新能源 · 光伏電池 · 絲印前處理
光伏電池正面的柵線,是把銀漿透過網版印到硅片上、再經燒結形成的。柵線的寬度與連續性直接決定串聯電阻。現場遇到斷柵、虛印、線寬不均時,通常先動印刷參數;但有一部分問題,源頭在漿料入網之前就已經存在了。
光伏銀漿是高固含膏體:銀粉占比高,配以玻璃粉與有機載體,整體粘度大、密度高。分散不均與氣泡是這類體系的常見問題,它們不會在配料現場暴露出來,而是跟著漿料一路走到絲印與燒結,最后以斷柵、線寬不均、電阻偏高的形式出現。
這類缺陷的特點是分布隨機、整片電池片都可能出現,而且會在同一批漿料里反復發生。判斷方向對了,處理起來反而比反復調印刷參數更快。
▲ 光伏銀漿絲印:漿料透過網版轉移到硅片上形成柵線,漿料內部的氣泡與團聚也隨之落到柵線位置上
一、斷柵不都是印刷參數的問題
同樣是斷柵,來源不同,排查方向也不一樣。現場可以先按分布規律和重復性來區分:
| 判斷項 | 印刷參數引起的斷柵 | 漿料帶氣引起的斷柵 |
|---|
| 分布位置 | 集中在網版張力異常區、刮刀起止端、離網距離不合適的位置 | 整片隨機出現,看不出固定區域 |
| 調參反應 | 調整參數后,數量會跟著變化 | 反復調整參數,改善有限 |
| 換料反應 | 換漿料批次后表現接近 | 換一批漿料后明顯不同 |
| 現場確認 | 檢查網版、刮刀與支撐結構 | 取少量漿料刮薄層靜置,看漿料層內是否有細密亮點、氣孔或團聚顆粒 |
如果落在右邊一列,就該把注意力從印刷工位轉到漿料本身——氣泡與團聚是在絲印之前就已經進去的。
二、氣泡與團聚從哪來
光伏銀漿從配料到上機,至少有三個環節會把空氣帶進去,也有三個環節會讓團聚重新形成。
配料與攪拌階段:粉團內部裹氣
銀粉粒徑小、比表面大,與有機載體混合時,載體不可能瞬間滲進每一顆粉團。潤濕不充分的粉團表面會先被液體包住,里面的空氣就出不來了。后續把團聚打散時,原本封在粉團內部的氣體隨之釋放,變成分布在漿料里的小氣泡——這也是為什么"先加粉后加油"和"先加油后加粉"的差別,往往體現在氣泡數量上。
存放與轉運階段:沉降與重新團聚
高固含體系的沉降幾乎是必然的:銀粉密度大,靜置之后下部與外側的固含會高于上部。沉降帶來的不只是濃度差,還有重新團聚——粉體彼此靠得越近,越容易再次聚到一起。倒桶、泵送、分裝這些動作同樣會把空氣卷進高粘度漿料,進去之后很難自己浮出來。
過網之前:氣泡與團聚一起落到柵線上
絲印時漿料被刮刀推過網孔,落到硅片上的量小、柵線又細。氣泡一旦停在柵線位置上,燒結時那個位置就形成空洞或縮頸:輕則線寬不均、電阻升高,重則直接斷柵。團聚顆粒同樣會造成過網不暢,表現為虛印與柵線斷續。兩種情況經常同時出現,因為它們的來源本來就是同一段工序。
▲ 從配料到燒結,氣泡在四個環節被逐步留在柵線里
三、為什么高固含銀漿里的氣泡排不掉
氣泡能不能自己浮上來,取決于兩件事:氣泡的半徑,和體系的粘度。上浮速度與氣泡半徑的平方成正比、與體系粘度成反比。光伏銀漿粘度高、氣泡又小,算下來上浮速度極低——靜置幾個小時,氣泡往往還停在原來的位置上。
更麻煩的是屈服應力。高固含漿料需要一定外力才會開始流動,氣泡受到的浮力如果小于這個門檻,漿料在氣泡周圍根本不會變形,氣泡就被固定在原地了。換句話說,高粘度體系里的氣泡問題不是"浮得慢",而是"動不了"。
這也是為什么單純延長靜置時間、或者靠加熱降粘都不是好辦法:靜置動不了氣泡,加熱雖然能降粘,卻可能改變載體的狀態,給后續的印刷與燒結窗口帶來新的變量。
判斷方法
①漿料刮成薄層后出現細密亮點或氣孔,說明體系內帶氣;②燒結后柵線出現隨機斷點、線寬不均,且換一批漿料后變化明顯,優先按漿料帶氣排查;③同一桶漿料不同深度取樣狀態不一致,說明沉降與均化沒做到位。
四、絲印前該做的處理
把氣泡與團聚放在同一段工序里解決,比分散到幾個環節更可控。順序上可以按下面四步走。
第一步:先分散均化,再做真空脫泡
分散要讓銀粉在載體中重新分布開,把靜置階段形成的團聚打開;脫泡則把體系里的氣體帶走。兩步放在同一容器、同一周期內完成,中間不出料、不轉移——轉移一次,就等于給漿料一次重新裹入空氣的機會。
第二步:讓整個料體換位,而不是只攪動局部
高固含漿料的底部與邊角最容易被漏掉:表面看著在流動,實際這些位置幾乎沒被動到。真空脫泡攪拌機處理這類漿料時,內部底座與杯架運轉,容器由卡扣固定、本身不轉動,無接觸、無槳葉介入;料體在容器內被反復折疊、拉伸與剪切,不同位置的漿料都能被帶到。
第三步:裝載量按罐數與建議 50% 裝載量執行
裝載量按罐數與建議 50% 裝載量執行,雙工位對稱配平后啟動,減少設備振動對料體狀態的影響。批量較大時,分罐處理比一次裝滿更容易保證每一罐的狀態一致。
第四步:出料之后盡快上機
處理完的漿料不建議再長時間靜置:沉降與重新團聚都發生在靜置階段,放得越久,上機前需要重新處理的時間就越長。排產上把處理與絲印的間隔壓縮,比反復返工更省事。
關于工藝參數
轉速、真空度與時間參數需要結合漿料的體系、固含量與單批用量確定。不同銀漿的載體與粉體搭配差異很大,其他體系的經驗值不適合直接套用。正式導入前建議用實際材料試料,以試料結果確定參數。
▲ 絲印前處理的四個要點:順序、覆蓋范圍、裝載量、出料節奏
五、怎么確認處理到位
脫泡與均化的效果,從漿料表面看不出來。可以按三個觀察點確認:
| 觀察點 | 看什么 | 處理到位的表現 |
|---|
| 出料狀態 | 出料是否連續、有無顆粒感 | 料體連續均勻,用刮刀攤開無明顯顆粒與氣孔帶 |
| 分層與均化 | 不同深度取樣對比 | 上下取樣顏色與稠度一致,沒有明顯的沉降層 |
| 上機表現 | 小批量絲印與燒結結果 | 柵線連續、線寬均勻,隨機斷點與虛印明顯減少 |
其中第三條最直接:以實際絲印與燒結結果為準,比任何外觀判斷都可靠。前兩條適合在批量處理前做快速篩查。
六、設備怎么選
選設備時先看單批用量落在哪一段,再看真空與溫控是否對上工藝要求。按用量大致可以分三段:
①實驗室微量測試:幾毫升、幾十毫升的用量;②常規實驗與小批量試產:一百毫升、幾百毫升,1–2 升;③大容量攪拌機:多種規格 4L、10L、20L 等,最大支持 200L。對上自己所在的用量段即可,不必逐檔比較。
除了容量,還有三點值得確認:真空能力是否滿足體系的脫氣要求;是否需要在攪拌過程中控制溫升,溫度敏感的漿料對這一點更敏感;雙工位是否便于同時處理對照樣。具體配置同樣以實際試料結果為準。
七、常見問題
靜置久了,氣泡會自己消失嗎?
高固含體系里不會。粘度越高、氣泡越小,上浮速度越低;當浮力不足以讓漿料發生變形時,氣泡基本停在原位。靜置只能讓少數較大的氣泡有機會移動,微小氣泡會留下來,最終仍在燒結后留下斷點。
只抽真空不攪拌,夠不夠?
只抽真空不攪拌(真空靜置脫泡)在低粘度體系里有效,對高固含銀漿作用有限:漿料不流動時,深層的漿料不會更新到表面,里面的氣泡出不來。反過來,只攪拌不抽真空(常壓攪拌)則只是把氣泡換了位置,體系里的氣體總量沒有減少。攪拌與真空在同一周期內進行,才能先把氣泡帶到可脫除的位置、再把它帶走。
處理時間越長越好嗎?
不是。攪動時間越長,料體升溫越明顯,載體的揮發風險也越大,溫度敏感的體系尤其需要注意。以試料確認的處理窗口為準,達到驗收指標即可,不必把時間無限延長。
八、關于思邁達
思邁達專注真空攪拌脫泡一體化解決方案,以設備能力與交付規模支撐光伏與新能源行業的工藝驗證與批量導入。
2010 年 成立年份 | 10000+ ㎡ 廠房面積 | 170+ 名 專業人才 |
1500+ 臺 設備年銷量 | 40+ 個 國家和地區 | 3000+ 家 合作客戶 |
資質:高新技術企業 · 專精特新企業
服務領域:LED/半導體/新能源/電子膠粘/涂料油墨/陶瓷漿料等制造領域
客戶結構:合作客戶 3000+ 家,其中含 22 家世界 500 強、56 家中國 500 強、160 家上市公司
專利與容量:專利 80+ 項;容量覆蓋 1ml–200L,實驗室小樣、中試與小批量排產可在同一套工藝邏輯下銜接
用實際銀漿驗證脫泡與均化效果
思邁達可結合漿料體系、固含量、單批用量與驗收指標提供試料與選型溝通。正式導入前建議使用實際材料驗證,并以試料結果確定設備與工藝參數。
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免責聲明:以上內容為光伏導電銀漿分散、均化與脫泡的工藝交流,不構成對特定配方、柵線指標或電池轉換效率的保證。不同漿料體系的處理窗口存在差異,設備選型與工藝參數應以實際試料驗證為準。