节省20%银！钙钛矿、异质结降本重大突破

近日，《全球光伏》发布的☞☞异质结的痛点、难点、疑点和赛点引发了全行业的关注，异质结技术正面临产业化前最后一道门槛 – 导电材料的降本。

 

最近，德国太阳能研究机构弗朗霍夫太阳能研究所Fraunhofer ISE的两项创新技术取得突破性进展，有望大幅减少“银”用来，大幅降低导电材料的成本。

1. “铜代银” - 钙钛矿、异质结降本

 

弗朗霍夫太阳能研究所正准备剥离一家名为 PV2plus 的公司，将其镀铜代银技术产业化，应用于异质结和钙钛矿电池量产。

该团队关于这项技术的一项研究最近发表在科学期刊Solar RRL 上，标题为“钙钛矿太阳能电池上的电镀铜金属接触”。

 

通过这项研究，他们证明可以使用 ITO 上的铝原子层沉积 (ALD) Al 2 O 3掩膜层而不是聚合物层作为在钙钛矿太阳能电池 (PSC) 上电镀铜触点 - 产生明确定义的 30 μm 宽 Cu 触点，具有能量色散 X 射线 (EDX) 分析的扫描电子显微镜 (SEM) 显示 ITO 和镀铜之间形成了紧密的界面，制造铜触点后光转换效率等于 11%。

 

这种电镀工艺允许在具有 TCO 的钙钛矿 - 硅异质结串联电池的两侧同时电镀低电阻铜网格，而与基板尺寸无关，为钙钛矿打开了湿化学镀工艺新思路，为将铜电镀和钙钛矿 - 硅串联叠层这两个有前途的概念结合起来开辟了前景。

 

PV2plus 在 2021 年 3 月 18 日的世界回收日因其在硅异质结 (HJT) 太阳能电池的生产中用铜替代银的技术而获奖。使用镀铜来开发环保的高性能硅太阳能电池，而不使用银等稀有材料，这有可能降低光伏行业的总生产成本，找到一种“低成本、低太瓦级太阳能电池生产的碳足迹方法”。

 

Fraunhofer ISE已经在 TCO 上开发了各种各样的镀铜路线，通常应用于硅异质结 (SHJ) 太阳能电池，其在大面积叠层生产设备上的工作正在进行中，未来需要优化玻璃上的 PVD 金属涂层，以防止在最终回蚀过程中分层，并需要通过低电阻率镀铜网格来改善电池的 FF。

 

2. 多喷嘴点胶印刷节省20%银

 

Fraunhofer ISE另一家衍生公司 HighLine Technology GmbH 正致力于通过引入非接触式多喷嘴点胶印刷工艺将正面金属触点施加到太阳能电池上，从而将可持续电池生产商业化。

 

全球光伏很快将进入太瓦 (TW) 级市场规模，巨大的增长将对银等贵金属的供应带来挑战，不仅是数量，更是成本，将导致银价剧烈波动。

 

通常，太阳能电池上的金属触点是通过银浆丝网印刷制造的，其中银占最终电池和组件成本很大一部分。电化学沉积铜，已经在集成电路行业实施，是一种非常有前途的方法来替代太阳能电池中的银。

 

HighLine 公司采用了 Fraunhofer开发的使用非接触式多喷嘴点胶印刷工艺，将正面金属触点施加到太阳能电池上。由于喷嘴的直径只有人类头发的一半粗（约 20 µm），HighLine 技术生产的正面触点更薄、更细，能让电池表面接受更多的光照。

这种新工艺成功量产后，可以取代现有的丝网印刷工艺，将银的材料消耗降低约 20%，并且可以轻松集成到传统的硅太阳能电池生产线中。

 

与传统的丝网印刷工艺相比，新工艺还“承诺”更低的废品率，同时期望在线印刷工艺能够“有针对性地”显著提高产量。

今日科普：在大国的倡议和带动下，全球各国均响应碳减排。加拿大、德国、日韩、南非等发达国家以2050年实现碳 中和为目标，中国目标2060年实现碳中和，是全球主要排放国里首个设定碳中和限期的发展中国家。

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