來自(zi)中國河北科技(ji)大學與日本理化學研(yan)究(jiu)(jiu)所(suo)先進光子學中心的(de)研(yan)究(jiu)(jiu)團隊，開(kai)發出一(yi)種用于(yu)透明(ming)且硬質材料的(de)全新(xin)激(ji)光微焊接技(ji)術，旨在應用于(yu)太陽能(neng)電池的(de)封裝。這一(yi)工藝基于(yu)銀離(li)子溶液，據稱能(neng)夠實現高質量連接。

研(yan)究(jiu)人員展示了該工藝在(zai)(zai)玻(bo)璃封(feng)裝上的(de)強度實驗(yan)(yan)，實驗(yan)(yan)樣品夾帶太(tai)陽(yang)能電池芯片，焊(han)接后的(de)玻(bo)璃封(feng)裝在(zai)(zai)水(shui)下(xia)依然(ran)能夠正常運(yun)行。

玻璃—玻璃焊接是太陽能光伏器件(jian)封(feng)裝(zhuang)的多(duo)種(zhong)邊(bian)緣(yuan)密(mi)封(feng)方法之(zhi)一(yi)，與(yu)新型粘合劑等工藝并(bing)列，被認(ren)為(wei)有(you)助于提(ti)升光伏組件(jian)的耐久性并(bing)降(jiang)低成本，同時也是提(ti)高太陽能電池板回(hui)收效率的重要技術方向。

飛秒(miao)激光是一種(zhong)紅外(wai)激光，能發射極短的(de)單次激光脈沖，目前已廣泛用于白內障手術(shu)等眼(yan)科醫(yi)療程序。

在題為《飛秒(miao)激光(guang)光(guang)化(hua)學還原銀(yin)(yin)離(li)(li)子溶液實(shi)現透明硬質材料太陽能電池封裝微焊(han)接》的(de)(de)論文(wen)中，研究人員指出(chu)，光(guang)伏封裝材料的(de)(de)高質量連(lian)接方案至(zhi)關重要(yao)，而他們提(ti)出(chu)的(de)(de)銀(yin)(yin)離(li)(li)子溶液為焊(han)接提(ti)供了(le)中間層，從(cong)而實(shi)現了(le)玻璃與異質材料的(de)(de)飛秒(miao)激光(guang)微焊(han)接。

實(shi)驗結(jie)果顯示，溶液(ye)(ye)中的光化學還原銀(yin)納(na)米團簇(cu)在較低輸(shu)入能(neng)量(liang)密(mi)度（2.4J/cm2）下，將玻璃的剪切強(qiang)度提高至(zhi)27.36兆帕。研究團隊稱，銀(yin)離子溶液(ye)(ye)不僅(jin)提升(sheng)了能(neng)量(liang)利用效(xiao)率，還抑制了焊(han)(han)接裂紋的生(sheng)成，提高了液(ye)(ye)態(tai)層輔助(zhu)飛秒激光焊(han)(han)接的適(shi)用性。

研(yan)究(jiu)人員還對單晶硅和(he)藍(lan)寶石材(cai)料進行(xing)了焊接(jie)(jie)實驗(yan)，這(zhe)些材(cai)料代表了熱物理性質(zhi)差(cha)異(yi)較大(da)的半導體和(he)光(guang)(guang)學材(cai)料。研(yan)究(jiu)小組表示：“盡管材(cai)料特性存在差(cha)異(yi)，但飛秒激光(guang)(guang)焊接(jie)(jie)成功實現了異(yi)質(zhi)結連(lian)接(jie)(jie)。”

實驗樣品包括20×20×1毫米的(de)(de)商(shang)用二氧化硅玻璃、20×20×1毫米的(de)(de)藍(lan)寶石玻璃，以及10×10×0.33毫米的(de)(de)單(dan)晶硅。實驗所用激光(guang)設備為(wei)Pharos PH2-20W系統。

團隊隨后(hou)在實驗中測(ce)試了(le)太(tai)陽能硅電(dian)池芯(xin)片(pian)的封(feng)(feng)裝密封(feng)(feng)性。該光伏器(qi)件采用(yong)石(shi)英玻璃(li)基底和導電(dian)膠帶電(dian)極，并置(zhi)于水中。為了(le)便于監測(ce)電(dian)信(xin)號(hao)，封(feng)(feng)裝結構的頂(ding)部界面特意留有未(wei)焊接部分。

研(yan)究人員指出：“封(feng)裝(zhuang)后的太陽(yang)能電(dian)池芯片在水下(xia)仍(reng)保(bao)持導電(dian)性(xing)。這表(biao)明銀離子(zi)溶液(ye)中間(jian)層輔助的飛秒激光焊(han)接工藝，能夠實現高(gao)強(qiang)度連接，并有效減輕濕氣及其他極(ji)端環境因素對太陽(yang)能器件(jian)性(xing)能的影響(xiang)。”

該(gai)方(fang)法的可靠性進一步(bu)通過熱(re)沖擊和水(shui)密封(feng)測試得到(dao)驗(yan)證，結果顯(xian)示其符合(he)IPX7防水(shui)等級以及IEC 60529:2013標(biao)準。