同是导电银粉,为何用于光伏正面与背面电池的要求天差地别?

发布时间 | 2026-08-11 15:23 分类 | 粉体应用技术 点击量 | 10
导读:光伏银浆根据应用场景可分为正面银浆与背面银浆两类,二者在电池结构中承担的功能、适配的制程工艺截然不同,这也直接导致两类银浆对银粉的形貌、粒径、纯度、表面活性、烧结特性提出了不同的技...

光伏银浆是制备太阳能电池金属电极的关键材料,其经过印刷、烧结工艺可在形成功能性电极,实现连接芯片光电转换与电能输出的功能。在银浆的组成中,银粉作为导电功能相,占比高达70%~90%,是成本占比最高(超过98%),同时也是对性能影响最大的核心原料,形貌、粒径、分散性、振实密度等本征性质,均对银浆的印刷性能、烧结行为及最终电极的导电性产生决定性影响。

光伏银浆根据应用场景可分为正面银浆与背面银浆两类,二者在电池结构中承担的功能、适配的制程工艺截然不同,这也直接导致两类银浆对银粉的形貌、粒径、纯度、表面活性、烧结特性提出了不同的技术要求。


光伏电池结构

一、正面银浆

正面银浆主要印刷在太阳能电池的受光面,形成细栅线与主栅,主要功能是高效收集并快速导出光生载流子,是光电转换的核心区域。这一功能要求最大限度降低遮光面积、减少光电损耗,因此正面电极必须具备极致的印刷精度、极低的接触电阻与串联电阻,对电极形貌、致密性、欧姆接触性能有着严苛要求,对应的金属化工艺以超细栅线印刷、高温快速烧结为主,容错率极低。

通常,正面银浆所用的银粉主要有如下要求:

(1)形貌:正面银浆必须采用颗粒形态规整、表面光滑的高球形度球形银粉,且银浆中无异形颗粒、无针状、片状杂粒掺杂。高球形度银粉具备极佳的流动性与分散性在超细浆料体系中不易团聚、不易沉降,能在丝网印刷过程中顺畅通过网孔,同时印刷过程中可有效避免溢浆、拖尾、断栅等缺陷,烧结后栅线边缘平直清晰、高宽比优异,既能保障电流传导能力,又能最大限度减少栅线遮光面积,从结构上保障电池转换效率。


(来源:苏州银瑞光电材料科技有限公司

(2)粒径要求:以微米级为主(D50通常在1.0-2.0μm),要求粒径分布窄(分布集中,跨度小),以保证印刷的精细度和烧结后的导电性。粒度过大,银浆的粘度和稳定性会显著降低,粒子间间隙较大,烧结后电极不够紧密,接触电阻增大;粒度过小,则可能影响分散性和烧结行为。在实际生产中,可采用大粒径微米银粉和小粒径纳米银粉混合使用的方式,以确保充分的银粉接触面积和最优的填充效果

(3)纯度正面银粉要求超高纯度,需严格控制Pb、Fe、Cu等金属杂质、氧化物、残留助剂等杂质含量,杂质会直接破坏银颗粒烧结颈接结构,增大接触电阻,甚至引发电极老化衰减。

(4)烧结活性:银粉需具备良好的烧结活性,在电池烧结的特定温度下能快速融合,形成致密、导电性能良好的电极结构,并与硅片形成良好的欧姆接触,同时烧结后电极结构需保持稳定。

二、背面银浆

背面银浆印刷在电池的背光面,主要功能是粘连和大面积汇流,对导电性能的要求相对正面银浆较低,且没有遮光率需求,参数容错性更高。但背面银浆有一个正面银浆所没有的独特要求——背面电极需要通过焊接与金属焊条串联成组件,因此电极的可焊性、耐焊性以及与硅基板的附着力成为背银浆料的核心性能参数,同时因需要适配大面积厚膜印刷,还需要考虑成本效益。

通常,正面银浆所用的银粉主要有如下要求:

(1)形貌:背面银浆以片状银粉为核心主体,可搭配少量球形银粉复配使用。片状银粉具备比表面积大、平面接触面积广的核心优势,颗粒之间可形成大面积搭接,无需高银含量即可构建连续稳定的导电网络,在保障导电性能达标的前提下,能够有效降低银粉添加量,大幅减少单瓦银耗,适配光伏产业规模化降本需求。少量球形银粉的搭配可优化浆料流动性与成膜性,平衡印刷与烧结性能。


(来源:江苏理工学院.李中春)

(2)界面附着性:背面银粉不再追求极致的欧姆接触性能,而是侧重界面结合活性与耐老化性能。电池背面多为Poly-Si钝化层、铝基底等特殊结构,银粉需通过优化表面包覆、微量成分掺杂,提升烧结后膜层与基底的附着力,有效避免电极脱层、起皮、脱落等不良问题。同时优异的界面稳定性可保障电池在户外长期服役过程中,电极性能不衰减、不氧化,满足组件25年使用寿命要求。

小结

正面银粉与背面银粉的要求差异,源于电极功能的本质区别。在PERC电池时代,正背面银粉的差异化适配已经成为行业标配。而随着TOPCon、HJT等N型新型电池快速替代传统电池,行业对银粉的技术要求再次升级。如今,这类N型电池普遍采用钝化接触结构、低温烧结工艺,传统高温球形银粉已无法适配工艺需求,行业亟需研发高活性低温球形银粉、超细精准级配银粉用于正面银浆;而背面则持续向低银耗、高附着力方向迭代,片状银粉的配方优化、低成本复配体系成为研发热点。

 

粉体圈Corange整理

作者:Corange

总阅读量:10