銀包鎳漿是一種廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)中的功能性材料,它本質(zhì)上是以鎳粉為核心、表面均勻包覆一層銀層的復(fù)合粉末,再經(jīng)過(guò)與有機(jī)載體(樹(shù)脂、溶劑、助劑等)混合制成的膏狀漿料。銀/鎳種子層,是指在銅漿料與硅基體之間印刷納米銀或鎳基導(dǎo)電層,利用銀/鎳的致密性阻擋銅擴(kuò)散。錫、鎳電阻率較高,主要用于導(dǎo)電輔助材料,愛(ài)旭股份采用無(wú)銀金屬化涂布技術(shù),通過(guò)在銅柵線表面鍍鎳、錫層,以增強(qiáng)抗氧化性和焊接附著力。帝科股份的高溫銅漿方案中,種子層含銀量控制在80%以內(nèi),厚度僅需8毫克/片,可阻斷銅向多晶硅層的遷移。實(shí)驗(yàn)表明,鎳包銅混合漿料(Ni-Cu)在400次熱循環(huán)后仍保持穩(wěn)定,銅擴(kuò)散被鎳層有效抑制。2)合金化種子層,采用鎳釩(NiV)合金或銀銅(Ag-Cu)復(fù)合層,通過(guò)合金界面形成擴(kuò)散勢(shì)壘。燒結(jié)后形成Ni-Si合金界面,阻隔效率提升30%。
土耳其中東技術(shù)大學(xué)(METU)光伏研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種以鎳為主、少量銀摻雜的前柵導(dǎo)電漿料。他們選用價(jià)格低廉且化學(xué)性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定的鎳替代大部分銀,用約4%的納米銀對(duì)鎳顆粒進(jìn)行摻雜改性。實(shí)驗(yàn)證明,該銀鎳漿在硅電池上可實(shí)現(xiàn)與純銀柵線相當(dāng)?shù)慕佑|性能,同時(shí)將每瓦銀用量降至0.5毫克以下,鎳用量約12 mg/W。通過(guò)玻璃熔融體系優(yōu)化,該漿料燒結(jié)形成了自鈍化的鎳基觸點(diǎn):鎳與硅表面形成導(dǎo)電硅化物接觸,而顆粒中的少許銀富集于界面處,提升了潤(rùn)濕性和導(dǎo)電性,降低接觸電阻。鎳表面形成的氧化鎳薄層在一定程度上充當(dāng)保護(hù)膜,防止深度氧化,使柵線在高溫?zé)Y(jié)和后續(xù)使用中表現(xiàn)出良好的機(jī)械、電氣性能和穩(wěn)定性。該方案通過(guò)犧牲少量銀來(lái)“激活”鎳的導(dǎo)電接觸特性,實(shí)現(xiàn)了對(duì)銀的大幅替代,提供了一條貴金屬漿料降本的新思路。
國(guó)內(nèi)部分企業(yè)布局情況
1、2025年2月,華能(嘉峪關(guān))新能源有限公司和中國(guó)華能集團(tuán)清潔能源技術(shù)研究院有限公司聯(lián)合發(fā)布了一種銀包鎳低溫銀漿及其制備方法和應(yīng)用,專利具體涉及一種銀包鎳低溫銀漿及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明提供的一種銀包鎳低溫銀漿,包括封端多異氰酸酯0.5~3wt%、環(huán)氧樹(shù)脂1~4wt%、固化促進(jìn)劑0.05~0.1wt%、銀粉45~83wt%、銀包鎳粉10~50wt%和溶劑2~8wt%。該銀包鎳低溫銀漿能夠在190~200℃以下30min內(nèi)固化,同時(shí)保持良好的電學(xué)性能,滿足硅異質(zhì)結(jié)電池的使用要求。
2、2024年5月,晶瀾光電科技(江蘇)有限公司申請(qǐng)一項(xiàng)名為“一種用銀包鎳漿的TOPCon太陽(yáng)能電池金屬化方法和太陽(yáng)能電池”的專利,專利具體涉及一種用銀包鎳漿的TOPCon太陽(yáng)能電池金屬化方法和太陽(yáng)能電池。TOPCon太陽(yáng)能電池片表面絲網(wǎng)印刷銀包鎳導(dǎo)電漿料,烘干,500?750℃空氣中燒結(jié),得第一燒結(jié)電池片;將第一燒結(jié)電池片進(jìn)行激光增強(qiáng)燒結(jié),同時(shí)施加反向偏轉(zhuǎn)電壓完成TOPCon太陽(yáng)能電池片的金屬化。本發(fā)明采用低成本的銀包鎳粉替代銀粉,降低了生產(chǎn)成本,銀包鎳粉的導(dǎo)電性和抗氧化性優(yōu)于鎳粉,銀包鎳粉的接觸性能優(yōu)于純銀粉,本發(fā)明能同時(shí)滿足TOPCon太陽(yáng)能電池降本和提效的需求。以質(zhì)量百分含量計(jì),所述銀包鎳導(dǎo)電漿料包含銀包鎳粉25-95wt%、銀粉0-70wt%、玻璃粉1-6wt%、有機(jī)樹(shù)脂0.1-3wt%、分散劑0.1-1wt%、鎳擴(kuò)散調(diào)節(jié)劑0.01-5wt%和溶劑余量;所述銀包鎳導(dǎo)電漿料中鎳元素的含量不低于24wt%;所述鎳擴(kuò)散調(diào)節(jié)劑選自銀合金粉、固溶體、含有金屬離子的聚合物、金屬有機(jī)框架材料中的一種或多種。
3、2025年3月,蘇州星翰申請(qǐng)一項(xiàng)名為“銀包鎳漿及其制備方法、高溫?zé)Y(jié)晶硅太陽(yáng)能電池金屬化方法”的專利。使用該種銀包鎳漿單背面印刷晶硅太陽(yáng)能電池片,相較于純銀漿線電阻稍高、接觸電阻基本持平、印刷濕重基本持平,調(diào)整后效率相比純銀漿料低0%~2%,可用于代替純銀粉的晶硅太陽(yáng)能電池銀漿。來(lái)自蘇州星翰新材料科技有限公司的副總經(jīng)理孫光輝先生將介紹《光伏低溫及高溫金屬化全面降銀方案-低銀及無(wú)銀粉體、漿料制備技術(shù)》。
4、2025年6月,江蘇日御光伏新材料股份有限公司申請(qǐng)一項(xiàng)名為“一種BC電池銀鎳導(dǎo)電漿料及其制備方法”的專利。按重量百分?jǐn)?shù)計(jì),其原料組成為:微米銀粉39?69%、改性鎳20?50%、玻璃粉2?6%、分散劑0.1?10%、硅油0?1%,余量為有機(jī)載體;改性鎳為經(jīng)過(guò)改性處理的單質(zhì)鎳粉,改性處理方式為表面有機(jī)改性和球磨改性,或者表面無(wú)機(jī)改性和球磨改性。
5、博遷新材基于MLCC鎳粉PVD工藝積累,公司開(kāi)發(fā)核殼結(jié)構(gòu)包覆技術(shù),實(shí)現(xiàn)材料的跨界應(yīng)用。銀包鎳粉可替代部分銀粉,將銀含量從 85% 降至 70% 以下,顯著降低漿料成本。來(lái)自博遷新材的常務(wù)副總江益龍將介紹《博遷新材助力光伏少銀化、無(wú)銀化》,銀包鎳也是這次論壇主要介紹的方向。
對(duì)漿料廠、粉體廠與電池廠而言,鎳摻體系是一條低風(fēng)險(xiǎn)、可分階段迭代的降銀路線;但真正獲勝者,將是率先解決可靠性與接觸均一性難題,并將銀耗-成本-效率給出最佳綜合解的那一家。