เหตุใดผงเงินทรงกลมจึงจับตัวเป็นก้อนก่อนการเผาผนึก?

สารละลายเงินสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์เป็นวัสดุหลักในการเคลือบโลหะบนขั้วไฟฟ้าของเซลล์แสงอาทิตย์ ผงเงินคิดเป็นน้ำหนัก 701 ถึง 901 กิโลกรัมของสารละลาย ทำให้เป็นส่วนประกอบที่มีราคาสูงที่สุดและเป็นปัจจัยที่มีอิทธิพลมากที่สุดต่อประสิทธิภาพของเซลล์ ผงเงินทรงกลมที่ผลิตได้มีแนวโน้มที่จะจับตัวเป็นก้อนอย่างรุนแรงในระหว่างการอบแห้ง เมื่อเกิดการจับตัวเป็นก้อนแล้ว จะยากมากที่จะแยกออกจากกันด้วยวิธีการทางกลแบบทั่วไป เจ็ทมิลล์ ได้กลายเป็นอุปกรณ์สำคัญสำหรับการกระจายผงเงินทรงกลมที่จับตัวเป็นก้อน และควบคุมการกระจายขนาดอนุภาค.

บทบาทของผงเงินทรงกลมในสารประกอบเงิน PV

สารประกอบเงินสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์แบ่งออกเป็นสารประกอบด้านหน้าและด้านหลัง ซึ่งแต่ละชนิดมีข้อกำหนดที่แตกต่างกันมากสำหรับผงเงิน สารประกอบด้านหน้าจะถูกพิมพ์ลงบนพื้นผิวรับแสงของเซลล์เพื่อสร้างเส้นริ้วและแถบนำไฟฟ้าขนาดเล็ก ทำหน้าที่รวบรวมและนำพาประจุที่เกิดจากแสงได้อย่างมีประสิทธิภาพ ดังนั้นข้อกำหนดสำหรับความแม่นยำในการพิมพ์ ความต้านทานการสัมผัส และการนำไฟฟ้าจึงสูงมาก สารประกอบด้านหน้าต้องใช้ผงเงินทรงกลมที่มีความกลมสูง เนื่องจากอนุภาคทรงกลมไหลได้ดี กระจายตัวอย่างสม่ำเสมอ และต้านทานการตกตะกอนระหว่างการพิมพ์สกรีน ช่วยให้ได้เส้นริ้วที่คมชัดและเครือข่ายนำไฟฟ้าที่หนาแน่นหลังจากการเผาผนึก สารประกอบด้านหลังจะถูกพิมพ์ลงบนพื้นผิวด้านหลังและทำหน้าที่รวบรวมกระแสไฟฟ้าในพื้นที่ขนาดใหญ่และการยึดเกาะ ข้อกำหนดด้านการนำไฟฟ้าค่อนข้างต่ำกว่า และโดยทั่วไปจะใช้ผงเงินเกล็ดเป็นส่วนประกอบหลัก ผสมกับผงเงินทรงกลมในปริมาณเล็กน้อยเพื่อปรับปรุงการไหล.

ในแง่ของข้อมูลตลาด ผงเงินทรงกลมครองส่วนแบ่งตลาดผงเงินสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์มากกว่า 951,000 ตัน และเป็นตัวเลือกที่จำเป็นสำหรับการผลิตเซลล์ PERC และ TOPCon ในปริมาณมาก การบริโภคเงินทั่วโลกสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์แตะระดับ 6,146 ตันในปี 2024 คิดเป็น 171,000 ตันของความต้องการเงินทั้งหมด และคาดว่าจะเพิ่มขึ้นเป็น 7,560 ตันในปี 2025 การติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์ทุก 1 กิกะวัตต์ใช้เงินประมาณ 70 ตัน เมื่อกำลังการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ทั่วโลกเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ความต้องการผงเงินทรงกลมคุณภาพสูงก็เพิ่มขึ้นควบคู่กันไป.

การจับตัวเป็นก้อน: ปัญหาหลักในการผลิตผงเงินทรงกลม

วิธีการหลักในการผลิตผงเงินทรงกลมคือการลดทางเคมี ซึ่งควบคุมขนาดอนุภาคโดยการปรับค่า pH อัตราการหยดของสารลด และปริมาณสารช่วยกระจายตัว วิธีนี้ใช้งานง่าย ควบคุมได้ดี และยังคงเป็นกระบวนการหลักสำหรับการผลิตผงเงินในเซลล์ซิลิคอนผลึก อย่างไรก็ตาม ผงเงินที่ผลิตโดยการลดทางเคมีมักมีขนาดอนุภาคอยู่ในช่วงไมครอนหรือแม้แต่ต่ำกว่าไมครอน มีพื้นที่ผิวจำเพาะสูงและพลังงานผิวสูง ในระหว่างการอบแห้ง อนุภาคจะจับตัวกันเป็นก้อนได้ง่าย การจับตัวกันเป็นก้อนนี้ไม่ใช่การรวมกลุ่มทางกายภาพธรรมดา แต่เป็นการจับตัวกันเป็นก้อนหนาแน่นที่เกิดจากแรงแวนเดอร์วาลส์และปฏิกิริยาประจุบนพื้นผิว เมื่อเกิดขึ้นแล้ว การกระจายตัวของก้อนเหล่านี้จะทำได้ยากมากหากใช้การกวนเชิงกลแบบธรรมดาหรือวิธีการอัลตราโซนิก.

หากนำผงเงินที่จับตัวเป็นก้อนมาใช้โดยตรงในการผลิตสารละลายเงิน จะเกิดปัญหาหลายประการ การกระจายขนาดอนุภาคจะกว้างขึ้น และอนุภาคขนาดใหญ่สามารถอุดตันช่องตาข่ายของเครื่องพิมพ์สกรีน ทำให้เกิดการขาดตอนหรือรอยขรุขระ ผงเงินจะตกตะกอนเร็วขึ้นในตัวทำละลายอินทรีย์ ทำให้ความเสถียรในการเก็บรักษาสารละลายลดลง ในระหว่างการเผาผนึก อนุภาคภายในก้อนที่จับตัวเป็นก้อนจะไม่หลอมรวมกันอย่างเพียงพอ ทำให้เกิดช่องว่างหรือข้อบกพร่องในโครงข่ายนำไฟฟ้า ซึ่งจะเพิ่มความต้านทานการสัมผัสและในที่สุดจะลดประสิทธิภาพการแปลงพลังงานของเซลล์ ดังนั้น ผงเงินจะต้องได้รับการกระจายตัวอย่างมีประสิทธิภาพก่อนที่จะนำไปใช้ในการผลิตสารละลาย.

วิธีการทำงานของการกัดด้วยเจ็ท และข้อดีทางเทคนิค

เครื่องบดแบบเจ็ทใช้ก๊าซแรงดันสูงและความเร็วสูงเป็นแรงบดเพียงอย่างเดียว อนุภาคของวัสดุถูกขับเคลื่อนด้วยกระแสก๊าซความเร็วสูงและเกิดการชนกัน การเสียดสี และแรงเฉือนระหว่างอนุภาคด้วยความถี่สูง กระบวนการนี้จะทำลายกลุ่มอนุภาคและลดขนาดอนุภาคให้ละเอียดมาก ล้อคัดแยกแบบไดนามิกในตัวจะทำการคัดแยกไปพร้อมกัน อนุภาคหยาบจะถูกส่งกลับไปบดต่อ ในขณะที่อนุภาคละเอียดจะผ่านล้อคัดแยกและออกไป ทำให้ได้การกระจายขนาดอนุภาคที่แคบในขั้นตอนเดียว.

การบดด้วยเจ็ทมีข้อดีที่สำคัญสามประการสำหรับการกระจายผงเงินทรงกลม ในแง่ของความบริสุทธิ์ กระบวนการทั้งหมดไม่ใช้ตัวกลางในการบด ทำให้ขจัดสิ่งปนเปื้อนของโลหะตั้งแต่ต้นทาง ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับผงเงินด้านหน้า (front-side silver powder) ที่ต้องการความบริสุทธิ์สูงมาก พร้อมการควบคุมสิ่งเจือปนของตะกั่ว เหล็ก และทองแดงอย่างเข้มงวด ในแง่ของความเป็นทรงกลม การบดด้วยเจ็ททำให้เกิดการกระจายตัวผ่านการชนกันเองของอนุภาค ทำให้เกิดความเสียหายต่อรูปร่างทรงกลมน้อยกว่าวิธีการบดเชิงกลอื่นๆ ผงเงินที่กระจายตัวแล้วยังคงรักษาความเป็นทรงกลมไว้ได้สูง ในแง่ของการควบคุมขนาดอนุภาค โดยการปรับแรงดันหัวฉีด ความเร็วของล้อคัดแยก และอัตราการป้อน สามารถควบคุม D50 ได้อย่างแม่นยำภายในช่วงเป้าหมายด้วยการกระจายตัวที่แคบ ซึ่งตรงตามข้อกำหนดที่เข้มงวดของสารละลายเงิน PV.

สิทธิบัตรยุโรป EP4516432A1 เปิดเผยวิธีการผลิตผงเงิน โดยขั้นตอนการแตกตัวจะใช้การชนกันของอนุภาคเพื่อลดความไม่เรียบของพื้นผิวอนุภาคเงินไปพร้อมกัน ทำให้พื้นผิวเรียบเนียน ผงเงินที่มีพื้นผิวเรียบจะไหลได้ดีกว่า มีความหนาแน่นสูงกว่า และแสดงความเสถียรในการกระจายตัวที่ดีกว่าในตัวทำละลายอินทรีย์ หลังจากผ่านกระบวนการบดด้วยเจ็ทมิลล์ ความหนาแน่นของผงเงินสามารถสูงกว่า 4.0 กรัม/ซม³ โดยผลิตภัณฑ์คุณภาพสูงจะมีความหนาแน่น 4.2 ถึง 5.0 กรัม/ซม³ ความหนาแน่นที่สูงขึ้นหมายถึงวัสดุตัวนำไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นต่อปริมาตรหนึ่งหน่วย ส่งผลให้ฟิล์มหนาที่เผาผนึกมีความหนาแน่นมากขึ้นและมีความต้านทานต่ำลง.

การป้องกันด้วยก๊าซเฉื่อยและการประมวลผลแบบวงปิด

ผงเงินที่พุ่งชนกันด้วยความเร็วสูงในอากาศมีความเสี่ยงต่อการเกิดออกซิเดชัน ชั้นออกไซด์บนพื้นผิวจะลดประสิทธิภาพการเผาผนึกและคุณสมบัติทางไฟฟ้าของผงลงอย่างมาก. ผงมหากาพย์ นำเสนอโซลูชันการป้องกันด้วยก๊าซเฉื่อยแบบวงปิดสำหรับการแปรรูปผงโลหะมีค่า ระบบเจ็ทมิลล์ทั้งหมดทำงานในสภาวะปิดสนิท โดยใช้ไนโตรเจนหรืออาร์กอนเป็นก๊าซบด และควบคุมปริมาณออกซิเจนให้อยู่ในระดับต่ำมากเพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชันบนพื้นผิวเงินได้อย่างมีประสิทธิภาพ การออกแบบแบบวงปิดยังช่วยให้ไม่มีการปล่อยฝุ่นละอิง ปกป้องสภาพแวดล้อมการทำงานและป้องกันการสูญเสียวัสดุโลหะมีค่า.

ภายใต้สภาวะก๊าเฉื่อย การก่อตัวของชั้นออกไซด์บนพื้นผิวอนุภาคเงินจะถูกยับยั้ง ทำให้รักษาประสิทธิภาพการเผาผนึกไว้ได้ สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับเซลล์ชนิด N เซลล์ TOPCon และ HJT ใช้โครงสร้างหน้าสัมผัสแบบพาสซิเวตและกระบวนการเผาผนึกที่อุณหภูมิต่ำ โดยมีอุณหภูมิการเผาผนึกต่ำกว่า PERC ทั่วไป 200 ถึง 300 องศา ซึ่งทำให้ประสิทธิภาพการเผาผนึกของผงเงินสูงขึ้น หากมีชั้นออกไซด์อยู่บนพื้นผิวเงิน ผงจะไม่สามารถหลอมรวมกันได้อย่างสมบูรณ์ในระหว่างการเผาผนึกที่อุณหภูมิต่ำ และความต้านทานการสัมผัสจะเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด การบดด้วยเจ็ทภายใต้การป้องกันด้วยก๊าเฉื่อยจะช่วยขจัดความเสี่ยงนี้ได้ตั้งแต่ต้นทาง.

การเลือกอุปกรณ์: พารามิเตอร์หลักสำหรับบุคลากรด้านเทคนิค

ในการเลือกอุปกรณ์สำหรับการกระจายผงเงิน บุคลากรทางเทคนิคควรให้ความสำคัญกับมิติสำคัญหลายประการ แรงดันหัวฉีดกำหนดพลังงานจลน์ของการชนกันของอนุภาคและส่งผลโดยตรงต่อการแตกตัวของกลุ่มอนุภาค โดยทั่วไปการกระจายผงเงินต้องการแรงดันใช้งาน 0.4 ถึง 0.8 MPa ความเร็วของล้อคัดแยกควบคุมจุดตัดขนาดอนุภาค: ความเร็วที่สูงขึ้นจะทำให้ได้อนุภาคที่ละเอียดขึ้น และช่วงความเร็วที่ต้องการควรคำนวณจากค่า D50 และ D97 เป้าหมาย วัสดุของห้องบดต้องเป็นเซรามิกหรือบุด้วยโพลียูรีเทนหรือวัสดุที่ไม่ใช่โลหะที่คล้ายกันเพื่อป้องกันเหล็ก โครเมียม และสิ่งเจือปนอื่นๆ จากผนังห้องระหว่างการชนกัน ระดับการกรองก๊าซส่งผลต่อความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์: อากาศอัดหรือก๊าซเฉื่อยต้องผ่านตัวกรองที่มีความแม่นยำสูง โดยมีปริมาณน้ำมันควบคุมต่ำกว่า 0.01 ppm และการกรองฝุ่นละเอียดถึง 0.01 ไมโครเมตร.

สำหรับระบบก๊าซเฉื่อยแบบวงปิด ประสิทธิภาพการปิดผนึกของระบบการกู้คืนและการหมุนเวียนก๊าซจะต้องได้รับการตรวจสอบด้วย ความแม่นยำในการตรวจสอบออกซิเจนควรอยู่ที่ระดับ ppm โดยมีการตรวจสอบความเข้มข้นของออกซิเจนในห้องอย่างต่อเนื่องในระหว่างการทำงาน และการเติมก๊าซและการไล่ก๊าซโดยอัตโนมัติหากระดับเกินเกณฑ์ การใช้ก๊าซส่งผลโดยตรงต่อต้นทุนการดำเนินงาน โดยทั่วไปแล้วการใช้ก๊าซสำหรับการกระจายผงเงินจะอยู่ที่ประมาณ 30 ถึง 50 Nm³ ต่อวัสดุ 1 ตัน การออกแบบอุปกรณ์ควรเพิ่มประสิทธิภาพการหมุนเวียนให้สูงสุดเพื่อลดปริมาณการเติมก๊าซเฉื่อย.

การทดสอบโซลูชันและวัสดุของเครื่องบดผงเจ็ท Epic

ผงวิเศษ ฟลูอิไดซ์เบดตรงข้ามกับ Air Jet Mill เครื่องนี้เป็นรุ่นที่เหมาะสมสำหรับการกระจายผงเงิน อุปกรณ์นี้มีช่วงการปรับขนาดอนุภาค D50 ที่ควบคุมได้ตั้งแต่ 1 ถึง 25 ไมโครเมตร และ D97 ที่ควบคุมได้ตั้งแต่ 2 ถึง 45 ไมโครเมตร พร้อมการบดที่อุณหภูมิต่ำโดยไม่ต้องใช้ตัวกลาง การทำงานแบบปิดสนิทปราศจากฝุ่น และการกระจายขนาดอนุภาคที่แคบ เหมาะสำหรับวัสดุที่ไวต่อความร้อน เสี่ยงต่อการปนเปื้อน และมีมูลค่าสูง หัวฉีดหลายหัวที่อยู่ตรงข้ามกันสร้างโซนการชนที่มีความเข้มข้นสูงที่ใจกลางของเตาเผาแบบฟลูอิไดซ์ ทำให้ได้ประสิทธิภาพการบดสูงและใช้พลังงานต่ำ ล้อคัดแยกประสิทธิภาพสูงในตัวช่วยให้ได้ขนาดอนุภาคที่แม่นยำและมีความสามารถในการทำซ้ำได้ดี.

Epic Powder has mature experience in precious metal powder processing. We provide closed-loop inert gas processes capable of safe, oxidation-free processing of silver, platinum, and other precious metal powders. After equipment delivery, Epic Powder provides installation, commissioning, and operator training to ensure production line personnel can handle inert gas purging, particle size adjustment, and routine maintenance.

ข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับผงเงินในสารละลายเงิน PV

ปัจจัยด้านกำลังการผลิตและต้นทุนสำหรับผู้ซื้อ

การเลือกอุปกรณ์ไม่ได้พิจารณาเฉพาะข้อกำหนดทางเทคนิคเท่านั้น แต่ยังต้องพิจารณาถึงกำลังการผลิตและต้นทุนด้วย กำลังการผลิตของเครื่องบดแบบเจ็ทขึ้นอยู่กับลักษณะของวัสดุและขนาดอนุภาคที่ต้องการ สำหรับการกระจายผงเงิน กำลังการผลิตโดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 5 ถึง 50 กิโลกรัมต่อชั่วโมง ขึ้นอยู่กับขนาดของอุปกรณ์และความแม่นยำในการคัดแยก ผู้ซื้อควรคำนวณกำลังการผลิตของอุปกรณ์ที่ต้องการโดยพิจารณาจากการใช้ผงเงินในแต่ละวันของสายการผลิตวาง โดยเผื่อปริมาณไว้ 201 ถึง 301 ตัน เพื่อรองรับความผันผวนของการผลิต.

ต้นทุนการดำเนินงานส่วนใหญ่ประกอบด้วยการใช้พลังงานก๊าซและการใช้ก๊าซเฉื่อย ในระบบวงปิด ก๊าซเฉื่อยจะถูกนำกลับมาใช้ใหม่ โดยปริมาณการเติมโดยทั่วไปจะอยู่ที่ 5% ถึง 10% ของปริมาณก๊าซทั้งหมดในระบบ ทำให้ต้นทุนการเติมไนโตรเจนอยู่ในระดับที่จัดการได้ สำหรับการบำรุงรักษา หัวฉีดและล้อคัดแยกเป็นชิ้นส่วนที่สึกหรอมากที่สุด หัวฉีดเซรามิกมีอายุการใช้งานประมาณ 2,000 ถึง 3,000 ชั่วโมง การสึกหรอของใบมีดล้อคัดแยกขึ้นอยู่กับความแข็งของวัสดุ ผงเงินมีความแข็งโมห์ต่ำ ดังนั้นการสึกหรอจึงค่อนข้างช้าและช่วงเวลาการบำรุงรักษาจึงยาวนานกว่า.

คำถามที่พบบ่อย

การบดด้วยเจ็ททำให้ความกลมของผงเงินเสียหายหรือไม่?

การบดด้วยเจ็ทช่วยให้เกิดการกระจายตัวผ่านการชนกันระหว่างอนุภาคโดยปราศจากการบีบอัดและแรงเสียดทานของวัสดุบด ดังนั้นความเสียหายต่อรูปร่างทรงกลมจึงน้อยที่สุด ความเป็นทรงกลมของผงเงินที่กระจายตัวสามารถคงไว้ได้เหนือ 0.9.

ผงเงินจะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันระหว่างกระบวนการบดด้วยเครื่องเจ็ทหรือไม่?

ด้วยระบบป้องกันก๊าซเฉื่อยแบบวงปิดโดยใช้ไนโตรเจนหรืออาร์กอนเป็นตัวกลางก๊าซ ปริมาณออกซิเจนในระบบจึงถูกควบคุมให้อยู่ในระดับต่ำมาก ความเสี่ยงต่อการเกิดออกซิเดชันบนพื้นผิวเงินจึงต่ำมาก และกิจกรรมการเผาผนึกยังคงอยู่.

หลังจากส่งมอบอุปกรณ์แล้ว มีการให้การสนับสนุนหลังการขายอย่างไรบ้าง?

ผงมหากาพย์ ให้บริการติดตั้ง ทดสอบระบบ ฝึกอบรมผู้ปฏิบัติงาน และให้การสนับสนุนทางเทคนิคจากระยะไกล บุคลากรในสายการผลิตจะได้เรียนรู้การไล่ก๊าซเฉื่อย การปรับขนาดอนุภาค และการบำรุงรักษาตามปกติ ชิ้นส่วนสึกหรอ เช่น หัวฉีดเซรามิกและใบมีดล้อคัดแยกขนาดอนุภาค มีสต็อกไว้พร้อมจัดส่งอย่างรวดเร็ว.

หากต้องการข้อมูลเกี่ยวกับสารละลายกระจายตัวของผงเงิน การทดสอบวัสดุ หรือใบเสนอราคาอุปกรณ์ โปรดเยี่ยมชมเว็บไซต์ของเรา www.jet-mills.com เพื่อติดต่อทีมงานด้านเทคนิคของ Epic Powder.

ขอบคุณที่อ่าน ฉันหวังว่าบทความของฉันจะเป็นประโยชน์ โปรดแสดงความคิดเห็นด้านล่าง คุณยังสามารถ ติดต่อ EPIC ตัวแทนลูกค้าออนไลน์ของ Powder เซลดา หากต้องการสอบถามเพิ่มเติม”

- เจสัน หว่อง, วิศวกร