在德(de)國聯(lian)邦經濟與氣候(hou)行動部資助的一個研究(jiu)項(xiang)目中，德(de)國弗(fu)勞恩霍夫太陽能系(xi)統(tong)研究(jiu)所（Fraunhofer ISE）正與多家工業合作伙(huo)伴聯(lian)手(shou)研發創新方案，旨在大幅(fu)降低硅異質結（HJT）電池的銀耗。

“在這項工作中(zhong)，Fraunhofer ISE團隊(dui)通過在硅異質結太陽能電(dian)池中(zhong)使用(yong)絲網印(yin)刷銀銅復合漿料(liao)和(he)(he)純銅漿料(liao)，研究了多種(zhong)異質結電(dian)池金屬(shu)(shu)化方案，”該研究項目(mu)的負責人Andreas Lorenz告訴《光(guang)伏》雜志(zhi)，“我們的目(mu)標是顯著降低銀耗，同時(shi)通過確保絲網印(yin)刷金屬(shu)(shu)化方案具備極佳光(guang)學和(he)(he)電(dian)學性(xing)能來(lai)獲得高(gao)轉(zhuan)換效率。”

Lorenz表(biao)示(shi)，實現(xian)該目標(biao)需滿足以(yi)下條件：使(shi)用(yong)低含銀(yin)量漿料(liao)實現(xian)超細柵線，特別是在(zai)電池(chi)正面(mian)；在(zai)電池(chi)背面(mian)使(shi)用(yong)純(chun)銅漿料(liao)，以(yi)大幅減少甚至完全取代純(chun)銀(yin)漿料(liao)。

“為(wei)在絲網(wang)(wang)(wang)印刷中實現這種(zhong)超(chao)細柵線，采(cai)用超(chao)細網(wang)(wang)(wang)格的(de)新(xin)型篩網(wang)(wang)(wang)結(jie)構(gou)有利于實現超(chao)細和(he)均(jun)勻的(de)接觸，”他表示，“我們建立了一個(ge)模型來計算、比較(jiao)和(he)優化(hua)不同篩網(wang)(wang)(wang)結(jie)構(gou)下的(de)有效銀(yin)(yin)(yin)(yin)利用率。結(jie)果表明，采(cai)用新(xin)型篩網(wang)(wang)(wang)結(jie)構(gou)的(de)銀(yin)(yin)(yin)(yin)銅復合金屬化(hua)漿(jiang)料代替(ti)純銀(yin)(yin)(yin)(yin)漿(jiang)料，可使(shi)銀(yin)(yin)(yin)(yin)的(de)利用率翻倍提高。”

研究人員(yuan)利用Fraunhofer ISE開(kai)發(fa)的(de)(de)GridMaster模擬(ni)工(gong)(gong)具，對不(bu)同金屬化(hua)方案進(jin)行了一系(xi)列模擬(ni)，以(yi)開(kai)發(fa)出高轉換效率和低銀耗的(de)(de)太陽能電池。實驗表明，可以(yi)逐漸使用銀銅復合漿料（正(zheng)面(mian)）和純銅漿料（背面(mian)）來(lai)替代傳統的(de)(de)正(zheng)背面(mian)純銀漿料金屬化(hua)工(gong)(gong)藝(yi)，以(yi)及使用日(ri)本編織絲網(wang)供(gong)應商(shang)淺(qian)田篩(shai)網(wang)株式(shi)會社（Asada Mesh, Co. Ltd.）提(ti)供(gong)的(de)(de)新型超細篩(shai)網(wang)（開(kai)口尺寸低至13微米(mi)）實現超細柵線金屬化(hua)。

“通過正面采(cai)用(yong)銀銅復合(he)漿料與背面采(cai)用(yong)純銅漿料的(de)(de)(de)最優組合(he)，配合(he)優化后的(de)(de)(de)細線(xian)印刷工藝，我們有(you)望(wang)制備(bei)出銀耗僅為1.4毫克(ke)/瓦(wa)的(de)(de)(de)高效異質(zhi)結電池，” Lorenz表示，”這意味著，即使是(shi)銀耗低于2毫克(ke)/瓦(wa)的(de)(de)(de)長期目標，也(ye)首次得到了成功論證。”

研究(jiu)(jiu)還發現，這(zhe)些太陽能電池(chi)的(de)效(xiao)率(lv)甚至(zhi)高于純(chun)(chun)銀(yin)金(jin)(jin)屬化的(de)參考電池(chi)，而且銀(yin)耗(hao)最少。”采用銀(yin)銅(tong)/純(chun)(chun)銅(tong)金(jin)(jin)屬化工藝(yi)的(de)電池(chi)，其效(xiao)率(lv)相對(dui)提升(sheng)0.9%，”Fraunhofer ISE研究(jiu)(jiu)員Sebastian Pingel表(biao)示，“我(wo)們在(zai)印刷更精(jing)細的(de)柵(zha)線(xian)時，將正(zheng)面柵(zha)線(xian)開口從20微米優化至(zhi)17微米，同時在(zai)正(zheng)面以(yi)銀(yin)銅(tong)復合漿料替代(dai)純(chun)(chun)銀(yin)漿料，在(zai)背面以(yi)純(chun)(chun)銅(tong)漿料替代(dai)純(chun)(chun)銀(yin)漿料，最終實(shi)現了這(zhe)一成果(guo)。”

“遺憾的是，我(wo)們(men)還沒有對具體電池進(jin)行計算，”當被(bei)問及制造成本(ben)的優化(hua)空(kong)間時，Lorenza表示，“這有可能實(shi)現，但存在難(nan)度(du)，因為我(wo)們(men)需要統籌(chou)整個(ge)生產工藝(yi)才能開展可靠的COO分(fen)析。然而(er)，由于(yu)銀漿(jiang)成本(ben)在總成本(ben)中的占比確(que)實(shi)較大，其降本(ben)潛(qian)力將非常可觀。”

他總(zong)結道，“Fraunhofer ISE研究(jiu)團隊(dui)下(xia)一步將聚焦兩(liang)大(da)方向：繼續縮(suo)減印(yin)刷柵線寬度，以(yi)及(ji)評估新型金屬化方案在組件中的可靠性與(yu)長期穩定性。”

最近，該研究團隊還展示了如何通(tong)過(guo)使(shi)用基于純(chun)銀(yin)、鍍銀(yin)銅(tong)或純(chun)銅(tong)的低溫漿料進行(xing)絲網(wang)印刷(shua)來減(jian)少(shao)硅異質(zhi)結(jie)電池的銀(yin)耗(hao)。他們已在《太陽(yang)能(neng)材料和太陽(yang)能(neng)電池》期刊發表了《從銀(yin)基到銅(tong)基絲網(wang)印刷(shua)硅異質(zhi)結(jie)太陽(yang)能(neng)電池的過(guo)渡(du)》論文(wen)，對該研究成果進行(xing)了闡述。