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在SMM主办的 2023SMM国际光伏产业峰会-异质结、钙钛矿与叠层电池论坛 上,昆山协鑫光电材料有限公司投资总监李程斌对钙钛矿技术趋势作出展望。他表示,历经多次技术更迭,待到2022年,单晶PERC已经成为行业目前主流路线,TOPCON电池的占比也呈现逐年提升的状态。近年行业面临下一代技术路线的选择,而长期来看,叠层技术会将光伏行业带上新的台阶。 光伏行业一切围绕度电成本 效率是未来降本的最核心因素: 过去十年材料成本大幅下降,未来电站成本的下降核心靠转化效率。 可被效率摊薄成本=组件封装成本+固定系统成本(如支架、土地等,约占50%);不可被效率摊薄成本=和功率相关的系统成本(如逆变器等,约占50%) 2020年光伏电站成本在17元/W,待到2023年便已经降至3.5元/W。 且 效率提升1%,电站成本下降5分钱/w。 技术路线迭代,驱动效率进步: 历经多次技术更迭,待到2022年,单晶PERC已经成为行业目前主流路线,TOPCON电池的占比也呈现逐年提升的状态。 近年行业面临下一代技术路线的选择,而长期来看,叠层技术会将光伏行业带上新的台阶。 叠层组件的实现方式(1/3): 标准晶硅组件: 晶硅电池在最中间,从内向外依次是胶膜和玻璃。具体图示如下: 钙钛矿叠晶硅组件,组件级叠层(并联结构) 钙钛矿叠晶硅组件(并联结构)从上往下依次是,玻璃、钙钛矿电池、胶膜、晶硅电池、胶膜、玻璃,共由上述六部分组成。 钙钛矿叠晶硅组件,电池级叠层(串联结构) 钙钛矿叠晶硅组件,电池级叠层(串联结构)则是将钙钛矿和晶硅电池叠在一起,从外向内依次是,玻璃、胶膜、钙钛矿电池、晶硅电池、胶膜和玻璃。具体图示如下: 不同叠层路线的区别(1/2): 实现叠层的工艺难点 组件级叠层(并联结构)难点在于制备大面积钙钛矿组件。 电池级叠层(串联结构)则因为晶硅表面微米级别起伏的特点,需要在晶硅不平整表面制备钙钛矿。 整体来看,不同路线有不同难点,各家公司的工具箱不同,解决问题的方式不同。 不同叠层路线的区别(2/2): 工艺难点的解耦/耦合 实现钙钛矿叠晶硅分为两个核心步骤:制备钙钛矿电池、实现钙钛矿电池与晶硅电池的连接。 而公司目前已经研发出了行业唯一组件级别叠层产品,预计该钙钛矿叠晶硅组件实现量产后,不论是在组件成本、国内电站成本还是海外电站成本方面,都有一定的优势,在任何市场都是极有竞争力的产品。 推荐近期会议: 》 2023 第三届 SMM电气产业论坛
在SMM举办的 2023SMM国际光伏产业峰会-先进组件封装材料与组件技术论坛 上,常州亚玛顿股份有限公司BIPV销售总监吴昆鹏围绕“先进玻璃技术助力建筑光伏一体化”的主题展开分享。 为解决原材料瓶颈之困,打造闭合式全产业链,亚玛顿科技在安徽凤阳投资玻璃原材料生产基地—凤阳硅谷智能有限公司: 核心技术 核心技术一:微纳结构压延成型玻璃 独特的窑炉设计;自主研发玻璃配方;先进的玻璃压延设备。 精细化花型,可以达到0.1~150微米花型;广泛应用于光伏组件、光电显示领域。 核心技术二:世界首创≤1.3mm超薄物理钢化技术 平整度好、低波形弯、低弓形弯 独特的气浮式钢化工艺设计;比常规盖板玻璃重量减轻60%;优越的性价比。 12条超薄物理钢化生产线,产能最大化;广泛应用于光伏双玻组件、光电显示领域。 玻璃减薄的优点——透光率提升,功率提升 原材料和绒面花型一致的情况下: 1. 随着玻璃厚度的降低,透光率逐渐增加; 2. 随着玻璃铁含量降低,透光率逐渐增加; 3. 1.3mm 玻璃透光率比3.2mm高0.5%。 玻璃变薄,透光率更好,组件功率提升明显: 1. 试验材料出了玻璃厚度不一样,所有材料均一致; 2. 1.3双玻比3.2双玻功率提升5.37W。 玻璃减薄的优点——发电量提升 通过对网印-1.6与网印-2.0发电量对比的实验得出结论,1.6mm+1.6mm 比2.0mm+2.0mm 发电量提升了约1.3%(2019.8~2022.7)。 薄玻璃散热更好! 通过网印-1.3与网印-2.0发电量对比得出,1.3mm+1.3mm 比2.0mm+2.0mm 发电量提升了约1.5%(2021.10~2023.2)。 亚玛顿引领光伏行业往更轻、更薄、更强的方向发展 双玻组件份额逐年增加,2020年全球光伏玻璃需求约有9亿平方米; 玻璃厚度从3.2mm逐步往2.0mm、1.6mm,1.3mm发展,当然公司还储备了1.1mm,0.85mm化钢技术; 钢化方式以物理钢化为主,小部分采用化学钢化; 前板玻璃的透光率将达到94%,通过表面光学形貌和镀膜优化实现; 背板玻璃采用网格高反镀膜, 反射率>85%; 工信部单项冠军产品-超薄(厚度≤2毫米)高效减反增透光伏玻;薄光伏玻璃是市占率>40% 核心技术三 :防眩光玻璃——技术背景 传统光伏组件在特殊应用场景下,由于前表面玻璃为平整的光滑面,当太阳光照射到组件表面时,由于镜面反射强烈而产生严重的眩光。在公路、机场、建筑幕墙等一些对于光污染环境要求较高的特定区域,眩光是设计中关注的重点,为了保证人员和周边环境的安全,降低眩光带来的危害,防眩光玻璃及防眩光组件被越来越多的应用在此类场合。 防眩光玻璃——原理 防眩光玻璃是对玻璃表面进行特殊加工的一种具有特殊功用的玻璃。它的特点是使原玻璃表面的镜面反射变为漫反射,使反光影响大幅减弱。 防眩光玻璃——参数 雾度(Haze) :即光的扩散,以肉眼来判断就是模糊程度。雾度与清晰度呈反比,与防眩效果成正比;雾度越高,防眩效果越好,但清晰度越差。 粗糙度(Roughness) :即AG玻璃表面所形成的颗粒与颗粒之间的断差。除了体现在外观上,还体现在触摸效果上。粗糙度大,观感上不够细腻,触摸时阻碍感越强。粗糙度偏大会导致清晰度降低,所以一般选用粗糙度较小的产品。常用表示物理量:Ra(高度)、Rsm(间距)、Rm(r)(形状)。 光泽度(Gloss) :即肉眼所见的亮度效果。光泽度越高,玻璃亮度就越高,防眩光效果越差。光泽度的规格定义需考虑防眩效果的取舍。 鲜映度(DOI) :反映反射图像的清晰程度。DOI值越低,玻璃表面反射的图像越模糊。 防眩光玻璃——三种技术路线 喷涂AG: 利用喷涂的方式在玻璃表面形成一层均匀分散的纳米级二氧化硅粒子悬浮液,然后经过热处理后使其附着在玻璃表面而堆积成凹凸不平的膜层。 蚀刻AG: 用氢氟酸溶掉玻璃表面层的硅氧,根据残留盐类的溶解度的不同,而得到有光泽表面或无光泽毛面。 压延AG: 亚玛顿独创压延AG,该技术基于亚玛顿凤阳窑炉的微纳结构压延成型技术,可以把花型做到到0.1~150微米。 防眩光玻璃——原理 防眩光玻璃——技术标准与价格 光泽度0~5GU:通常用于家具行业(玻璃发白);光泽度8~12GU:为BIPV专门开发的光泽度范围(对电池片栅线有一定隐藏效果); 光泽度60~80GU:显示行业玻璃常规光泽度范围(能清晰显示液晶模组的图像) 防眩光玻璃产品介绍: 光利用 防眩玻璃与常规玻璃比反射率基本一致,但光散射范围较广,亮度较低。 组件功率对比(防眩光玻璃VS常规压花玻璃) 分别采用防眩光玻璃跟常规压花玻璃(无AR膜)进行组件验证,结果:采用防眩光玻璃组件相比常规压花玻璃 组件功率接近,CTM接近。 防眩光组件功率对比(不同光泽度样品对比) 随着玻璃光泽度的增加,透光率也会增加,当光泽度到10Cu以上,透光率变化不大; 对着玻璃光泽度的增加,组件功率(CTM)变化不大,基本接近。 核心技术四:首家推出高增益白色、黑色、彩色陶瓷镀膜玻璃 核心技术五 :0.7mm/1.1mm大尺寸化学钢化技术 适用于各种超薄型、异形、大面积玻璃的增强;定制化产线,成品率高,钢化性能稳定,强度高;配合亚玛顿为化钢单独研发的AR镀膜液,增加透光率;0.85mm、1.1mm化钢玻璃已被多家公司应用于新型轻质组件;0.7mm化钢玻璃已用于OGS相关产品。 极致的薄,曲面 采用1.1mm化学钢化玻璃作为盖板玻璃;25年+的发电寿命 表面应力>450Mpa,强度高;组件厚度1.9mm可以弯曲;抗冰雹性能卓越;每平米重量4.0kg,适用于大部分屋顶;更薄,散热更好,发电效率提高2%。 冰雹测试-无隐裂 用25mm直径冰雹,以23m/s的速度撞击组件,按IEC要求测试了11个点,测试前后EL对比,无隐裂产生。 亚玛顿BIPV玻璃材料 1. 定制高精度花型玻璃; 2. 超薄物理钢化玻璃,厚度<1.3mm,1.6mm; 3. 防眩光光伏玻璃; 4. 高温彩釉光伏玻璃; 5. 化学钢化玻璃厚度<0.7mm, 1.1mm 亚玛顿BIPV主力产品 1. 多彩产品——彩色光伏组件;2. 低碳顶——工商业屋顶一体化解决方案;3. 光伏幕墙——建筑立面发电场景;4. 光伏瓦屋顶——AG美学别墅场景; 5. AG防眩光产品——减少光污染;6. 构件式防水阳光房——透光,发电,防水,隔热;7. 大棚透光组件——透光率可定制;8. 超轻组件——1.1mm化钢产品,每平米重量4kg。 》 2023 第三届 SMM电气产业论坛
在SMM举办的 2023SMM国际光伏产业峰会-钙钛矿与叠层电池论坛 上,西安宝馨光能科技有限公司董事长朱卫东分享了HJT/ 钙钛矿叠层太阳电池技术,并介绍了晶硅太阳电池的发展、钙钛矿光伏材料的特性及器件研究进展以及晶硅/钙钛矿叠层电池的研究进展等多方面的内容。 晶硅太阳电池的发展 在双碳目标的背景下,数据显示,2022年中国二氧化碳排放的主要来源便是发电,占比高达48%,其次是乘用车,占比在8%。 能源占比方面,2022年,煤占比63%、天然气占比3%,亟需大力发展 低成本 、 清洁 、 可再生能源。 在这一情况下,太阳能与光伏行业得到蓬勃发展,预计从2050年到2100年,太阳能将逐步成为世界能源的主角。 太阳电池:将太阳能转化为电能。 全球光伏产业的年均复合增长率连续十年超过35%,中国的光伏组件出货量全球第一; 光伏组件销售价格随着出货量指数下降,光伏发电成本($32 MWh) 已低于天然气($44)。 晶硅太阳电池:效率的提升是永恒的主题 以 PERC 、BSF 等为基础的晶硅电池是当前光伏市场的主体,占比超过 95% HJT 、TOPCon、IBC、HBC 正逐步发展成为主流的电池结构 晶硅电池的瓶颈:接近效率极限 SHJ电池改变背接触(由p型掺杂纳米晶硅和具有低薄层电阻的透明导电氧化物组成),取得26.81%的世界最高效率,接近了理论极限。 HJT 电池成本分布 在HJT电池成本构成中,银浆料占比25%;丝网印刷和清洗制绒占比30%。 太阳能电池发展进程 晶硅/钙钛矿叠层电池——突破肖克利·奎伊瑟(S-Q)效率极限的有效途径 叠层电池技术:突破肖克利 -奎伊瑟理论效率极限的必由之路 1.聚光技术:光强增加1000倍,效率极限提升约7%,成本高昂,可行性低; 2.叠层技术:采用不同带隙吸光材料分段吸收太阳光谱,效率极限提升12%; 3.晶硅叠层电池:采用晶硅底电池的叠层电池效率最接近理论效率最优值。 钙钛矿材料:晶硅叠层电池的不二选择 晶硅为底电池材料时,顶电池光吸收层材料的最佳光学带隙为 1.70~1.80 eV; 核心问题-- 研发高性能、低成本、稳定的宽带隙光伏材料与器件技术。 晶硅与钙钛矿电池的叠层电池 晶硅和钙钛矿的叠层电池将使效率提升至35%以上,突破S-Q效率极限,而且工艺高度兼容,结构相对简单,成本增加相对较低,钙钛矿将在晶硅叠层电池中将扮演着重要地位! 钙钛矿光伏材料的特性及器件研究进展 钙钛矿电池迅速崛起,发展速度远远超过了其他光伏材料,在短短十年的时间里效率突破了26%,而且还在不断提升中。 钙钛矿太阳电池具有制备工艺简单、成本低效率高等优势。 宽带隙钙钛矿吸光层 从对基于梯度异质结制备高性能宽带隙钙钛矿太阳电池(1.68eV)的研究中可以看出。 Pb(SCN)2对调控钙钛矿薄膜表面形貌具有显著作用,但退火过程会导致过量的PbI2残留;采用梯度异质结策略,使用MACl与SCN-挥发诱导的PbI2反应,消除其不利影响。 共掺杂制备大面积宽带隙钙钛矿太阳电池 (1.68 eV) 钙钛矿前驱体中同时引入Pb(SCN)₂和PEACI,所制得的钙钛矿薄膜由大尺寸晶粒和更少的晶界构成,且晶界处生成新的物质。 空穴传输层 一种低温氧化镍制备方法,将氧化镍制备温度降到250度以下,空穴传输层能级与钙钛矿更加匹配,空穴提取能力更强,器件效率达到20.2%。 电子传输层 学者提出并证实了TiO 2 -ZnO、NiOx/TiO 2 、SnO 2 /TiO 2 氧化物电子传输结构,构建效率超过20%的新型钙钛矿太阳电池电子传输层的创新结构,提高了电池性能和稳定性。 电荷收集层 发展了高透光低电阻TeO 2 /Ag、MoO 3 /Ag、V2O 5 /Ag薄膜复合透明电极、Ni/Au金属网格电极及光管理技术,首次实现效率超过20%、双面因子超过80%的高效双面半透明钙钛矿太阳电池,为同期最高效率的钙钛矿双面电池。 晶硅/钙钛矿叠层电池的研究进展 两端叠层器件顶部宽带隙钙钛矿电池的最优带隙为1.68 eV;宽带隙钙钛矿电池对钙钛矿/晶硅叠层电池研究至关重要! 2023年7月6日,HZBSteveAlbrecht于Science刊发高性能三卤化物钙钛矿-硅叠层太阳能电池的界面工程的研究成果,p-i-n单结开路电压高达1.28V,钙钛矿-硅叠层太阳能电池开路电压高达2.00V。叠层电池经认证的功率转换效率高达32.5%。 CsPbBr 3 在蓝紫 - 紫外波段( 300~500nm )吸收能力强,与晶硅的吸收范围( 500~1100nm )的 匹配度最高 四端 CsPbBr 3 /Si 叠层电池理论计算 效率 31% ,非常适合我国 西部地区 蓝紫光占比高、辐射强的光谱特点,能够将硅电池效率提升约 2% 通过将半透明PSC 和TOPCon太阳能电池与MXene中间层机械互连形成两端机械堆叠的钙钛矿/硅叠层太阳能电池,实现30.26%的效率。 通过优化MoOx缓冲层和IZO电极的厚度,得到四端钙钛矿/硅叠层太阳能电池,实现30.91%的效率,为同期报道最高值。
在SMM主办的 2023SMM国际光伏产业峰会-先进组件封装材料与组件技术论坛 上,中山翰华锡业有限公司研发技术总监李爱良介绍了焊接材料在光伏组件领域中的应用研究情况,他分别讲述了焊锡基础原理,并介绍了助焊剂和助焊剂的相关概念及发展情况,最后讲述了锡基焊料特性及在光伏组件领域的应用情况。 焊锡基础原理 焊料合金存在的状态 焊料合金产品常见的应用形态有:焊锡丝,焊锡条,焊锡膏,随着电子工业的发展,特定形式的焊料,如焊片,精密焊球等各种形式的应用也日渐广泛。 焊锡基础原理 各种电子电器产品在现代人类社会有着广泛应用,市场规模极大,不断的更新换代; 以焊接材料为代表的连接材料是各种电子电器产品装联生产过程中不可或缺的关键材料。 由电子焊接材料所构成的焊点不仅是机械连接的作用,同时也是电连接和热传导的重要通路。在电子产品的整个服役周期内对其可靠性都有着极为重要的影响。 焊锡可应用于信息科技、医疗器械、新能源风光储能、航空航天以及新能源汽车等领域。 软钎焊 焊接学中,把焊接温度低于450℃的焊接称为软钎焊,所用焊料为软钎焊料; 当焊料被加热到熔点以上,焊接金属表面在助焊剂的活化作用下,对金属表面的氧化层和污染物起到清洗作用,同时使金属表面获得足够的激活能。熔融的焊料在经过助焊剂净化的金属表面上进行浸润、发生扩散、溶解、冶金结合,在焊料和被焊接金属表面之间生成金属间结合层(焊缝),冷却后使焊料凝固,形成焊点。焊点的抗拉强度与金属间结合层的结构和厚度有关; 焊接是一种物理的,也是化学反应,即使焊锡重新熔化也不可能完全从金属表面上把它擦掉,因为它已变成金属的一部分,生成了铜锡化合物。 焊锡过程 焊接过程是焊接金属表面、助焊剂、熔融焊料和空气等之间相互作用的复杂过程 表面清洁-焊件加热-熔锡润湿-扩散结合层-冷却后形成焊点 物理学:润湿、粘度、毛细管现象、热传导、扩散、溶解 化学:助焊剂分解、氧化、还原、电极电位 冶金学:合金、合金层、金相、老化现象 电学:电阻、热电动势 材料力学:强度(拉力、剥离疲劳)、应力集中。 焊接过程中焊接金属表面(母材以Cu为例)、助焊剂、熔融焊料之间相互作用 助焊剂与母材的反应 松香去除氧化膜:松香的主要成分是松香酸,融点为60-80℃。170℃左右呈活性反应, 300℃以上无活性。松香酸和Cu2O反应生成松香酸铜。松香酸在常温下和300℃以上不能和Cu2O起反应。 溶融盐去除氧化膜:一般采用氯离子Cl-或氟离子F- ,使氧化膜生成氯化物或氟化物。 母材被溶蚀:活性强的助焊剂容易溶蚀母材。 助焊剂中的金属盐与母材进行置换反应。 助焊剂与焊料的反应 助焊剂中活性剂在加热时能释放出的活性酸,与SnO起还原反应。 活性剂的活化反应产生激活能,减小界面张力,提高浸润性。 焊料氧化,产生锡渣。 焊料与母材的反应 润湿、扩散、溶解、冶金结合,形成结合层。 影响焊接质量的主要因素 焊料的质量:合金成份及其氧化程度 无论有铅、无铅都应选择共晶或近共晶焊料合金 助焊剂质量(净化表面,提高浸润性) 被焊接金属表面的氧化程度(元件焊端、焊盘) 工艺:印、贴、焊(正确的温度曲线) 设备 管理 助焊剂介绍 助焊剂的作用 在焊接领域,几乎所有活性较强的金属暴露于空气中都会容易被氧化,形成的氧化物会阻碍润湿,阻碍焊接; 有一些材料可以去除氧化物,并且盖住金属表面使氧化物不再形成,这就是助焊剂(FLUX),是拉丁文“流动”的意思; 助焊剂是焊接工程必要的材料,是一种具有化学及物理活性的物质。 辅助热传导,除去被焊金属表面的氧化物或其他形成的表面膜层以及焊锡本身外表上所形成的氧化物或其他油、脂之类的污染物; 为达到被焊表面能够沾锡及焊牢的目的,还可以保护金属表面,使在焊接的高温环境中不再被氧化; 第三个功能就是减少熔锡的表面张力(surface tension),以及促进焊锡的扩展和流动等,提高焊接质量。 助焊剂的组成 各种品牌的助焊剂,其技术配方各有不同,主要化学性成分基本包括: 活性剂:无机酸及其卤化物、有机酸及其卤化物、胺盐类等,主要用于清除焊盘和熔融焊料表面的氧化物,是助焊剂的关键成分之一。 表面活化剂:介面活性剂等非离子类化合物,主要降低表面张力、提高发泡性能等。 有机载体:树脂、高沸点溶剂等,防止再氧化功能。 溶剂:醇类、酯类有机溶剂,主要溶解各组分、清洗污染物和调节比重等。 助焊剂的特性 润湿(横向流动):又称浸润,是指熔融焊料在金属表面形成均匀、平滑、连续并附着牢固的焊料层。 浸润程度主要决定于焊件表面的清洁程度及焊料的表面张力 金属表面看起来是比较光滑的,但在显微镜下面看,有无数的凸凹不平、晶界和伤痕,焊料就是沿着这些表面上的凸凹和伤痕,靠毛细作用润湿扩散开去的,因此焊接时应使焊锡流淌; 流淌的过程一般是松香在前面清除氧化膜,焊锡紧跟其后,所以说润湿基本上是熔化的焊料沿着物体表面横向流动。 润湿的好坏取决于润湿角。 扩散(纵向流动):伴随着熔融焊料在被焊面上扩散的润湿现象,还出现焊料向固体金属内部扩散 用锡铅焊料焊接铜件,焊接过程中既有表面扩散,又有晶界扩散和晶内扩散; 锡铅焊料中的铅只参与表面扩散,而锡和铜原子相互扩散,这是不同金属性质决定的选择扩散; 正是由于这种扩散作用,在两者界面形成新的合金,从而使焊料和焊件牢固地结合。 焊锡膏介绍 焊锡膏 作为常见焊料形态的焊锡膏是一种将焊料合金粉和稳定的助焊剂按一定的比例均匀混合而成的非牛顿流体。在焊接时可以使表面组装元器件的引线或端点与印制板上焊盘形成合金性连接。 在常温下,焊锡膏可将电子元器件初粘在既定位置,当被加热到一定温度时,随着溶剂和部分添加剂的挥发,合金粉的熔化,使被焊元器件和焊盘连在一起,冷却形成永久连接的焊点。对焊锡膏的要求是具有多种涂布方式,特别具有良好的印刷性和再流焊性,并在贮存时具有稳定性。 焊料合金粉 焊料合金粉是在惰性气体中将熔融的焊料通过气体雾化和离心筛选制成的微细粒状金属。 焊料合金粉的颗粒有三种形状:即球形、近球形和不定形。 焊料合金粉的形状影响粉末的氧化物含量,也决定着锡膏的可印刷性。 焊料合金粉决定着焊锡膏的电气性能和机械性能。 助焊膏 作用:保证焊接工艺的正常完成,以得到符合要求的焊点; 一种具有化学及物理活化性的物质,能够去除被焊金属表面的氧化物或其它己形成的表面膜层以及焊锡本身外表上所形成的氧化物,以达到被焊表面能够被润湿的目的; 保护金属表面使其在焊接的高温环境中不再被氧化; 减少熔锡的表面张力,以及促进焊锡扩散及漫流等。 高可靠性固晶锡膏 合金:Sn63/Pb37 、Sn43Pb43Bi14、Sn64Bi35Ag1、Sn64.7Bi35Ag0.3、Sn96.5Ag3.0Cu0.5 锡粉粉径:4#、5#、6#、7#(2-25um) 包装规格:10g/支,20g/支,30g/支,100g/支 产品优势与特点 合金成份可定制; 触变性好,具有固晶及点胶所需合适的粘度,分散性好; 低热阻、散热良好、低应力结构、导电性能良好; 使用后残留少,无卤素,无硫化物配方,不含活性离子,对产品封装无影响; 采用超微粉径,能有效满足5-75 mil(0.127-1.91mm)范围大功率晶片的焊接,尺寸越大的晶片固晶操作越容易实现; 回流共晶固化或箱式恒温固化,走回流焊接曲线,更利于芯片焊接的平整性; 可靠性高,固晶高效。 锡基焊料特性及在光伏组件领域的应用 铅在焊料中的作用 降低熔点。 改善机械性能,提高锡铅合金的抗拉强度和剪切强度。 降低表面张力,有利于焊料在被焊金属表面上的润湿性。 增加焊料的抗氧化性能,减少氧化量。 冷凝收缩现象 63Sn37Pb合金的热膨胀系数CTE是24.5×10-6,从室温升到183℃,体积会增大1.2%,而从183℃降到室温,体积的收缩却为4%,故锡铅焊料焊点冷却后有时有缩小现象。 》 2023 第三届 SMM电气产业论坛
在SMM举办的 2023SMM国际光伏产业峰会-先进组件封装材料与组件技术论坛 上,杭州之江有机硅化工有限公司副总经理陶小乐介绍了光伏市场以及光伏组件、BIPV&BAPV、光伏储能逆变器储能电池解决方案。 光伏市场信息 光伏发电将是当前和今后应对能源危机的重要手段。 2023年上半年光伏行业蓬勃发展。制造端,2023年上半年多晶硅、硅片、电池、组件产量同比增长均在60%以上。 应用端,2023年1-7月光伏发电装机97.16GW,同比增长158%。 据CPIA预测,2023年HJT市占率有望或达3%,对应装机有望超过10GW。 目前全行业已公布HJT电池产能超过200GW,已投产约8GW,在建约53GW。预计2023/2025年底国内HJT产能有望实现68GW/97GW。 中国光伏协会对HJT发展前景更乐观,预测2025年/2030年其市场份额约18%/32%。 ✓N型大幕开启,TOPCon率先规模化量产;但从电池、尤其组件产品看,HJT效率明显领先于TOPCon,且双面率高、温度衰减更弱,因此具备反超TOPCon成为下一代光伏电池技术的潜力。 ✓钙钛矿组件具备理论效率高、材料成本低等优势,且钙钛矿晶硅能利用成熟晶硅电池产业,技术变革完美衔接。这也将为以叠层为基础的多结电池蓄力,冲击40%+乃至更高的转换效率极限。 缺点:异质结(HJTHJT)电池和钙钛矿电池都对水汽比较敏感,尤其是钙钛矿,极易受环境影响。 因此,对组件的封装提出了更高的要求。 新能源光伏组件解决方案 丁基封边剂性能参数表 ZJ-302PV是一款单组份热熔型丁基胶,具有优异的水汽阻隔性能和绝缘性能。主要用于薄膜、钙钛矿、异质结等水汽敏感性电池组件的边缘防护,可大幅提高组件边缘的密封性及绝缘防护。 ➢极低的水汽和气体透过率 ➢与玻璃优异的粘接性能 ➢优异的耐UV性能 ➢优异的耐温和耐老化性能 ➢高体积电阻率 ➢可自动化施胶,提高生产效率 相同条件下,丁基胶的水汽透过率只有其他胶的1/100。 为了提高钙钛矿层、电子传输层、空穴传输层的使用寿命,常需要在组件(含双玻)四周使用密封胶,防止水汽进入。 光电建筑一体化 什么是BIPV? BIPV也就是建筑一体化型光伏技术(Building Integrated Photovoltaic)是分布式光伏的一种。BIPV光伏发电系统作为建筑外部围护结构的一部分,既具有发电功能,又具有建筑构件和建筑材料的功能,与建筑物形成统一体、不可分割。 BIPV主要分为两类:一种是光伏方阵与建筑物的结合,建筑物作为光伏方阵的载体,起支撑作用;另一种是光伏方阵与建筑物的集成,光伏方阵作为建筑材料的形式出现如光电幕墙、光电屋顶等。 什么是BAPV? “BAPV”(Building Attached Photovoltaic)附着在建筑物上的太阳能光伏发电系统,也称为安装型太阳能光伏建筑。它的主要功能是发电,与建筑物功能不发生冲突,不破坏或削弱原有建筑物的功能。 储能 趋势和市场概况 储能是推动构建新型能源体系的重要一环,在新型电力系统中扮演着重要角色。为实现碳达峰碳中和战略目标,可再生能源发电的规模快速提升,也推动了储能行业的发展。 随着储能在我国现代能源体系建设中的地位日益突显,新型储能发展被确立为“十四五”时期发展的重点,目前储能新品覆盖集装箱式储能系统、工商业储能系统、家用储能系统、便携式储能等领域。 储能领域包括:压缩空气储能项目、二氧化碳储能项目、电化学储能项目、熔盐储能项目、光(热)储多能互补一体化项目、钠离子储能电池项目、液流电池储能项目等。 储能行业解决方案 光伏风电储能(逆变器 储能电池)解决方案 逆变器:作为光伏电站的转换装备,光伏逆变器是光伏系统的核心器件,具有高效率、长寿命、高可靠性等特点,能稳定运行于高温、高湿、盐雾等各类自然环境,而有机硅胶粘剂凭借其卓越的耐候性、导热、阻燃性能,已成为光伏逆变器组成中的主要材料。 储能电站(光伏 风电/BMS PCS等):储能电池是太阳能光伏发电系统不可缺少存储能电能部件,其主要功能是存储光伏发电系统的电能,并在日照量不足,夜间以及应急状态下为负载供电。 充电设施解决方案(充电桩、充电枪等)
在SMM主办的 2023SMM国际光伏产业峰会-Topcon高效电池与晶硅应用论坛 上,华电电力科学研究院有限公司新能源研究中心技术主管上官炫烁对钙钛矿组件的工程应用作出展望,他表示,钙钛矿光伏技术拥有转换效率更高、环境适应好、生产成本低、生产工艺简单等优势,但是钙钛矿产业化目前仍存瓶颈,譬如效率不稳定、产品寿命短、未形成相关标准等。 钙钛矿光伏技术现状 钙钛矿光伏技术现状 自2009年钙钛矿光伏电池问世以来,其转换效率快速提升,目前其实验室电池效率由3.8%提升至26.1%,与晶硅电池(26.8%)效率接近。该成果是由中国科学技术大学的徐集贤教授团队在2023年5月份完成的,标志着中国科研团队在单结钙钛矿太阳能电池研究领域继续保持领先优势。 钙钛矿光伏技术优势 转换效率: 理论效率更高;技术进步迅速;叠层技术。 环境适应: 功率温度系数低 接近于0;弱光特性更优势 生产成本: 生产成本最低可达0.5元/W;度电成本可低于0.1元/度 生产工艺: 原材料纯度要求低 纯度低于95%;产线投资低 约3亿/GW;生产工艺简单。 钙钛矿光伏产业现状 目前钙钛矿电池处于量产前夕,2022年钙钛矿电池新增产达到0.36GW。从规划产线来看,头部企业已经在布局GW 级产线,分别在开工、招标、签单等不同阶段。预计2030年末产能预计达到140~180GW,2023-2030复合增速约 88%。 钙钛矿组件效率稳步提升,商用尺寸钙钛矿组件全面积效率首次突破17%(极电光能2023年6月实现0.72m2 大面积组件效率 17.18%),量产组件效率提升进度超出预期(CPIA 预测2023 年效率达到 16.5%)。这标志着同等售价和寿命前提下,钙钛矿光伏LCOE已逼近主流晶硅组件区间。预期 2030 年效率可能提升至 25%。 当前百兆瓦级产线阶段成本可以控制在 1.6-1.8 元/W,2025 年后 GW 级产线有望将成本降至 0.8 元/W;2028-2030 年 10GW 级产线有望将成本降至 0.5-0.6 元/W。 钙钛矿光伏组件痛点 钙钛矿产业化目前仍存瓶颈:效率不稳定、产品寿命短、未形成相关标准 不稳定: 不同于晶硅电池稳定的单晶硅晶格结构,钙钛矿核心层主要为化学组分,在潮湿、光照条件下稳定性较差,由此会产生分解,最终导致器件效率持续下降,以及组件产品寿命的衰退。 大尺寸制备困难: 目前钙钛矿的实验室效率均是基于小尺寸,而量产需要大尺寸工艺支撑,钙钛矿电池的转换效率普遍随着尺寸的增加而下滑。目前国内大尺寸钙钛矿组件的最高转换效率不到18%,与N型晶硅组件的转换效率存在较大差距。 标准化程度低: 目前钙钛矿光伏组件尚未形成通用技术标准及相关检测技术标准。各头部钙钛矿光伏企业技术路线各不相同,所生产的组件产品尺寸、电性能参数相差较大,为后端电器设备的开发及电站设计方案的编制增加了难度。 钙钛矿光伏工程应用展望 以钙钛矿组件寿命为25年、单位面积成本为150元/m2、组件转换效率15%(组件购买成本折合1元/Wp)的边界条件计算,单位容量建设成本为3.37元/Wp,基本与采用晶硅组件时的单位建设成本(3.38元/Wp)持平。 基于华电贵州某光伏项目的各项设计技术指标(电站系统效率84%,上网电价0.3515元/千瓦时),通过设定不同的钙钛矿组件成本和效率,推算出其对应的单位造价,并以首年功率衰减2.5%,之后每年衰减0.7%为边界条件,分别计算资本金内部收益率。 应用案例 钙钛矿光伏工程可应用于纤纳光电钙钛矿渔光互补电站、纤纳光电钙钛矿分布式电站、万度光能钙钛矿实证电站以及协鑫纳米钙钛矿实证电站等。 项目容量:2077.488kWp 安装方式:拟采用21°固定倾角安装 组件选项:252Wp钙钛矿组件 接线方式:钙钛矿电池组件8块串联后再经过8汇1汇流套件汇流后开路电压180V,最终汇流套件并联串入225kW组串式逆变器 综合容配比:1.154 发电量:考虑衰减后第一年小时数为1107.52h,发电量为230.09万kWh;第25年小时数为918.96h,发电量为190.91万kWh;25年平均小时数为1001.74h,发电量为208.11万kWh
在SMM主办的 2023SMM国际光伏产业峰会-组件市场分析与应用场景论坛 上,苏州普兆新能源设备有限公司产品&解决方案总监分享了“快速关断RSD解决光伏电站安全隐患”的话题,他表示,整个光储系统由光伏组件、逆变器、支架、汇流箱以及相关元器件组成,系统发生火灾后,组件之间无法关断,仍然会有上千伏的高电压,如果消防员贸然施救,可能会产生“电击危险”,对居民及消防员的生命造成威胁。针对安全隐患,美、加、德、意 等发达国家对光伏发电系统中的直流高压问题已出台强制措施,对光伏安全关断及电压有明确标准并强制执行。2021年11月,我国发布《关于加强分布式光伏发电安全工作的通知(征求意见稿)》,旨在进一步加强分布式光伏发电安全工作,相继各省各地区也出局相关政策,明确了屋顶光伏系统具备组件级快速关断功能。 光伏电站系统安全的重要性 海内外光伏市场高速增长 全球新能源转型加速,海内外光伏市场高速增长。 全球碳中和目标、国际关系变化及能源短缺背景下,能源结构加速向清洁能源转型。 预计自2023年到2025年,全球以及国内光伏行业新增装机均将呈现持续增长的状态。 直流侧高电压事故危害 在安装的170 万块光伏组件中,发生了430 起与组件相关的火灾。 其中210起由光伏系统本身所引起的。 80% 以上的电站着火是因为直流侧的故障引起事故。 直流侧高电压风险 在应用组串式逆变器的分布式光伏发电系统中,光伏组件整串线路电压累计可以达到 600V~1000V 的高压,若连接器接头等部位出现故障,即可能会造成直流拉弧、绝缘击穿,引发火灾。 快速关断-杜绝安全隐患发生 为什么选择快速关断? 保障系统设备财产安全 整个光储系统由光伏组件、逆变器、支架、汇流箱以及相关元器件组成,其中组件价格占整个电站资金投入最高,如何确保电站发生故障的时候能及时止损?如何第一时间切断火灾风险呢? 确保居民,消防员安全 系统发生火灾后,组件之间无法关断,仍然会有上千伏的高电压,如果消防员贸然施救,可能会产生“电击危险”,对居民及消防员的生命造成威胁。 全球安规标准的推进: 针对安全隐患,美、加、德、意 等发达国家对光伏发电系统中的直流高压问题已出台强制措施,对光伏安全关断及电压有明确标准并强制执行。2021年11月,我国发布《关于加强分布式光伏发电安全工作的通知(征求意见稿)》,旨在进一步加强分布式光伏发电安全工作,相继各省各地区也出局相关政策,明确了屋顶光伏系统具备组件级快速关断功能。 美国:从NEC 2014 到 NEC 2020 截至2022年,2020版NEC在美国13个州生效,2017版NEC在24个州生效,2014版NEC在7个州生效,2008版NEC在2个州生效。 光伏系统的快速关断概念(National Electrical Code,简称NEC): NEC2014 690.12《组件级自我关断解决方案》标准发布; 2017版的NEC690.12; 最新2020版的标准中,将“快速关断”的说法进一步修改扩大,提出了“光伏危险控制系统”(PV hazard control systems) 新标准要求光伏系统中具有“光伏危险控制系统”,使光伏系统在危急情况时是一个可控制的状态,也就是说可以利用“光伏危险控制系统”,实现组件级别的关断,在快速关断启动后30S内,界线范围内电压降低到80V以下。 PROJOY安全卫士-RSD快速关断 PEFS-PL组件级快速关断 解决行业五大“痛点”: 屋顶光伏火灾“预防难”;逆变器“EMC 难”;XX“专利侵权难”;不同品牌“兼容难”;安全 VS 成本增加。 方案五大“优势”: 预制“电弧”检测模块;外制“发射器”模块;SUSPEC/私有协议“皆可”;开放式,平台化;方案简单,经济性更好。 PEFS-PL组串级快速关断 方案六大“优势”: 1. 预制“电弧”检测模块,解决“防火”的问题 2. 内置PID 修复模块,解决“衰减”的问题 3. 方案简单,解决“安装改造难”的问题 4. 开放式, 解决 “兼容性”的问题 5. 平台化,解决“数据”的问题 6. 经济性十分明显,解决“贵”的问题。
在SMM举办的 2023SMM国际光伏产业峰会-白银产业链高峰论坛 上,山东恒邦冶炼股份有限公司副总工程师王兴分析了铅铜冶炼中银回收技术现状,并对未来发展形势进行了展望 。 铜、铅阳极泥综合回收工艺简介 2.1 概述 很多有色金属矿属多金属共生矿,其中常含贵金属和稀有金属。 ■ 世界90%以上的银与铅、锌等有色金属共生。 ■ 95%以上的铂族金属与镍、铜共生。 ■ 1/3的金与铜、硒、铅、锌共生。 在通常情况下,铜矿含金较多,铅矿含银较多,而镍矿含铂族金属较多。 在冶炼有色金属过程中,这些贵金属会伴随着有色金属的熔炼、精炼等流程而最终富集于电解精炼副产品阳极泥中。因此铜、铅阳极泥是回收金、银、硒等金属的主要原料。 冶炼过程中回收:(1)稀有贵金属Au、Ag、Pt、Pd。(2)小金属Sb、Bi、As、Se、Te。 2.2 铜阳极泥综合回收工艺现状 主流工艺: ■ 硫酸化焙烧--湿法浸出工艺 ■ 加压浸出--卡尔多炉熔炼工艺 ■ 硫酸化焙烧--转炉熔炼工艺 ■ 浸出--浮选--冶炼工艺 特点 阳极泥综合回收工艺不在局限于传统的工艺,而是结合本厂生产实际情况、阳极泥的成分特点,研究选择合适的工艺。 硫酸化焙烧--湿法浸出工艺 工艺优化: ■ 铜阳极泥预浸:一次预浸脱出铜、砷;二次预浸脱锑、铋。 ■ 分铜:分铜液沉银、回收碲。 ■ 分金:取消分碲工序,从分金液中分步回收金、铂钯、碲。 ■ 分银:亚硫酸钠分银、氨水(氨气)浸出分银。 ■ 银粉精炼:转炉吹炼除杂 加压浸出--卡尔多炉熔炼工艺 工艺优化: ■ 铜阳极泥加压浸出:加压浸出液分步回收银、硒、碲。 ■ 卡尔多炉熔炼:铅铋渣、碲渣;文丘里--动力波吸收;铅铋合金电解。 ■ 银电解:高电流密度银电解;银电解液净化,除钯、除铜、除铅系统。 ■ 金精炼:氯化分金;王水分金;金电解。 ■ 铂钯精炼:溶剂萃取铂、钯。 硫酸化焙烧--转炉熔炼工艺 工艺优化: ■ 铜阳极泥硫酸化焙烧:全高温硫酸化焙烧蒸硒,强制冷却吸收硒。 ■ 酸浸分铜:分铜液沉银、沉铜。 ■ 转炉熔炼:还原熔炼、跑锑、真空蒸馏分离铜金银和铅铋碲、造碲渣。 ■ 银电解:高效银电解;银电解液净化,二乙酰二肟除钯、液碱沉铜。 ■ 金精炼:硝酸浸出分银、铂钯;王水分金,亚硫酸钠还原金。 选冶联合工艺 工艺优化: ■ 浸出: 加压酸浸脱铜硒碲,铜、硒、碲分步沉淀回收。 ■ 浮选: 综合回收铅、锡,富集尾矿中贵金属。 ■ 转炉熔炼: 提高转炉效率,优化烟气吸收系统。 ■ 银电解:高效银电解;银电解液净化,除钯。 ■ 金精炼:氯化精炼、金还原;铂钯精炼。 2.3 铅阳极泥综合回收工艺现状 国内铅阳极泥基本上都采用传统火法熔炼--电解工艺,具有原料适应性强、处理能力大、设备简单等特点。 湿法--火法联合工艺应用在高砷铅阳极泥处理上,高砷铅阳极泥湿法预脱砷,脱砷后阳极泥火法处理技术已经在国内部分处理厂应用。 我国兼有铜、铅冶炼的工厂,铅阳极泥和脱硒、铜后的铜阳极泥混合处理。 火法熔炼--电解工艺 还原熔炼: 传统转炉还原熔炼;底吹炉还原熔炼;侧吹还原熔炼;高锑贵铅氧化跑锑工艺,脱砷锑。 氧化精炼: 氧化造铋渣、碲渣;低锑贵铅氧化精炼;综合回收铋、碲;产银阳极板。 银电解:高电流密度银电解。 金精炼:王水溶解,还原金 碱浸脱砷--火法熔炼--银电解技术 氧压碱浸: 氧压碱浸脱砷,浸出选择性高、脱砷率高、浸出液易处理。 还原熔炼: 转炉还原熔炼,产出锑渣、锑氧粉,回收锑。 铜、铅阳极泥中银的回收实例 3.1 铜铅阳极泥来源 铜冶炼→铜阳极泥→综合回收金、银等有价元素 铅冶炼→铅阳极泥→综合回收金、银等有价元素 锌冶炼→富铅渣→铅冶炼→铅阳极泥→综合回收金、银等有价元素 3.2 阳极泥成分 从不同种类的铜阳极泥以及铅阳极泥的金属含量占比进行了介绍。 3.3 铜铅阳极泥综合回收工艺 3.4 铜、铅阳极泥处理主要设备 3.5 银回收技术 (1)主要流程 2)银电解原理 从阳极反应以及阴极反应进行了解析。 3)主要技术指标 ◆ 电解液成分。 ◆ 电解液温度:40~50℃ ◆ 电流密度:200~600A/m2 ◆ 槽电压:1.5~2V ◆ 同极中心距:120mm主反应:Ag-e=Ag+ ◆ 电流效率:>85% ◆ 电解周期:22~36h 4)质量标准 3.6 银回收新技术 (1)高效银电解 2)银阳极自动浇铸机 优点: ◆ 定量称重、自动浇铸,自动排板,降低劳动强度。 ◆ 浇铸出的银阳极外观平整。 (3)无残极电解 优点: ◆ 处理残极,残极可直接转化为银粉,无需返分银炉重新铸锭; ◆ 简化工艺,减少资金占用,提高银直收率,降低生产成本。 (4)银锭自动浇铸 优点: ◆ 可实现30kg银锭自动浇铸,降低劳动强度。 ◆ 浇铸出的银锭表面质量高。 3.7 铜铅阳极泥综合回收工艺创新 工艺技术创新 ◆ 采用“一步法炼锑”降低了锑白的生产时间,避免了金属锑反复氧化、还原造成的能源浪费、金属损失及环境污染,提高了锑金属的回收率。 ◆ 将“真空精馏”技术运用到贵金属冶炼过程中,加快了铅阳极泥处理的过程,减少了分银炉精炼周期,降低了中间物料金银的积压。 ◆ 将冶炼过程中的含砷物料以金属砷等产品开路,可最大程度上降低对环境的危害。 ◆ 将高效银电解技术、连续铸阳极板技术、无残极电解等新技术应用到银生产过程中,提高了银直收率、降低了劳动强度和生产成本。 未来及展望 ◆ 采用先进的工艺技术和高效装备将是稀贵金属冶炼技术发展方向,如简化工序、缩短稀贵金属生产周期、提高金属回收率和资源综合利用率; ◆ 多种冶炼工艺共存,新技术协同发展将是稀贵金属冶炼技术发展的趋势,如火法、湿法联合处理工艺,真空冶金技术的应用,稀贵金属生产的连续化等; ◆ 短流程“一步法炼锑”及“真空精馏”技术将在稀贵小金属冶炼领域逐步进行推广应用; ◆ 多元素的高效、综合回收要求铜、铅阳极泥处理技术着重优化工艺设计,强化火法、湿法冶金过程,研究铜、铅阳极泥多组分在冶金过程中相互作用机制及反应限度。 公司产品产能简介 山东恒邦冶炼股份有限公司主要产品产能为:黄金:50吨/年、白银:1200吨/年、电解铜:25万吨/年、电解铅:10万吨/年、硫酸:130万吨/年、电积锌:2万吨/年、锑白:5000吨/年、精铋:550吨/年、二氧化硒:200吨/年、碲锭:50吨/年、高纯金属:120吨/年。
在SMM举办的 2023SMM国际光伏产业峰会-白银产业链高峰论坛 上,北京中科纳通电子技术有限公司总经理殷文钢对 导电银浆/胶产品和应用进行了介绍。 随着电子产业需求的增长,导电材料市场也将持续稳定增长。全球导电胶行业市场规模稳健增长,预计至2026年将超过30亿美元。 导电高分子材料的研究 让塑料导电 白川英树:全球首次发明出名为聚乙炔的导电塑料 塑料具有重量远远轻于金属的优点,成型比较简单,也容易增加功能,所以导电塑料被广泛应用,为产业界做出了巨大贡献。 2000年的诺贝尔奖技术首次应用于新型有机电池,代替昂贵金属,造价便宜,性能更优于金属电池,让有机电池从实验室到产业化成为首个规模的应用。 关于导电高分子材料 一类具有导电功能(包括半导电性、金属导电性和超导电性)、电导率在10-6S/m以上的聚合物材料。 高分子导电材料具有密度小、易加工、耐腐蚀、可大面积成膜以及电导率可在十多个数量级的范围内进行调节等特点,不仅可作为多种金属材料和无机导电材料的代用品,而且已成为许多先进工业部门和尖端技术领域不可缺少的一类材料。 导电高分子材料 高分子导电材料具有密度小、易加工、耐腐蚀、可大面积成膜以及电导率可在十多个数量级的范围内进行调节等特点,不仅可作为多种金属材料和无机导电材料的代用品,而且已成为许多先进工业部门和尖端技术领域不可缺少的一类材料。 导电高分子材料的分类 复合型:导电塑料、导电橡胶、导电纤维织物、导电涂料、导电胶粘剂以及透明导电薄膜等。 结构型: 按电导率大小分:高分子半导体、高分子金属和高分子超导体。 按导电机理分:电子导电高分子材料、离子导电高分子材料。 导电高分子材料前景广阔 整体行业向好 随着电子产业需求的增长,导电材料市场也将持续稳定增长。全球导电胶行业市场规模稳健增长,预计至2026年将超过30亿美元。 市场空间巨大 中国市场对进口产品的依赖仍较高,国产化市场空间巨大。全球的低温银浆市场主要被日本京瓷、德国汉高、美国杜邦、贺利氏等占据,市场占有率80%以上。 国产化进程参差不齐 不同材料产业的进入壁垒、中国企业进入该产业的时间早晚以及参差不齐的技术积累导致国产化进程参差不齐。国内专业技术研究资源稀缺,材料与应用二者需结合,技术门槛较高。 国材历史机遇 高端导电复合高分子材料主要欧美企业主导,科技战下进口替代和中国电子产业升级,及密集出台的产业支持政策,是中国电子新材料企业历史机遇。 国内材料技术正在快速发展 半导体产业的核心技术多年来掌握在美国、日本韩等业发展较早的国家手中,企投入与积累略显薄弱。 近几年中国集成电路产业的快速发展,半导体材料方面也实现了部分重要的技术突破。 2022年中国公司申请的半导体相关专利数量达到了全球一以上,占全球总量的55%,其次是美国,占全球半导体材料专利总申请量的26%。 导电高分子材料的应用 材料:①导电浆料②导电胶③导电弹性体…… 工艺:丝网印刷、激光蚀刻、移印、点胶、喷墨打印、3D打印、镀膜、喷涂…… 应用:新型触控显示、通信电子、半导体封装、光伏新能源、柔性电子、汽车电子…… 在电子产业的新技术和新应用 柔性电子 消费电子解决方案 笔电键盘背光1.0(传统方案) 传统背光模组: 材料:PI+铜箔+绝缘膜+白油+锡膏+灯珠 结构:三层结构,FPC+导光板+补强板 工艺:化学蚀刻非环保“减法工艺”(强酸强碱) ①环保问题 面临的问题: ②无法满足高端产品功能需求 笔电键盘背光1.5 传统背光模组: 材料:PI+铜箔线路+绝缘膜+白油+锡膏+灯珠 结构:FPC+补强板二合一,二层结构,背光+补强板 工艺:化学蚀刻非环保“减法工艺”(强酸强碱) 面临的问题: ①效率较低 ②成本偏高 ③环保问题 笔电键盘背光2.0(进阶方案) 2.0方案 材料:PI+印刷导电线路+绝缘膜+白油+锡膏+灯珠 结构:FPC+补强板二合一,二层结构,背光+补强板; 工艺:绿色环保、制成简单的“加法工艺” 价值 节约能耗、降低成本、ESG价值、创新性 笔电键盘背光3.0(先进方案) 3.0方案 材料: 补强板+印刷导电线路+绝缘膜+白油+锡膏+灯珠 结构: 导光板+FPC+补强板三合一,一层结构; 工艺:仍采用绿色环保、制成简单的“加法工艺” 价值 节约能耗、降低成本、ESG价值、创新性、轻薄化 背光模组方案的价值 价值 1.制成成本下降约15%-30%;2.材料成本下降约10%-20%;3.产品厚度下降约15%-30%;4.ESG环保贡献,社会价值贡献。 第三代半导体 电子封装解决方案 无压烧结银胶 应用:第三代半导体氮化嫁、光电子芯片(激光芯片等)、大功率射频芯片 IC封装胶 应用:IC封装、IC固晶、LED芯片封装 SIP共形屏蔽银浆 应用:系统级封装、超低电阻5G天线 导电胶:大功率器件散热需求 痛点 近年来,大功率器件在新能源汽车、5G等市场广泛应用,随着器件的功率增加、小型化,半导体元件的发热量具有增大的倾向使其 性能和寿命受到影响 。 需求点 要求电子零件的结合材料具有 高散热性 。 市场广泛使用——无铅焊料或金锡焊料,然而无铅焊料的工作温度比较低(小于300度),导热率偏低(50W/m·K)并且可靠性低;金锡焊料可靠性高但成本高昂。有鉴于此市场需要一款具有 高可靠性,高导热性和成本适中 的产品。 解决方案:低温无压烧结银 传统方案: 传统半导体封装技术是采用焊接合金把器件的一个端面贴合在热沉衬底上,另外的端面与铝线或金线键合在一起。 缺点:在大功率、高温工作条件下缺乏可靠性,不适应当前功率型半导体芯片对散热的要求。 优化方案: 针对传统半导体工艺和材料在封装上的缺陷,低温烧结纳米银胶克服了传统工艺导热性差以及不能在极端条件下工作的缺陷,满足当前半导体封装工艺要求。 低温烧结银胶其原理是将银烧结到一起,提供导热通路,得到高导热系数。 低温烧结银胶主要应用于:第三代半导体氮化嫁、光电子芯片 ( 激光芯片等 ) 、大功率射频芯片 为什么选择烧结银 极高的可靠性 优异导电性能 较高导热性能 化学稳定性好 替代AuSn焊料、大幅降低成本 烧结银产品特点 有效控制孔隙率 : 通过改变烧结曲线和溶剂有效控制孔隙率 •芯片<5*5mm,基本无孔隙 •芯片>5*5mm,孔隙率<3% 高粘结力 : •高触变(8~15)带来优良的可操作性 •可连续24小时点胶,opentime可达2小时, 高导热性: •为全烧结体系,烧结完成后不含树脂,具有超强烧结性 •导热系数高达261W/m·K 优异粘接强度 : •在银、金(镍钯金、镍金)上有很强的粘结强度 导热系数高达 261W/mK 孔隙率控制 孔隙率主要由配方,次要由烧结曲线决定,对导电性,导热性,粘接强度有较大影响。 应用案例:替代 Au80Sn20 可靠性测试: 产品经过稳定性烘焙、冷热冲击、通电加速实验后,测试器件性能变化,其导电性和导热性依然保持稳定。 新能源与汽车 导电屏蔽材料解决方案 导电胶条“客户价值” 产品性能 / 成本优势 涂层客户定制,有效控制降低成本 同样110dB屏蔽性能下,涂层导电层厚度仅为竞品的1/3,更节省材料,成本更低。 高精密器件定制化开发 可定制开发高精密胶条及弹性器件,如:1mm*1mm双峰胶条。(纯银胶条使用超细银粉<1μm,常规复合粉体尺寸<40μm,纯银可制备得到超薄涂层和超精密器件)。 抗老化,延长设备使用寿命 抗老化性能优异,纯银粉导电层中不含其他导电金属,不会在有湿度的环境下内部发生电化学腐蚀,电性能方面具有更优异的抗老化特性。 高密封,延缓水汽渗透 高回弹特性,导电粉体体积添加量小,可维持涂层的高力学强度,明显优于共混涂层的机械性能。 FIP导电胶产品性能 产品优势 屏蔽效能可达110dB 器件级屏蔽效能测试— 双腔隔离度测试 可适用于三角形点胶工艺 可以更好的弥补工件的配合公差。 适用于 复杂空间 和形状 电磁屏蔽处理 ,直接将导电胶挤在加工件上,无其他工序,可点胶成D形、三角形及波浪形等形状。不需昂贵的模具,设计 周期短 , 费用低 。 导电弹性连接器行业方案对比 使用弹性导电材料 可长期于震动条件下使用,防止瞬断; 增多导电接触位点,稳定提高导电性; 兼容SMT贴片工艺,助力5G器件轻薄化。 客户案例分享—智能汽车领域
在SMM主办的 2023SMM国际光伏产业峰会-白银产业链高峰论坛 上,中国有色金属工业协会金银分会原副会长孙幼平介绍了中国白银应用现状,并对白银行业的未来进行了展望。 一、白银生产应用现状 白银的现状 2022年全球白银现货供应量为31569吨,同比增长1.8%。 其中,矿产银产量达到25815吨,同比增长1%;墨西哥和智利新项目的投产成为主要增长点。但秘鲁、中国和俄罗斯产量下降部分抵消上述增量。再生银产量同比增长6%达到5754吨。 世界白银现货需求创下历史新高,同比增长16%达到37449吨。 各主要应用领域均出现增长,现货投资10233吨,增长18.3%;工业用银16765吨,同比增长5.5%;首饰及银器9580吨,增长36.9%的,增长主要来自印度。 白银需求增长速度远超供应,缺口达5879吨。 2022年,我国白银产量为26886吨,同比增长14.8%。 其中,铅冶炼副产占比56%,铜冶炼副产占比32.8%,锌冶炼副产占比7.2%。产能主要集中在河南、湖南、广东、云南、江西等地。 我国白银消费量为8251吨,同比增长3%。 在主要消费领域中,首饰及银器用银450吨,同比下降29.7%;银币及银条用银387吨,同比下降1%;工业用银7415吨,同比增长6.6%。其中光伏用银增长35%。 白银市场库存持续下降 ,减少219吨,下降速度放缓。 银精矿进口量达到143万吨,同比增长66%。 银粉进口同比下降21%,其中,平均粒径<3微米的非片状银粉进口同比下降32.5%,反应出国内光伏行业用银粉国产化率进一步提高。 银产品总出口量7981吨,同比增长13.9%,其中,银锭出口在连续三年增长后,首次出现下降。 根据世界金属统计公布的数据,2023年1-5月份全球矿产银产量为10292吨,同比下降0.9%。 我国1-6月份白银产量是8105吨,同比增长11.5%。 精炼铜产量630万吨,同比增长12.47%。 精炼铅产量388.3万吨,同比增长16.75%。 精炼锌产量347.7万吨,同增长比9.32%。 白银作为贵金属具有金融属性,虽然这种属性近年来被弱化,但没有消失。 纵观白银上半年价格走势,其金融属性表现明显。 美国经济形势及经济政策出台对其产生重大影响。美联储加息抑制通胀,美元走强,令银价承压,银价下跌。美国银行及欧洲银行破产,避险情绪浓厚,使银价上涨。 银价在年初23.25美元/盎司,到3月初的最低的19.95美元/盎司,到5月初最高的26.43美元/盎司。 下半年,白银价格主要还会受到美国经济政策和俄乌战争的影响,另外,对俄罗斯的经济制裁使得欧洲经济受到严重影响的后果也将继续显现。 2023年1-6月份,我国光伏新增装机78.4GW,同比增长154%。 2023年上半年,德国、巴西等国光伏新增装机量都有较大增长。 中国汽车工业协会数据显示,1-6月,我国汽车产销分别完成1324.8万辆和1323.9万辆,同比分别增长9.3%和9.8%。 5G网络建设稳步推进。截至2023年6月底,我国移动电话基站总数为1129万个,比上年末净增45.2万个。其中,5G基站总数为293.7万个,占移动基站总数的26%。 当前我国白银工业面临的机遇与挑战: 2023年4月,财政部、自然资源部、税务总局修订印发了《矿业权出让收益征收办法》(财综〔2023〕10号)。这是贯彻落实习近平总书记重要指示精神和党中央决策部署,严守资源安全红线底线,推动战略性矿产资源增储上产,增强维护能源资源、重要产业链供应链安全的一项重要举措,必将进一步健全矿产资源有偿使用制度,规范矿业权出让收益征收管理,维护矿产资源国家所有者权益,促进矿产资源保护与合理利用,推动相关行业健康有序发展。 我国地质勘查投入结束从2013年以来连续下降的局面,止跌回暖,2021年共投入勘查资金173.81亿元同比增长7.5%,自2013年首次实现正增长。 二、白银的未来 中国光伏行业协会2023年7月发布报告指出,2023年,全球光伏市场需求持续保持旺盛。 在全球碳中和背景下,许多国家将发展可再生能源作为其碳中和路径中的一项重要内容,并提出或更新了光伏发展目标。 中国光伏行业协会表示,将2023年光伏新增装机预测值由原先280-330GW上调至305-350GW。 欧洲光伏协会预测,未来五年,全球光伏新增装机量仍将保持可观的增长速度。 到2026年全球新增光伏装机量将达到2368GW 国务院办公厅印发的《新能源汽车产业发展规划(2021―2035年)》提出力争经过15年的持续努力,高度自动驾驶汽车实现规模化应用。 新能源汽车融汇新能源、新材料和互联网、大数据、人工智能等多种变革性技术,推动汽车从单纯交通工具向移动智能终端、储能单元和数字空间转变,带动能源、交通、信息通信基础设施改造升级,促进能源消费结构优化、交通体系和城市运行智能化水平提升。 鼓励“光储充放”(分布式光伏发电—储能系统—充放电)多功能综合一体站建设。 除了光伏产业和汽车行业会迎来大爆发外,在传统应用领域,要充分抓住家电、电子行业智能化更新换代及消费结构升级的机会,增加工业消费量。 在新应用领域,伴随新一代信息技术产业(区块链、5G)、高档数控机床和机器人、航空航天装备、海洋工程及高技术船舶、高性能医疗器械、储能领域、柔性电极、食品包装等方面的不断发展,白银用量还将大幅提升。 这就是我国白银产业发展面临的大环境,也是我国白银产业发展面对的大趋势,我国白银市场潜力巨大,产业发展后劲很足。 白银将继续以其优越的物理化学性能将在越来越多的领域大显身手,为我们的美好生活带来更大惊喜。 》 2023 第三届 SMM电气产业论坛
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