HJT太阳电池因其高能量转换效率、较少的制造工序、较低的制备温度和更优的温度系数而受到广泛关注。HJT太阳电池的低温制备特性限制了浆料的选择，导致银浆导电性较差，成本较高。为降低成本，行业内开发了多种方案，如银包铜浆料、电镀铜技术、激光转印技术和无主栅技术等。
太阳电池的制备HJT 太阳电池的结构示意图
使用n型硅片作为衬底，依次进行碱制绒、等离子体增强化学气相沉积（PECVD）制备非晶硅薄膜、磁控溅射（PVD）沉积透明导电氧化物薄膜（TCO）和丝网印刷制作金属电极，制备得到HJT太阳电池。采用银含量为50%的银包铜浆料制备金属电极。
银包铜栅线的结构表征及拉力性能银包铜 HJT 太阳电池正面细栅线的 SEM 图
展开剩余86%银包铜浆料中的粉末呈球形颗粒状，分散性良好，栅线呈现出清晰的结构，银包铜颗粒均匀分布在栅线中，表明浆料在低温烧结过程中能够形成良好的导电性。这种均匀分布有助于提高电极的导电性和与透明导电氧化物（TCO）薄膜的接触性能。
银包铜 HJT 太阳电池正面栅线的形貌图
通过3D显微镜拍摄的栅线形貌图，显示栅线的平整度和均匀性。栅线的平整度存在差异，高低起伏不均匀，可能是由于网版的网结导致线型均匀性差。
银包铜栅线的平均线宽约为43 µm，平均线高约为14 µm，高宽比约为32.5%，略低于常规低温银浆HJT太阳电池栅线的性能，但银包铜栅线仍能实现良好的电极功能，且具有足够的机械强度。
银包铜 HJT 太阳电池正面栅线拉力图
银包铜HJT太阳电池正面栅线的拉力测试结果：拉力基本在2.0 N以上，最高达到7.4 N，平均拉力为3.5 N，表明栅线的机械性能合格。
银包铜栅线的拉力性能与传统低温银浆相当，甚至略高，说明其在机械性能上能够满足实际应用需求。
电性能研究银包铜 HJT 太阳电池的光电转换效率分布图
银包铜 HJT 太阳电池的电性能
银包铜HJT太阳电池光电转换效率主要集中在24.3%～24.7%之间，占比最高的档位为24.5%（占比22.8%），表明银包铜HJT太阳电池具有良好的光电转换性能。
采用72片银包铜HJT太阳电池制备的光伏组件，封装损失（CTM）为97.3%，与常规低温银浆HJT光伏组件相当。
可靠性检测初始性能测试5个银包铜HJT光伏组件样品的初始性能参数，样品的正面平均输出功率为434.49 W，背面为365.33 W，双面发电效率达到84.1%。
DH 测试DH 测试后样品的输出功率衰减情况和 EL 图像
低功率衰减：经过3000小时的湿热测试，组件的输出功率衰减率仅为2.6%，显示出良好的稳定性。
无内部缺陷：EL图像未发现裂纹或黑斑，表明组件内部结构完整，银包铜栅线在湿热环境下具有优异的抗氧化性能。
可靠性验证：银包铜HJT光伏组件在湿热条件下表现出色，验证了其在复杂环境下的长期可靠性，为银包铜浆料的实际应用提供了有力支持。
“DH1000+负载”测试“DH1000+机械负载”测试后输出功率衰减情况和 EL 图像
低功率衰减：正面输出功率衰减仅为0.68%，背面输出功率略有增加，表明组件在复杂环境条件下仍能保持较高的性能。
无内部损坏：EL图像未发现任何异常，进一步验证了银包铜栅线在机械负载下的完整性和抗损坏能力。
可靠性验证：银包铜HJT光伏组件在湿热和机械负载条件下表现出色，验证了其在实际应用中的长期稳定性和可靠性。
TC 测试TC 测试后样品的输出功率衰减情况和 EL 图像
低功率衰减：在600次温度循环后，正面输出功率衰减率仅为0.72%，背面输出功率衰减率仅为0.03%，显示出组件在温度变化环境下的良好耐久性。
无内部损坏：EL图像未发现裂纹、黑斑或其他异常现象，进一步验证了组件在温度循环测试后的内部结构完整性。
可靠性验证：银包铜HJT光伏组件在温度循环条件下表现出色，验证了其在复杂环境下的长期稳定性和可靠性。
PID 测试PID 测试后样品的输出功率衰减情况和 EL 图像
低功率衰减：在3次共576小时的PID测试后，正面输出功率衰减率仅为1.09%，背面输出功率衰减率仅为0.63%，显示出组件在电位诱导条件下的良好稳定性。
无内部损坏：EL图像未发现裂纹、黑斑或其他异常现象，进一步验证了组件在PID测试后的内部结构完整性。
可靠性验证：银包铜HJT光伏组件在PID测试中表现出色，验证了其在高电压和潮湿环境下的长期稳定性和可靠性。
银包铜 HJT 太阳电池成本分析银包铜浆料成本预测分析
比较了不同工艺下银包铜浆料的成本，包括超多主栅+低温银浆、超多主栅+银包铜浆料和无主栅+银包铜浆料。采用银包铜浆料可使银浆成本降低约25.8%，结合无主栅技术可进一步降低成本50%。
通过对银含量为50%的银包铜浆料在HJT太阳电池中的应用研究，全面分析了银包铜栅线的结构及拉力性能、太阳电池的电性能以及光伏组件的可靠性。采用银包铜浆料制备的HJT太阳电池具有优异的光电转换效率，达到24.37%，与常规低温银浆光伏组件的性能相当。此外，银包铜HJT光伏组件在湿热测试（DH）、热循环测试（TC）和电位诱导衰减测试（PID）等可靠性测试中表现出色，输出功率衰减率均低于3%，进一步验证了其在恶劣环境下的稳定性和可靠性。
美能温湿度综合环境试验箱美能温湿度综合环境试验箱采用进口温度控制器，能够实现多段温度编程，具有高精确度和良好的可靠性，满足不同气候条件下的测试需求。
温度范围：20℃~+130℃
温湿度范围：10%RH~98%RH(at+20℃-+85℃）
满足试验标准：IEC61215、IEC61730、UL1703等检测标准
银包铜浆料在HJT太阳电池中的应用不仅显著降低了银浆成本，还保持了高效的光电转换能力和卓越的可靠性。结合美能温湿度综合环境试验箱的严格测试，我们有理由相信，银包铜HJT太阳电池将在未来的光伏市场中展现出强大的竞争力，为实现高效、低成本的清洁能源解决方案提供有力支持。
原文出处：《低成本银包铜浆料在 HJT 太阳电池中的应用研究》
发布于：江苏省