光子烧结铜墨水：实现太阳能电池铜金属化可扩展路径的新策略

来自研究团队的光子固化技术研究，针对铜氧化难题开发出CO2激光烧结工艺，在SHJ电池上实现ρb≈19?μΩ·cm和ρc≈35?mΩ?cm?2的铜栅线，为替代银电极提供低成本解决方案。

　　

铜(Cu)被广泛认为是光伏(PV)电池金属化中替代银(Ag)的理想材料，因其在保持相近体电阻率的同时具有显著成本优势和更高自然丰度。然而铜的氧化问题仍是主要挑战，传统工艺需要惰性气体保护从而制约量产能力。本研究展示了一种光子固化方法，采用连续波CO₂激光器(10.6?μm)对印刷在氧化铟锡(ITO)涂层晶硅(c-Si)衬底上的微纳米级铜颗粒进行烧结，该技术适用于硅异质结(SHJ)光伏电池。这种方法可实现快速局部加热，最大限度减少温度敏感层的氧化和热应力，同时兼容SHJ及叠层器件等先进太阳能技术。通过微点胶技术沉积铜栅线后，采用优化激光参数进行烧结，并系统表征了其微观结构、元素组成、厚度及电学性能。在优化条件下，该工艺实现体电阻率(ρ_b)≈19?μΩ·cm和接触电阻率(ρ_c)≈35?mΩ?cm^?2。制备的铜栅线宽度≈190?μm、高度≈20?μm，深宽比≈0.1–0.15。

作者声明无利益冲突。