Bột bạc quang điện là vật liệu cốt lõi để mạ điện cực cho pin mặt trời. Bột bạc chiếm từ 701 đến 901 tấn trọng lượng của bột. Điều này khiến nó trở thành thành phần có chi phí cao nhất và là yếu tố ảnh hưởng lớn nhất đến hiệu suất của pin. Bột bạc dạng hình cầu được sản xuất có xu hướng vón cục nghiêm trọng trong quá trình sấy khô. Một khi các khối vón cục này hình thành, chúng cực kỳ khó phá vỡ bằng các phương pháp cơ học thông thường. nhà máy phản lực đã trở thành thiết bị chủ chốt để phân tán bột bạc hình cầu kết tụ và kiểm soát sự phân bố kích thước hạt.
Vai trò của bột bạc hình cầu trong keo bạc PV
Keo bạc dùng trong quang điện được chia thành keo mặt trước và keo mặt sau, mỗi loại có những yêu cầu rất khác nhau đối với bột bạc. Keo mặt trước được in trên bề mặt thu sáng của tế bào để tạo thành các đường dẫn và thanh dẫn điện mảnh. Nó chịu trách nhiệm thu thập và dẫn điện hiệu quả các hạt tải điện do quang điện tạo ra, vì vậy yêu cầu về độ chính xác in ấn, điện trở tiếp xúc và độ dẫn điện là cực kỳ cao. Keo mặt trước phải sử dụng bột bạc hình cầu có độ cầu cao, vì các hạt hình cầu chảy tốt, phân tán đồng đều và chống lắng đọng trong quá trình in lưới. Điều này đảm bảo độ nét của đường lưới và mạng dẫn điện dày đặc sau khi nung. Keo mặt sau được in trên bề mặt phía sau và đảm nhiệm việc thu dòng điện và độ bám dính trên diện tích lớn. Yêu cầu về độ dẫn điện của nó tương đối thấp hơn, và nó thường sử dụng bột bạc dạng vảy làm thành phần chính, được trộn với một lượng nhỏ bột bạc hình cầu để cải thiện khả năng chảy.
Về dữ liệu thị trường, bột bạc hình cầu hiện chiếm hơn 951 tấn/3 tấn thị phần bột bạc dùng cho pin mặt trời và là lựa chọn bắt buộc cho sản xuất hàng loạt cả pin PERC và TOPCon. Lượng tiêu thụ bạc toàn cầu cho pin mặt trời đạt 6.146 tấn vào năm 2024, chiếm 171 tấn/3 tấn tổng nhu cầu bạc, và dự kiến sẽ tăng lên 7.560 tấn vào năm 2025. Mỗi gigawatt công suất pin mặt trời tiêu thụ khoảng 70 tấn bạc. Khi công suất pin mặt trời toàn cầu tiếp tục tăng, nhu cầu về bột bạc hình cầu chất lượng cao cũng tăng theo.
Sự kết tụ: Vấn đề cốt lõi trong sản xuất bột bạc hình cầu
Phương pháp chính để sản xuất bột bạc hình cầu là khử hóa học, kiểm soát kích thước hạt bằng cách điều chỉnh độ pH, tốc độ nhỏ giọt chất khử và liều lượng chất phân tán. Phương pháp này dễ vận hành, cho phép kiểm soát tốt và vẫn là quy trình chính để sản xuất bột bạc dùng cho pin silicon tinh thể. Tuy nhiên, bột bạc được sản xuất bằng phương pháp khử hóa học thường có kích thước hạt trong phạm vi micromet hoặc thậm chí dưới micromet, với diện tích bề mặt riêng lớn và năng lượng bề mặt cao. Trong quá trình sấy khô, các hạt dễ bị vón cục. Sự vón cục này không chỉ đơn thuần là sự kết tụ vật lý mà là các cụm hạt dày đặc được hình thành thông qua lực van der Waals và tương tác điện tích bề mặt. Sau khi hình thành, các cụm hạt này rất khó phân tán hoàn toàn bằng các phương pháp khuấy cơ học hoặc siêu âm thông thường.
Nếu sử dụng trực tiếp bột bạc kết tụ để pha chế hỗn hợp bạc dán, sẽ phát sinh một loạt vấn đề. Sự phân bố kích thước hạt sẽ mở rộng, và các hạt lớn có thể làm tắc nghẽn các lỗ lưới in lụa, gây ra hiện tượng đứt đoạn đường lưới hoặc gờ. Bột bạc lắng nhanh hơn trong chất mang hữu cơ, làm giảm độ ổn định khi bảo quản hỗn hợp. Trong quá trình thiêu kết, các hạt bên trong các khối kết tụ không kết dính đầy đủ, tạo ra các lỗ rỗng hoặc khuyết tật trong mạng dẫn điện, làm tăng điện trở tiếp xúc và cuối cùng làm giảm hiệu suất chuyển đổi của pin mặt trời. Do đó, bột bạc phải được phân tán hiệu quả trước khi đưa vào công thức pha chế hỗn hợp.
Cách thức hoạt động của công nghệ phay tia nước và những ưu điểm kỹ thuật của nó.
Máy nghiền khí nén sử dụng khí áp suất cao, tốc độ cao làm lực nghiền duy nhất. Các hạt vật liệu được đẩy đi bởi luồng khí tốc độ cao và trải qua các va chạm giữa các hạt với tần số cao, ma sát và lực cắt. Quá trình này phá vỡ các cụm hạt và đạt được kích thước siêu mịn. Bánh xe phân loại động tích hợp thực hiện việc phân loại đồng thời. Các hạt thô được đưa trở lại để nghiền thêm trong khi các hạt mịn đi qua bánh xe phân loại và thoát ra ngoài, đạt được sự phân bố kích thước hạt hẹp chỉ trong một bước.
Phương pháp nghiền bằng tia khí mang lại ba ưu điểm chính cho việc phân tán bột bạc hình cầu. Về độ tinh khiết, toàn bộ quy trình không sử dụng vật liệu nghiền, loại bỏ sự nhiễm bẩn kim loại ngay từ đầu. Điều này rất quan trọng đối với bột bạc dùng cho mặt trước của pin mặt trời, đòi hỏi độ tinh khiết cực cao với sự kiểm soát chặt chẽ các tạp chất chì, sắt và đồng. Về độ cầu, phương pháp nghiền bằng tia khí đạt được sự phân tán thông qua sự tự va chạm của các hạt. Nó gây ra ít hư hại đến hình thái cầu hơn so với các phương pháp nghiền cơ học khác. Bột bạc phân tán vẫn giữ được độ cầu cao. Về khả năng kiểm soát kích thước hạt, bằng cách điều chỉnh áp suất vòi phun, tốc độ bánh xe phân loại và tốc độ cấp liệu, kích thước D50 có thể được kiểm soát chính xác trong phạm vi mục tiêu với sự phân bố hẹp, đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt của bột bạc dùng cho pin mặt trời.
Bằng sáng chế châu Âu EP4516432A1 mô tả phương pháp sản xuất bột bạc, trong đó bước phân rã sử dụng va chạm giữa các hạt để đồng thời giảm thiểu các bất thường trên bề mặt các hạt bạc, giúp làm mịn bề mặt. Bột bạc có bề mặt mịn sẽ chảy tốt hơn, có mật độ nén cao hơn và thể hiện độ ổn định phân tán tốt hơn trong các chất mang hữu cơ. Sau quá trình nghiền bằng máy nghiền tia, mật độ nén của bột bạc có thể đạt trên 4,0 g/cm³, với các sản phẩm cao cấp đạt từ 4,2 đến 5,0 g/cm³. Mật độ nén cao hơn có nghĩa là có nhiều vật liệu dẫn điện hoạt tính hơn trên mỗi đơn vị thể tích, dẫn đến màng dày được thiêu kết đặc hơn và điện trở thấp hơn.
Bảo vệ bằng khí trơ và xử lý vòng kín
Sự va chạm của bột bạc với tốc độ cao trong không khí tiềm ẩn nguy cơ oxy hóa. Lớp oxit trên bề mặt làm giảm đáng kể hoạt tính thiêu kết và hiệu suất điện của bột. Bột sử thi Hệ thống này cung cấp giải pháp bảo vệ bằng khí trơ khép kín cho quá trình xử lý bột kim loại quý. Toàn bộ hệ thống máy nghiền khí hoạt động trong trạng thái kín, sử dụng nitơ hoặc argon làm môi trường khí nghiền, với hàm lượng oxy được kiểm soát ở mức cực thấp để ngăn ngừa hiệu quả quá trình oxy hóa bề mặt bạc. Thiết kế khép kín cũng giúp loại bỏ hoàn toàn bụi, bảo vệ môi trường làm việc và ngăn ngừa thất thoát vật liệu kim loại quý.
Trong điều kiện khí trơ, sự hình thành lớp oxit trên bề mặt các hạt bạc bị ức chế, giúp duy trì hoạt động thiêu kết. Điều này đặc biệt quan trọng đối với các pin loại N. Pin TOPCon và HJT sử dụng cấu trúc tiếp xúc được thụ động hóa và quy trình thiêu kết ở nhiệt độ thấp, với nhiệt độ thiêu kết thấp hơn 200 đến 300 độ so với PERC thông thường. Điều này đặt ra yêu cầu cao hơn đối với hoạt động thiêu kết của bột bạc. Nếu có lớp oxit trên bề mặt bạc, bột không thể hoàn toàn nóng chảy trong quá trình thiêu kết ở nhiệt độ thấp, và điện trở tiếp xúc tăng lên đáng kể. Quá trình nghiền bằng tia khí bảo vệ bằng khí trơ loại bỏ rủi ro này ngay từ nguồn.
Lựa chọn thiết bị: Các thông số cốt lõi dành cho nhân viên kỹ thuật
Khi lựa chọn thiết bị để phân tán bột bạc, nhân viên kỹ thuật cần tập trung vào một số yếu tố quan trọng. Áp suất vòi phun quyết định động năng va chạm của các hạt và ảnh hưởng trực tiếp đến sự phá vỡ các cụm hạt. Quá trình phân tán bột bạc thường yêu cầu áp suất làm việc từ 0,4 đến 0,8 MPa. Tốc độ bánh xe phân loại kiểm soát điểm cắt kích thước hạt: tốc độ cao hơn tạo ra các hạt được cắt mịn hơn, và phạm vi tốc độ cần thiết nên được tính toán từ các giá trị D50 và D97 mục tiêu. Vật liệu buồng nghiền phải là gốm hoặc được lót bằng polyurethane hoặc các vật liệu phi kim loại tương tự để ngăn chặn sắt, crom và các tạp chất khác bám vào thành buồng trong quá trình va chạm. Mức độ tinh khiết của khí ảnh hưởng đến độ tinh khiết của sản phẩm: không khí nén hoặc khí trơ phải được lọc qua các bộ lọc chính xác với hàm lượng dầu được kiểm soát dưới 0,01 ppm và khả năng lọc bụi xuống đến 0,01 micromet.
Đối với hệ thống khí trơ khép kín, hiệu suất làm kín của hệ thống thu hồi và tuần hoàn khí cũng cần được kiểm chứng. Độ chính xác của việc giám sát oxy phải đạt mức ppm, với việc giám sát liên tục nồng độ oxy trong buồng trong suốt quá trình hoạt động và tự động bổ sung và làm sạch khí nếu nồng độ vượt quá ngưỡng. Lượng khí tiêu thụ ảnh hưởng trực tiếp đến chi phí vận hành. Lượng khí tiêu thụ điển hình để phân tán bột bạc là khoảng 30 đến 50 Nm3/tấn vật liệu. Thiết kế thiết bị cần tối ưu hóa hiệu quả tuần hoàn để giảm lượng khí trơ cần bổ sung.
Giải pháp và thử nghiệm vật liệu cho máy nghiền bột Epic Powder Jet Mill
Tuyết bột tuyệt vời Máy nghiền phản lực không khí phản đối giường tầng sôi Đây là mô hình phù hợp để phân tán bột bạc. Thiết bị cung cấp phạm vi điều khiển D50 từ 1 đến 25 micromet và D97 xuống đến 2 đến 45 micromet, với khả năng nghiền ở nhiệt độ thấp không cần môi trường trung gian, hoạt động kín không bụi và phân bố kích thước hạt hẹp. Thiết bị phù hợp với các vật liệu nhạy nhiệt, dễ bị nhiễm bẩn và có giá trị cao. Nhiều vòi phun đối diện tạo ra vùng va chạm nồng độ cao ở trung tâm của tầng chất lỏng, mang lại hiệu quả nghiền cao với mức tiêu thụ năng lượng thấp. Bánh xe phân loại hiệu suất cao tích hợp cung cấp khả năng phân chia kích thước hạt chính xác với độ tái lập tốt.
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.
Yêu cầu kỹ thuật đối với bột bạc trong keo bạc quang điện
| Tham số | Yêu cầu | Ghi chú |
| Kích thước hạt D50 | 1,0 đến 3,0 micromet | Lớp keo dán mặt trước thường có kích thước từ 1 đến 3 micromet. |
| Phân bố kích thước hạt | Phân bố hẹp | Đảm bảo độ chính xác khi in và khả năng dẫn điện khi thiêu kết. |
| Hình cầu | Lớn hơn hoặc bằng 0,9 | Khả năng chảy và phân tán tốt |
| Mật độ nén | Trên 4,0 g/cm3 | Các sản phẩm cao cấp đạt mật độ từ 4,2 đến 5,0 g/cm3. |
| Diện tích bề mặt riêng | 0,25 đến 1,0 m2/g | Ảnh hưởng đến hoạt động thiêu kết và hiệu suất của hỗn hợp dán. |
| Khả năng phân tán | Không có hiện tượng lắng đọng đáng kể trong vòng 72 giờ. | Ổn định trong môi trường hữu cơ |
| Độ tinh khiết | Độ tinh khiết cực cao | Kiểm soát chặt chẽ hàm lượng Pb, Fe, Cu và các tạp chất khác. |
Các yếu tố về năng lực và chi phí đối với người mua
Việc lựa chọn thiết bị không chỉ dựa trên thông số kỹ thuật mà còn phải phù hợp với công suất và chi phí. Công suất của máy nghiền khí nén phụ thuộc vào đặc tính vật liệu và kích thước hạt mục tiêu. Đối với việc phân tán bột bạc, công suất thường dao động từ 5 đến 50 kg/giờ, tùy thuộc vào kích thước thiết bị và độ chính xác phân loại. Người mua nên tính toán công suất thiết bị cần thiết dựa trên lượng tiêu thụ bột bạc hàng ngày của dây chuyền sản xuất dạng sệt, chừa lại từ 201 tấn/3 tấn cho sự biến động sản lượng.
Chi phí vận hành chủ yếu bao gồm tiêu thụ năng lượng khí đốt và sử dụng khí trơ. Trong hệ thống khép kín, khí trơ được tái chế, với thể tích bổ sung thường chiếm từ 51 TP3T đến 101 TP3T tổng lượng khí của hệ thống, giúp chi phí bổ sung nitơ được kiểm soát tốt. Về bảo trì, vòi phun và bánh xe phân loại là các bộ phận hao mòn chính. Vòi phun gốm có tuổi thọ khoảng 2.000 đến 3.000 giờ. Độ mài mòn của lưỡi bánh xe phân loại phụ thuộc vào độ cứng của vật liệu; bột bạc có độ cứng Mohs thấp, do đó độ mài mòn tương đối chậm và khoảng thời gian bảo trì dài hơn.
Câu hỏi thường gặp
Liệu phương pháp nghiền bằng tia khí có làm hỏng độ cầu của bột bạc không?
Phương pháp nghiền bằng tia khí đạt được sự phân tán thông qua va chạm giữa các hạt mà không cần nén và ma sát của vật liệu nghiền, do đó sự hư hại đến hình thái cầu là tối thiểu. Độ cầu của bột bạc phân tán có thể được duy trì trên 0,9.
Bột bạc có bị oxy hóa trong quá trình gia công bằng máy nghiền tia nước không?
Với hệ thống bảo vệ bằng khí trơ khép kín sử dụng nitơ hoặc argon làm môi chất khí, hàm lượng oxy trong hệ thống được kiểm soát ở mức cực thấp. Nguy cơ oxy hóa bề mặt bạc rất thấp, và hoạt động thiêu kết được duy trì.
Dịch vụ hỗ trợ sau bán hàng nào được cung cấp sau khi giao thiết bị?
Bột sử thi Cung cấp dịch vụ lắp đặt, vận hành thử, đào tạo vận hành viên và hỗ trợ kỹ thuật từ xa. Nhân viên dây chuyền sản xuất được học về việc làm sạch bằng khí trơ, điều chỉnh kích thước hạt và bảo trì định kỳ. Các bộ phận hao mòn như vòi phun gốm và lưỡi bánh xe phân loại được dự trữ để vận chuyển nhanh chóng.
Để biết thêm thông tin về giải pháp phân tán bột bạc, kiểm tra vật liệu hoặc báo giá thiết bị, vui lòng truy cập... www.jet-mills.com Để liên hệ với đội ngũ kỹ thuật của Epic Powder.
Cảm ơn bạn đã đọc. Tôi hy vọng bài viết của tôi có ích. Vui lòng để lại bình luận bên dưới. Bạn cũng có thể liên hệ EPIC Đại diện khách hàng trực tuyến của Powder Zelda cho bất kỳ yêu cầu thêm nào.”
— Jason Wang, Kỹ sư