉通常表現為球形度高、表面光滑、粒度分布均勻、尺寸均一等特點。另外，銀粉的振實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。
振實密度對銀漿的影響主要體現在調制的粘度上，振實密度高，往往導致顆粒間吸附的溶劑少，粘度較大，相反，振實密度低，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密度更易滿足需求。
提高振實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行調配制得復合粉，以達到大顆粒間填滿小顆粒，空隙率較低，銀粉的致密度較高，以獲得良好的導電率。
比表面積
銀粉的比表面積與銀粉的形貌及粒度有關。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，調制的銀漿越利于低溫燒結，且在燒結過程中易發生“熔焊”。“熔焊”有助于形成致密的導電膜，能增強銀粉顆粒之間的接觸并顯著提高導電膜的導電性。銀粉的比表面積越小，其表面活性越低，燒結時越不利于銀粉熔化成膜。
參考來源：
[1]廖志輝等：光伏銀漿配方原料對太陽能電池性能影響綜述，特種化學電源國家重點實驗室
[2]屈新鑫等：銀粉對銀漿性能的影響及其主要制備方法綜述，英特派鉑業股份有限公司
（中國粉體網編輯整理/平安）
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