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粘合剂
粘合剂又称结合剂,是导电银浆中的成膜物质。在导电银浆中,导电银的微粒分散在粘合剂中。在印剜图形前,依靠被溶剂溶解了的粘合剂使银浆构成有一定粘度的印料,完成以丝网印刷方式的图形转移;印刷后,经过固化过程,使导电银浆的微粒与微粒之间、微粒与基材之间形成稳定的结合。这是结合剂的双重责任。结合剂通常采用合成树脂,它是高分子的聚合物。合成树脂可分为热固型和热塑型两大类。热固性树脂,如酚醛树脂、环氧树脂等。它们的特征是在一定温度下固化成形后,即使再加热也不再软化,也不易溶解在溶剂中。热塑性树脂因其分子间相对吸引力较低,受热后软化,冷却后则恢复常态。热塑性聚合物树脂由于链与链之间容易相对移动的原因,表现出具有可挠性。结合剂的树脂一般都是绝缘体,由于粘合剂本身并不导电,若不在一定温度下固化,导电微粒则不能形成紧密的连接。不同的树脂加入同一种导电物质,固化成膜后,其导电性能各不相同,这与粘合剂树脂凝聚性有关。导电银浆对结合剂树脂的选择,有多方面的考虑。不同结合剂的粘度、凝聚性、附着性、热特性等有较大的差异。导电银浆的制造者对于导电银浆所作用的基材、固化条件、成膜物的理化特性都需要统筹兼顾。
核心观点
金属化是光伏电池片制备的关键工艺之一,主要通过银浆制作太阳能电池电极,对于各种电池片来说,银浆成本是仅次于硅片的第二大成本占比。
尤其对于TOPCON、HJT技术来说,银浆成本从PERC的10-11%显著提升至16%-24%以上,成为限制其产业化推广的重要因素,因此探索金属化的升级优化意义重大。
我们分析,金属化技术升级主要通过两大途径:
1)采用新型金属化工艺降低银浆耗量(可用于PERC、TOPCON、HJT等各技术路线);
2)采用国产化、新型浆料材料降低银浆耗量(银包铜仅可用于 HJT 技术)。
当前,基于传统丝印的 MBB 多主栅技术已经成为各电池路线主流金属化方式,新型 SMBB、电镀、转移印刷、银包铜等技术正在积极推进产业化验证,一旦验证将加速推进 TOPCON、HJT 等电池片技术产业化。
2、N 型电池技术银浆成本显著提升,优化升级金属化迫在眉睫
金属化是光伏电池片制备的关键工艺之一,主要用于制作太阳能电池电极。
太阳电池经过制绒、扩散及 PECVD 等工序后,已经制成能够光照发电的 PN 结,而正负电极能够将 PN 结两端形成欧姆接触,实现电流输出。
主栅技术的发展历程也体现为栅线数量的增加,基本节奏为2-3年实现一个进阶:初的太阳能电池主要以 2BB 为主,而在2010年开始各厂家逐步切入3BB,2013年进一步发展为4BB,2015年又切换为5BB。但由于继续提升主栅数量对于电池片分选、组件串焊、组件叠层均提出了更高的要求,直到2019年市场主流电池片仍为5BB。
而近两年随着电池、组件技术的持续优化,市场现有产品实现了 MBB 的普及推广。
多主栅技术拥有较强兼容性,可叠加多晶、单晶、黑硅、PERC、TOPCON、HJT、双面、单玻、双玻等多项主流技术。同时多主栅技术升级主要体现为组件串焊机设备的更迭,对于电池设备来说变化不大,主要需要丝印设备网版的更换调节,以及分选设备的度提升。
因此 MBB 技术也进一步推动 N 型电池片的加速渗透,将 HJT 银浆耗量从300mg/片降低至200-250mg/片以下。9BB、12BB已经成为当前各技术路线电池金属化、组件串焊的主流技术,但当前银浆成本仍然较高,仍需进一步优化金属化技术
多主栅进一步优化:设备厂先发布局,期待下游量产验证结果
迈为联手华晟布局SMBB,降低 HJT 银浆耗量至140-160mg/片。去年12月,迈为联合华晟发布SMBB技术(SuperMBB),基于12BB技术提高串焊精度至0.05mm,降低主栅的pad 点大小从0.9*0.6至0.4*0.3,让焊带和细栅直接汇联进一步降低主栅宽度。通过栅线设计及焊盘点的优化,实现 HJT 银耗进一步降低,从9BB的250mg/片降至140-60mg/片。
目前华晟对于 SMBB 分为两个阶段实施,今年4月24日已经实现SMBB组件首批出货,目前正在持续推进下一阶段的量产调试和验证。和MBB技术类似,SMBB对于电池片丝网印刷设备变化相对较小,主要集中在组件串焊机设备精度进一步提升。
目前迈为基于其自动化设备工艺开发了串焊设备在华晟产线上进行调试,其他组件设备厂商也在研发布局相应技术。若后续华晟SMBB组件验证顺利,将有望推动该技术在产业加速渗透。