铜领未来：东方日升实现0.5mg/w纯银耗量，革新异质结金属化成本

光伏們 · 公众号 · · 2024-12-03 21:34

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光伏用银浆以白银为主材，主要用于太阳能电池栅线的制作，其成本占整个太阳能电池非硅成本的30%以上，且占比越来越高。同时根据世界白银协会的预测，2050年光伏用银浆将消耗世界总银量的90%，整个行业很有可能将面临无银可用的局面。去银化已经成为光伏领域研发突破的重点。

在这一背景下，纯铜浆料技术作为光伏行业的一项前沿技术，正以其独特的优势和潜力，成为行业主要的研究方向。目前在东方日升的异质结伏曦电池片产线上，铜浆的测试导入和量产工作正在有条不紊地展开。从目前的产线结果来看，铜浆在异质结产品上的应用，已经取得了非常好的结果，在保证电池效率的情况下，能够使得电池单瓦纯银耗量由现在的 6mg /W 达到 0.5mg/W ！如图 1 所示。

图1 纯铜浆料印刷栅线电镜图

异质结技术的电池结构和低温工艺极致适合铜浆应用

对浆料自身而言，铜浆的应用核心在于解决铜在电池高温烧结情况下的稳定性。首先铜本身就较为活泼，在高温烧结过程中容易被氧化，所以在铜浆使用过程中，对铜的防氧化处理尤为关键；其次就是铜离子的扩散，传统银浆烧结后形成合金，而铜浆如果也要进行同样的高温烧结工艺，在烧结过程中由于高温，铜元素则容易在电池片上扩散和渗透，形成深能级中心，从而破坏钝化效果，影响到电池性能。

对于 PERC、TOPCon和BC技术的电池结构来说，电池外层膜层均为绝缘材料，为了能够让电池栅线和电池的硅材料形成良好的欧姆接触，就必须要采用高温烧结（ 700-800 ℃左右）的方式，将栅线“烧穿”电池表面的绝缘材料，使栅线直接和硅材料进行接触，形成合金和有效连接。在这种工艺条件下，如果是银栅线，则直接采用这种“烧穿”工艺即可；但是在使用铜浆的情况下，为了避免高温过程中铜被氧化以及铜在电池片上的扩散渗透，就需要分两步走，先制作“种子层”来烧穿绝缘材料以便和硅材料形成良好接触，然后再采用铜浆，这无形中也带来了工艺复杂度和成本的增加。

但是对于异质结技术来说，在使用铜浆上，远不需要这么麻烦。 由于异质结电池结构的最外层就是导电的 TCO膜，不需要高温烧结，电池的栅线就可以直接和其连接形成良好的欧姆接触，所以在使用铜浆来制作异质结电池栅线的时候，就不需要考虑额外制作种子层，不会带来工艺复杂度和成本的增加。