中國(guó)粉體網(wǎng)訊 全球白銀資源供給有限，光伏用銀已占總工業(yè)用銀的30%以上，“降銀”或“替銀” 已成為行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。近年來(lái)，銀包銅粉作為純銀粉的替代材料，已在異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)電池金屬化上得到了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。為進(jìn)一步降低光伏電池金屬化成本，一方面業(yè)界正致力于持續(xù)降低銀包銅粉中的銀含量，另一方面也在嘗試將其應(yīng)用于其他類(lèi)型光伏電池。這一發(fā)展趨勢(shì)對(duì)銀殼的包裹質(zhì)量提出了更為嚴(yán)苛的要求。
銀包銅粉的制備方法
目前，銀包銅粉的制備方法主要為：機(jī)械球磨法、熔融噴霧法、化學(xué)鍍法等。
機(jī)械球磨法
通過(guò)高能球磨機(jī)的物理擠壓實(shí)現(xiàn)包覆：銅粉經(jīng)酸洗預(yù)處理后，與過(guò)量銀粉混合裝入球磨罐，在氬氣保護(hù)下以200–400轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速研磨1–3小時(shí)，使銀層延展包裹銅核；后續(xù)600–800℃熱處理增強(qiáng)結(jié)合力。特點(diǎn)：包覆層致密連續(xù)、結(jié)合強(qiáng)度高，但銀耗量＞50%，且易混入游離銀顆粒，適用于電磁屏蔽材料等高性能場(chǎng)景。
化學(xué)置換法
化學(xué)置換法制備銀包銅粉的機(jī)理是：銅的金屬活動(dòng)性比銀高，銅粉在銀源溶液中發(fā)生置換反應(yīng)，使得銀源在銅粉表面被還原，形成銀鍍層。
置換法制備的銀包銅粉往往具有鍍層較薄且疏松的特點(diǎn)。主要是因?yàn)殂~粉與銀源發(fā)生置換反應(yīng)后，銅粉被銀鍍層包裹后阻礙了置換反應(yīng)的進(jìn)行，同時(shí)銅粉與銀源溶液反應(yīng)速度較快，銀鍍層快速沉積在銅粉表面，導(dǎo)致鍍層薄且疏松的問(wèn)題，影響其性能。可通過(guò)在制備過(guò)程中加入絡(luò)合劑，降低反應(yīng)速率，使金屬銀緩慢的沉積在銅粉表面，改善其結(jié)構(gòu)和性能。
化學(xué)還原法
化學(xué)還原法制備銀包銅粉的機(jī)理是：銀源溶液中的銀離子被還原劑還原成單質(zhì)銀，包覆在基底材料銅的表面。由于銅的化學(xué)活性比銀強(qiáng)，因此在還原法制備銀包銅粉的過(guò)程中，首先發(fā)生的是置換反應(yīng)，得到很薄的銀層。但是置換反應(yīng)只發(fā)生在初始階段，隨著銅粉表面逐漸被銀層包裹，鍍液中的銀離子難以與銅單質(zhì)接觸，置換反應(yīng)逐漸消失，還原反應(yīng)逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位，并在置換銀層表面不斷覆蓋，最終形成一定厚度和致密度的銀鍍層。
與單純置換法相比，還原法實(shí)際綜合了置換鍍和還原鍍兩個(gè)部分。能夠更好的解決置換鍍存在的問(wèn)題，但是其本身也存在一些問(wèn)題，例如：鍍液成分較為復(fù)雜，穩(wěn)定性難以保證等。以上問(wèn)題可通過(guò)多次化學(xué)鍍的方法提升，最終實(shí)現(xiàn)良好包覆性和導(dǎo)電性的效果。
噴霧熱解法
通過(guò)超聲霧化將硝酸銀/硝酸銅混合溶液分散為微米級(jí)液滴，在高溫還原性氣氛（氫氣/氮?dú)猓┲欣勉y鹽（280℃分解）與銅鹽（＞500℃還原）的熱力學(xué)差異，使銀優(yōu)先析出并包裹原位生成的銅核，實(shí)現(xiàn)納米級(jí)銀層（150nm）的原位包覆。
核心優(yōu)勢(shì)有：原位包覆：銀銅同步生成+包裹（＜5秒），界面無(wú)氧化層；純度極高：封閉系統(tǒng)避免污染，雜質(zhì)（Fe/Ni）＜50 ppm；結(jié)構(gòu)可控：銀載量40–70%可調(diào)，包覆完整度＞98%。
應(yīng)用局限：設(shè)備復(fù)雜、產(chǎn)能僅0.5 kg/h，專(zhuān)用于MLCC電極漿料等高端場(chǎng)景。
銀包銅粉應(yīng)用現(xiàn)狀
電子漿料領(lǐng)域
銀包銅粉具有可媲美銀粉的導(dǎo)電性，因此可作為銀粉的取代材料應(yīng)用于導(dǎo)電漿料、導(dǎo)電涂料以及電極材料等領(lǐng)域。漿料使用納米銅粉、納米銀粉等作為原料，主要原因是納米銅粉和銀粉的粒徑可控且分布窄，具有高導(dǎo)電性等特點(diǎn)。而在電極材料領(lǐng)域，銀包銅粉應(yīng)用于薄膜導(dǎo)電材料、導(dǎo)電陶瓷等材料中。
封裝用導(dǎo)電膠領(lǐng)域
現(xiàn)代的電子技術(shù)中，電子封裝技術(shù)是其重要的組成部分。傳統(tǒng)的封裝技術(shù)是使用Pb/Sn焊，但是Pb/Sn焊存在焊點(diǎn)大、分辨率低和環(huán)保性差的問(wèn)題，影響電子產(chǎn)品小型化的進(jìn)程。為了解決這一問(wèn)題，科研工作者研發(fā)出導(dǎo)電膠這一跨時(shí)代的材料，其具有生產(chǎn)投入小、環(huán)保、高分辨率以及良好的導(dǎo)電性等優(yōu)點(diǎn)。而導(dǎo)電膠中使用的導(dǎo)電填料主要為：Au，Ag，Cu和Ni等金屬粉末，其中Au和Ag的成本較高，Cu和 Ni的價(jià)格低廉但是易被氧化，限制了其應(yīng)用。而銀包銅能結(jié)合以上金屬的優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用，工業(yè)需求不斷增加。
異質(zhì)結(jié)(HJT)太陽(yáng)能電池領(lǐng)域
隨著光伏行業(yè)技術(shù)進(jìn)步，N型迭代大勢(shì)所趨。HJT技術(shù)相比TOPCon和PERC成本仍較高，銀包銅粉具有銀粉的高導(dǎo)電率和銅粉價(jià)格低廉、高導(dǎo)電率和不易遷移的優(yōu)點(diǎn)，用其制備的銀包銅導(dǎo)電漿料取代銀漿在保證性能的前提下，可大幅降
低HJT太陽(yáng)能電池生產(chǎn)成本，是HJT太陽(yáng)能電池成為未來(lái)主流太陽(yáng)能電池的關(guān)鍵技術(shù)之一。
2025年7月17日，中國(guó)粉體網(wǎng)將在湖南·長(zhǎng)沙舉辦“2025高端金屬粉體制備與應(yīng)用技術(shù)大會(huì)暨2025通信電子、3D打印、粉末冶金市場(chǎng)金屬粉國(guó)產(chǎn)化交流會(huì)”。屆時(shí)，我們邀請(qǐng)到蘇州大學(xué)鄒帥副研究員出席本次大會(huì)并作題為《高質(zhì)量精細(xì)銀包銅粉制備關(guān)鍵技術(shù)研究》的報(bào)告，鄒帥研究員將為您介紹高性能銀包銅粉的合成方法、機(jī)制、特性以及在光伏電池上應(yīng)用，深化對(duì)高性能銀包銅粉的認(rèn)識(shí)，為其在光伏領(lǐng)域的更廣泛應(yīng)用提供一定的理論基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
個(gè)人簡(jiǎn)介：
鄒帥，蘇州大學(xué)副研究員，碩士生導(dǎo)師。蘇州大學(xué)凝聚態(tài)物理專(zhuān)業(yè)博士畢業(yè)，曾在知名光伏企業(yè)研發(fā)部門(mén)工作多年，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在世界上首次實(shí)現(xiàn)濕法納米黑硅技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，該技術(shù)獲得“中國(guó)好技術(shù)”、“江蘇好技術(shù)”、“中國(guó)原創(chuàng)技術(shù)”等重要獎(jiǎng)項(xiàng)。2021年9月起入職蘇州大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院工作，歷任助理研究員、副研究員。主要從事微納結(jié)構(gòu)材料制備及應(yīng)用、新型光電材料及器件等方面的研究。截止目前，已發(fā)表SCI學(xué)術(shù)論文50余篇，其中通訊/第一作者20余篇；申請(qǐng)專(zhuān)利100余項(xiàng)；獲得過(guò)可再生能源科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)（排名第一），江蘇省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)（排名第一），江蘇省光伏科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)（排名第一），中國(guó)專(zhuān)利優(yōu)秀獎(jiǎng)（排名第二），姑蘇青年創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)領(lǐng)軍人才等多項(xiàng)省市級(jí)及以上榮譽(yù)。另獲，中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)光伏專(zhuān)委會(huì)提名推薦"中國(guó)青年科技獎(jiǎng)"。目前，主持國(guó)自然青年基金、中國(guó)博士后科學(xué)基金等多個(gè)項(xiàng)目。
參考來(lái)源：
趙桂香，等：低成本銀包銅漿料在HJT太陽(yáng)電池中的應(yīng)用研究
盧北虎，等：銀包銅粉的制備與應(yīng)用現(xiàn)狀
曾玉蓮，鄒帥，蘇曉東：晶硅異質(zhì)結(jié)電池金屬化技術(shù)研究
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/留白）
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