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HJT银包铜用超细铜粉的制备技术

2024/3/14分类:

HJT银包铜用超细铜粉的制备技术

光伏电池是一种能够将太阳光直接转换为电能的器件,是太阳能发电系统的核心组成部分。随着人们对可再生能源需求的不断增加,光伏产业得到了迅速发展。然而,光伏电池的制造成本仍然较高,影响了其在全球范围内的普及和应用。因此,降本增效成为光伏电池不断迭代的内在逻辑。

在光伏电池的制造过程中,银浆是关键的导电材料之一,用于制作电极和连接线路。然而,银是一种贵金属,价格昂贵,且银浆的使用量较大,占据了光伏电池制造成本的一大部分。因此,降低银浆的使用量或寻找替代材料成为了光伏电池降本的关键。

贱金属镀银粉是一种采用先进表面处理技术制备的复合金属粉体材料,通过在铜微纳米颗粒表面沉积不同厚度的银镀层,提高了铜粉的抗氧化性和导电性。这种材料可以作为光伏电池中银浆的替代物,有效降低光伏电池的制造成本。 

HJT(异质结)电池是一种新型光伏电池技术,具有高效率、低衰减、稳定性好等优点,在HJT电池中,银包铜粉作为银浆的替代材料,可以进一步提高电池的导电性能和稳定性,并且降低制造成本。超细铜粉作为银包铜粉的主要原料之一,其市场需求也在不断增加。 

超细铜粉具有颗粒细小、比表面积大、活性高等特点,在光伏电池、导电涂料、电子浆料等领域有着广泛的应用前景。超细铜粉的制备技术有以下5种:

1

电解技术

制备原理:电解技术是制备超细铜粉的一种常用方法。在这个过程中,精炼铜板被用作阳极,紫铜板被用作阴极,而硫酸铜和硫酸溶液则作为电解液。当电流通过这个系统时,铜从阳极溶解进入电解液,并在阴极上沉积析出,形成铜粉。电解法的优点是设备简单,操作方便,可以大规模生产,且制备出的铜粉纯度高,粒度细。

制备流程:

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工艺特点:成本较低,过程控制容易,批次稳定性好。

2

气相沉积技术

制备原理:气相沉积技术是一种通过加热金属原材料,使其熔融蒸发形成金属蒸汽,然后在特定的环境下冷却并凝结成金属粉末的方法。这个过程可以通过电阻加热、高频感应加热或等离子体加热等方式实现。在金属蒸汽冷却的过程中,会形成金属粉末,然后通过气固分离,收集并分级形成不同规格的铜粉。气相沉积技术制备的铜粉具有纯度高、粒度均匀、球形度好等优点。

制备流程:

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工艺特点:铜粉球型度高,批次稳定性好。

3

电弧等离子体微爆技术

制备原理:电弧等离子体微爆技术是一种利用电弧等离子体的高温、高能量密度特性,使金属瞬间熔化、气化并产生爆炸,从而制备金属粉末的方法。在这个过程中,金属导体在直流高电压的作用下产生强大的脉冲电流,使金属熔化、气化并膨胀爆炸,产生冲击波。金属蒸气在冲击波的驱使下高速运动,有时与介质发生化学反应,然后在介质的碰撞下急速冷却,形成金属粉末。电弧等离子体微爆技术制备的铜粉具有粒度细、球形度高、表面活性高等优点。

制备方法:

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工艺特点:适应材料广,能耗较低,设备投资小。

4

雾化技术

制备原理:这是一种通过将液体金属或合金在外力(如水流或气流)的作用下破碎成细小液滴,并快速冷凝来制备粉末的方法。粉末的直径通常小于150μm。制备过程中,液体金属或合金首先被雾化成细小的液滴,这些液滴在接触到冷环境时会迅速冷凝,形成粉末。随后,收集到的粉体需要进行干燥和筛分,以得到不同分级的球形粉体。雾化技术制备的铜粉具有高纯度、高均匀性、高密度等优点。

制备方法:

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工艺特点:成本低,适应材料广。

5

液相还原技术

制备原理:这是一种在液相或类液相环境中,利用还原剂(如水合肼、抗坏血酸、葡萄糖等)将二价铜离子还原成零价的铜粉的方法。在液相还原过程中,溶液中的铜离子与还原剂发生化学反应,生成铜粉。通过控制反应条件,如温度、pH值、还原剂种类和浓度等,可以制备出具有特定形貌和粒径的铜粉。液相还原技术具有操作简单、反应速度快、易于工业化生产等优点,是制备超细铜粉的重要方法之一。

制备流程:

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工艺特点:粒度可控,颗粒均匀分布窄,设备简单,成本相对较低。

各类超细铜粉制备方法的比较分析

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