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超声波喷涂仪用于太阳能电池

时间:2025-11-21     【原创】

  在太阳能光伏(PV)行业中,超声波喷涂被用来制造高效能的薄膜和钙钛矿型太阳能电池。例如,它可以用于

沉积抗反射层、透明导电氧化物(TCO)涂层、缓冲层以及活性层等重要组件。这种喷涂方式可以在较低温度下操

作,并且生成的薄膜一致性更好,从而提高了光伏电池的光电转换效率和稳定性。除此之外,超声波喷涂技术还

可以应用于太阳能热水器与集热系统的表面处理,通过精确喷涂功能性涂层来减少能量损失并提高太阳能利用率。


  提高材料利用率:华航超声波喷涂仪器拥有高效雾化技术,能够实现薄膜均匀高效喷涂,覆盖率>95%,其涂

层厚度精密度精确可控,几纳米至几十微米,能够提高材料利用率。


  改善涂层质量:华航超声波喷涂仪器的溶波转换率高达295%,是传统二流体喷涂的4倍,XYZ三轴伺服运动系

统,选配超声波分散供液,有效防团聚,改善涂层质量。


  降低维护成本:华航超声波喷涂仪器具有精准的激光对位技术,能够快速定位喷涂区域,减少不必要材料的

浪费,内置排气系统,防堵喷头技术,降低维护成本。


  01技术原理:超声波喷涂如何工作


  超声波喷涂技术是一种利用高频声波能量进行材料沉积的先进工艺,其核心在于通过压电效应将电能转换

为机械振动。


  当高频电信号作用于喷涂设备的压电换能器时,会产生超过20kHz的超声波振动,这种振动传递至喷嘴尖

部,形成持续的毛细波。


  在波峰处,浆料被分散成微米至纳米级的细小液滴,形成均匀喷雾,从而在基材上形成超薄、一致的涂层。


  与传统压力喷涂不同,超声波喷涂无需高压气体,仅靠超声波能量即可实现浆料雾化,这种独特机制带来

了多重优势。


  雾化颗粒均匀可控,粒径分布范围窄,避免了传统喷涂中常见的堵塞喷嘴和不均匀现象,特别适合太阳能

电池所需的精密涂层应用。


  02行业应用:太阳能电池制造的多场景解决方案


  在太阳能电池领域,超声波喷涂技术已展现出强大的适用性,覆盖从新型薄膜电池到传统晶硅电池的多种

制造场景。


  钙钛矿太阳能电池


  超声波喷涂可实现钙钛矿活性层、空穴传输层和电子传输层的均匀沉积,通过精确控制膜厚与结晶性,显著

提高电池的转换效率和稳定性。


  研究显示,超声喷涂制备的钙钛矿薄膜具有更均匀的覆盖度和更少的针孔缺陷,使电池效率提升了约15%。


  薄膜太阳能电池


  在制备TCO(透明导电氧化物)层、缓冲层和吸收层时,超声波喷涂能确保大面积均匀性,这对于提升电池

的一致性和良率至关重要。


  晶硅太阳能电池


  应用于AR减反射增透膜和亲疏水自清洁薄膜的制备,超声波喷涂可将材料利用率提升至85%以上,大幅降低

生产成本。


  光伏幕墙与建筑一体化


  超声波喷涂可在常温常压下制备均匀、致密的纳米级和亚微米级薄膜,这一特性使其特别适用于在曲面或异形

基材上沉积功能涂层,为光伏建筑一体化提供了技术可能。


  03性能优势:为何选择超声波喷涂技术


  与传统喷涂方式相比,超声波喷涂在太阳能电池制造中展现出多方面的显著优势。


  材料利用率方面,超声波喷涂相比传统喷涂工艺可节省材料30%以上,喷涂效率提升50%。


  对于昂贵的太阳能电池功能材料(如钙钛矿前驱体、透明导电材料等),这种材料节约直接转化为可观的

成本控制效益。


  工艺控制方面,超声波喷涂支持0.05~1ml/min的微量喷涂,这种精确控制能力确保了薄膜厚度的一致性,

为电池性能的稳定性提供了保障。


  超声波喷涂系统可在太阳能电池板玻璃上进行高效地喷涂AR减反射增透膜、亲疏水等自清洁薄膜等纳米功能性

薄膜,显著提升电池板的光吸收能力和自清洁性能。


  质量表现上,超声波喷涂制备的薄膜具有优异的均匀性和致密性,有效减少了电池的漏电和短路现象,提高了

产品的良率和寿命。


  兼容性方面,设备采用模块化设计,兼容水性、溶剂型等多种浆料,能够适应不同太阳能电池制造商的特定

工艺需求。


  04设备特性:超声波喷涂系统核心技术特征


  现代超声波喷涂系统集成了多种先进技术,以满足太阳能电池制造的高标准要求。


  精准控制系统:配备数字化操作系统,可精准调节流量、雾化频率及喷涂路径,实现涂覆过程的精确控制。


  宽广喷涂范围:有效喷涂面积达120×120mm,适配大规模太阳能电池板的连续生产需求。


  卓越薄膜性能:可实现纳米至微米级薄膜的均匀涂覆,膜厚均匀性偏差控制在±3%以内,满足高效太阳能电池

对界面层的精确要求。


  适应复杂基材:完美适配各类复杂曲面基材,为柔性太阳能电池和光伏建筑一体化应用提供了技术可能性。


  自动化集成能力:易于集成至自动化生产线,支持机械手装载和传送带系统,实现太阳能电池的规模化连续生产。


  随着超声波喷涂技术在太阳能电池领域的应用拓展,江苏科技大学研究人员指出,这项技术不仅为科研与工业化

生产提供高效环保的涂层解决方案,更将推动太阳能电池制造向更高效、更经济、更环保的方向发展。


  对于追求卓越的太阳能电池制造商而言,拥抱这一技术革新,无疑是提升产品竞争力、抢占未来市场的战略选择。


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