0.5mg/W纯银耗量！东方日升异质结导入铜浆
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. 异质结技术的电池结构和低温工艺极致适合铜浆应用
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。
东方日升研究团队通过大量的测试发现，硅片表面仅10nm厚度的TCO就可以在温度小于650℃ 时有效阻挡铜离子的渗透，而HJT电池正背面TCO层厚度均达到了80nm。由于TCO层的阻挡，铜不易扩散和渗透进电池内部，并且HJT全程是处在不超过200℃的低温制程中，所以说异质结技术是非常适合和匹配铜浆材料和工艺。HJT电池搭配铜浆不但工艺更简单，同时还具备更高的可靠性。
工欲善其事必先利其器，对于异质结产线来说，只需进行几个核心步骤的设备改良即可与传统的金属化工艺兼容，为光伏电池提供了一个平滑的技术转型路径。无需大规模改造现有生产线，即可实现纯铜浆料的应用，这大大降低了技术升级的成本和风险。
纯铜浆料技术作为光伏行业的一项重要创新，尤其是对异质结产品来说，不仅在降低成本方面具有更加显著的优势，还在提升电池效率和简化制造工艺方面展现了巨大潜力。随着东方日升等企业在该领域的持续研究和应用推广，纯铜浆料技术有望成为未来光伏电池制造的主流选择，也必定会使异质结技术更加具备竞争力。
推荐阅读
【免责声明】本图文内容来源于互联网、微信公众号等公开渠道，版权归原作者所有，仅供学习参考之用，禁止用于商业用途，如有异议，请联系我们进行删除。