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太阳能正银浆料用正银粉技术
编号: NY-171203-01005
名称: 太阳能正银浆料用正银粉技术
领域: 新能源
成果形式:
投资额: 50-100万万
案例数: 1家
技术阶段: 小批量阶段
合作方式: 技术入股

方案详述

本项目采用模板法在球型银粉表面覆集纳米银线,增大单一球面的局部接触面积,提高烧结活性。

据调研了解,目前,国内银粉生产工艺主要有两类,一类以提前投入晶种的方式,控制粉体粒径以及分布,通过这类方式可以制备D501~4微米球形银粉,另一类通过流量控制的方式,控制成核过程以及晶种的生长速率,所制备的银粉会出现大小不一的球形银粉,后续一般需要通过球磨工艺来控制粉体分散性。本项目利用自动化流量控制设备,通过管式反应器,控制粉体的粒径以及分布,滚筒式球磨机对粉体进行二次分散,经喷雾干燥获得成品。该全自动连续工艺,保障了产品质量的稳定一致性,同时提高了粉体分散性和流动性。该生产方式已在实验室实现了小试(1公斤硝酸银),产品参数对比如下所示,该生产工艺对温度敏感,保障生产的稳定一致性,需要在恒温恒湿环境下进行,同时由于反应温度在25-35℃之间,因此所需的管式反应器以及反应釜需要温控恒定。现产品指标与进行银粉相比,松装密度密度偏低,这可能与生产环境有关,具体工作后改善生产条件再进一步细化。

型号

松装密度(g/ml

振实密度(g/ml

粒径(微米)

比表面积(m2/g

水分(%

烧损值(%

D10

D50

D90

D100

日本同和(国外)

4.64

6.19

1.53

2.42

3.81

6.61

0.406

0.05

0.68

思美特

-

5.94

1.28

2.19

3.66

5.89

0.5-0.6

0.06

0.16

自制

3.65

6.72

1.25

2.27

3.92

7.48

0.456

0.03

0.14

技术优势

光伏银浆是由银粉、玻璃粉、有机载体、助剂组成,通过丝网印刷工艺,将浆料丝印在硅片的正面形成主栅和辅栅,作为正极收集电子,印刷在硅片背面印刷背电极。据行业统计了解,国内太阳能电池片厂所用光伏银浆总量在2000吨/年,其中进口占到70%以上市场份额,主要供应商有美国杜邦、德国贺利氏、台湾硕禾、韩国三星,国产化占比不超过30%市场份额,生产厂家有苏州晶银、上海匡宇、深圳首骋、浙江光达、浙江中希等。其中国内电池片厂所用浆料的银粉用量在1600吨/年,其中正银浆料用银粉用量在1200吨/年,背银浆料用银粉用量在400吨/年。自2010年以来,有湖南国银、江苏凯尚、山东建邦、昆明诺曼、宁波晶鑫、中科铜都、成都中钞、成都天甫等组建正银粉研发,至今仍未实现批量化生产。直至2015年,由苏州思美特表面处理材料有限公司技术团队与中国船舶工业712所合作,开发了正银粉并实现了批量供货,据了解2017年该公司银粉销售量在300-400吨,其中正银粉销售量达200吨以上。


光伏电池片用原材料随着光伏产业的发展一直是稳中有进,但是最近几年,随着政府对光伏发电的补贴政策、反倾销政策等影响,增长幅度有所降缓。但是对光伏浆料而已,自2012年以来,杜邦退出PV17B,业界号称“神浆”,将光电转化效率一次性提高1%以来,各大浆料厂所推出的技术创新点集中在降低欧姆接触电阻、提高丝印高宽比。从各大国外浆料厂所用银粉而言,变数不变,可能由于光伏浆料主要讲究是组份之间的相容匹配性,以上的两方面问题,主要的调整对象是玻璃粉和有机载体。也可能由于银粉作为贵金属粉末,一方面研发成本较高,另一方面作为一种组份材料,与多组分之间的匹配较难,所以一般都需要选择单一变量进行针对性开发。

目前,国外主流正银粉生产厂家为日本同和,国内正银粉以思美特为主,这两家的产品均实现很好的匹配性以及生产批次稳定性。现在正银浆料厂也在不断扩张,像上海匡宇、无锡帝科、苏州晶银、浙江光达、浙江中希、深圳首骋、杭州正银、江苏正能、海宁瑞银、西安宏星、上海大洲、北京合众、江西佳因光电、深圳比亚迪、东莞贝特利、广州儒兴、湖南国银等,国产正银浆料占比将近30%的市场份额,同时国内浆料厂对国内银粉的重视程度随2015年同和爆炸后,也在国内积极扶植,目前也仅此斯美特实现批量供货。预期到2018年后,国产正银浆料市场份额占比浆达到40%,银粉需求量也将达到500/年。现各大银粉厂也在紧锣密鼓的布局,与浆料厂进行战略合作,积极推广正银粉的研发。


本项目基于如何提高球形银粉烧结活性为前提,同时结合浙江凯盈希拉里博士所得出的:粗糙银粉表面将改变浆料流变性,提高印刷后高宽比,从而提高光电转化效率。提出一系列高烧结活性、高分散性球形银粉,本项目采用模板法在球型银粉表面覆集纳米银线,增大单一球面的局部接触面积,同时表明覆含纳米线有利于玻璃粉在烧结过程中的溶银,有利于降低银线与硅片间欧姆接触电阻,同时通过自动化流水线生产工艺,提高粉体分散性,改善粉体流动性。

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