LISICO 分散均質分析測試儀 LS-1在太陽能電池正銀漿料中的應用

太陽能電池是利用半導體材料將太陽光能直接轉換為電能的器件，目前廣泛應用的太陽能電池主要有單晶硅、多晶硅、非晶硅、砷化鎵、銅銦鎵硒等。其中，正銀漿料是太陽能電池的重要組成部分，其主要作用是將銀粉、銀包粉、銀納米線等銀材料與有機樹脂、溶劑等混合，形成具有一定粘度和流動性的漿料，用于太陽能電池的電極制備。

導電銀漿對其組成物質要求是十分嚴格的。其品質的高低、含量的多少，以及形狀、大小對銀漿性能都有著密切關系。在目前的工業生產中，導電銀漿的表征手段主要是黏度測試以及加工性能評價，這些測試方法均不能表征銀漿原始狀態下填料與液體介質之間的相互作用。

對于固液兩相體系，在固體相表面會附著一層液相分子，這些液相分子因固體相的吸附作用而運動受限。但未與固體相接觸的液相分子運動是自由的，液相分子的馳豫時間（relaxation time）與它所處的運動狀態密切相關，自由狀態的液相分子的核磁馳豫時間要比束縛狀態的液相分子的馳豫時間長得多，兩者相差約2~3個數量級。因此，可以利用低場核磁共振技術來測量懸浮液體系的馳豫時間，計算固體顆粒的濕潤比表面積，并用來研究固體納米顆粒在溶劑中的分散性問題。

LISICO 樂思科 分散均質分析測試儀 LS-1

具體的應用案例如下：

1.  軋漿工藝研究

如圖所示，分別做了不同混料研磨方法（攪拌和三輥機軋漿）和不同軋漿（三輥機軋漿）次數的銀漿料的分散性NMR測試，結果表明直接攪拌銀漿料的分散性最差（T2弛豫時間最長），三輥機軋漿5次之后銀漿料的分散性最好（T2弛豫時間最短）。

2. 不同設備分散效果評價

上圖是樣品1和樣品2的T2弛豫時間。其中，樣品1是用某品牌三輥機研磨得到的銀漿產物，樣品2是將樣品1用TRILOS三輥機研磨得到的銀漿產物。對于同一體系配方樣品來說，弛豫時間越小，表明溶劑分子與漿料的作用力越大，漿料就越穩定，分散性就越好。從圖可知，樣品2的T2弛豫時間小于樣品1的T2弛豫時間，表明樣品2的分散性更好，表明TRILOS三輥機對銀漿有更好的分散作用。

3.  銀漿體系分散性評價

如圖所示是放置不同時間的銀漿料T2弛豫時間隨放置時間的變化曲線。從上圖中可以看出，放置12周之內的銀漿料的T2弛豫時間基本上沒有變化，說明銀漿料在12周之內都是穩定的；12周之后，T2弛豫時間增大，說明12周之后銀漿料的銀顆粒與有機載體之間發生相分離，漿料變得不穩定了。

4.  配方研發

上圖為A、B、C三種不同配方，不同工藝的銀漿料體系的T2弛豫時間。可以發現隨著配方和工藝的變化，銀漿料體系的T2弛豫時間會發生顯著變化，這對產品研發所用的配方和工藝的改進有指導意義。

5.  來料檢測

A． 銀粉顆粒檢測

上圖為不同銀粉顆粒按相同比例溶于溶液后的T2弛豫時間。弛豫時間越短，表示銀粉顆粒的比表面積越大。通過測試銀粉溶液的T2弛豫時間，可以表征銀粉來料的一致性，同時針對不同批次（不一致）的銀粉，還可以提前發現差異，為工藝調整提供數據基礎。

B． 有機載體檢測

上圖為樣品6、樣品12D以及樣品12F的T2弛豫時間。其中，三個樣品的銀粉和玻璃粉的種類和配比相同，區別在于銀漿配方中的有機載體不同。從圖可知，樣品12F的弛豫時間最小，分散性則最好。表明從分散性講，樣品12F所用的有機載體更適合該銀漿體系。

C． 助劑檢測

上圖為樣品11-15的T2弛豫時間。其中，五個樣品的區別在于銀漿配方中的助劑不同。從圖可知，樣品12的弛豫時間最小，分散性則最好；樣品13的弛豫時間最大，分散性則最差。表明從分散性講，樣品12所用的助劑更適合該銀漿體系。

D． 溶劑檢測

上圖為不同溶劑的T2弛豫時間。從圖中可以看出，不同溶劑的弛豫時間差異很大，可以利用不同溶劑的T2弛豫時間差異，對溶劑來料做定性檢測。
 
    以上應用基于銀漿的分散性評價。綜合評價銀漿產品的性能，還需要結合印刷性，流變性，拉力以及電學性能，在分散性和其他性能間建立對應關系，最終得出合格產品的T2弛豫時間標準。做產品研發、工藝改進、原料檢驗以及質檢時，可用建立好的T2弛豫時間標準進行初篩，將不合格的產品從一開始就剔除出去，從而起到縮短產品研發時間，提升產品品質以及提升企業效益。

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