HJT電池突破：耗銀量降至1.4mg/W，效率提升0.9%!

德國弗勞恩霍夫太陽能系統(tǒng)研究所（Fraunhofer ISE）的研究人員，正與多家行業(yè)伙伴在德國聯(lián)邦經(jīng)濟事務(wù)與氣候行動部資助的HIT項目中合作，全力開發(fā)創(chuàng)新方法，大幅降低硅HJT太陽能電池的耗銀量。

該項目負責(zé)人Andreas Lorenz表示，F(xiàn)raunhofer ISE在針對HJT太陽能電池的研究中，探索了多種運用絲網(wǎng)印刷銀銅、銅漿料實現(xiàn)金屬化的方法。目標(biāo)有兩個：一是大幅削減耗銀量；二是確保金屬化圖案光學(xué)與電學(xué)性能優(yōu)良，以獲取高轉(zhuǎn)換效率。

Lorenz表示，若能用低銀漿料在電池正面印出極細線，同時在電池背面采用純銅漿料，大幅減少甚至完全不耗銀，那么上述目標(biāo)有望達成。

他進一步解釋，新型超細網(wǎng)孔絲網(wǎng)配置，有助于在絲網(wǎng)印刷時做出極細線，形成超精細且均勻的觸點。研究人員開發(fā)出了一個用來計算、對比和優(yōu)化不同絲網(wǎng)配置下銀的實際利用效率的模型。研究表明，相比純銀漿料，采用新網(wǎng)孔配置的銀銅金屬化漿料能使銀的有效利用率翻倍。

研究人員利用弗勞恩霍夫太陽能系統(tǒng)研究所的GridMaster模擬工具，對不同金屬化方案展開系列模擬，以制造高效且耗銀量少的太陽能電池。實驗結(jié)果表明，以往在電池正、背面都用銀漿料的傳統(tǒng)金屬化方式，可逐步被銀銅漿料和純銅漿料替代。借助日本淺田篩網(wǎng)株式會社（Asada Mesh, Co. Ltd.）提供的新型超細網(wǎng)孔絲網(wǎng)，能印刷出開口小至13μm的超細線金屬化圖案。

Lorenz稱，將電池正面使用銀銅漿料、背面使用純銅漿料進行優(yōu)化組合，再搭配優(yōu)化過的細線印刷工藝，有望制造出高效HJT太陽能電池，且每產(chǎn)生1W電力，耗銀量僅為1.4mg。這意味著，耗銀量低于2mg/W的長期目標(biāo)首次成功達成。

研究還發(fā)現(xiàn)，這些在耗銀量極少的情況下制造出的太陽能電池，其效率比銀金屬化的參照電池還高。弗勞恩霍夫太陽能系統(tǒng)研究所的研究員Sebastian Pingel說：“采用銀銅和銅金屬化的節(jié)銀電池，效率相對提升了0.9%。我們在正面用銀銅漿料印刷開口為17μm而非20μm的更細線，在背面用銅替代銀時，取得了這個成果。”

被問及制造成本改善情況時，Lorenz表示，尚未針對特定電池計算。雖能計算，但因需考慮整個生產(chǎn)流程，并不容易。不過，由于銀金屬化成本占總成本比重大，成本節(jié)約潛力大。他總結(jié)道，F(xiàn)raunhofer ISE后續(xù)工作將著重于進一步減小印刷電極線的寬度，評估新型金屬化方式在組件中的可靠性以及長期穩(wěn)定性。近期，該研究團隊展示了用含銀、鍍銀銅或者純銅顆粒的低溫漿料進行絲網(wǎng)印刷，來降低HJT電池的耗銀量。成果發(fā)表于《太陽能材料與太陽能電池》雜志，題為《從銀基到銅基絲網(wǎng)印刷SHJ太陽能電池的轉(zhuǎn)變》（Transition from silver-to copper-based screen printed SHJ solar cells ）。