TOPCon太阳能电池最新战果：更少银，更高效

尽管TOPCon和HJT电池技术被普遍认为是PERC之后的下一代光伏技术，其光电效率比现在主流的PERC技术更高，但二者的银浆用量相比PERC电池技术都有50％以上的增长，HJT则更高。

不过，从Fraunhofer ISE再次传来令人振奋的消息，其最新的双面 TOPCon 太阳能电池的峰值效率达到了24％，而银的使用量则降低了90％以上。

图1双面TOPCon太阳能电池在显微镜下的镍／铜／银触点。（来源Fraunhofer ISE）

2020年N型TOPCon电池正面使用的银铝浆（95％银）消耗量约为87．1mg／片，背银消耗量约为77mg／片；N型HJT电池双面低温银浆消耗量约为223．3Mg／片。尽管研究人员认为技术工艺的不断成熟能让银浆耗量将逐步减少，但总体银浆耗量仍远高于主流PERC技术。

在工业上升级 TOPCon 太阳能电池概念的一个关键挑战是太阳能电池的金属接触，特别是 TOPCon 侧的金属化显示具有挑战性，因为不能损坏隧道氧化物，需要保证其作为载流子选择性接触的全部功能。

一般情况下太阳能电池的正面和背面分别采用 Ag／Al 丝网印刷，但这种传统的技术发展不足以克服这些限制，特别是对于两侧都有银触点的太阳能电池设计。Fraunhofer ISE 的研究人员发现，Ni／Cu／Ag 触点的电镀是金属化双面 TOPCon 太阳能电池的合适候选者。

Fraunhofer ISE最近发表的一篇文章介绍了全镀层 TOPCon 太阳能电池的模块制造，其栅线和焊接母线的接触粘附力可靠而充分。此外，使用铜作为主要导电成分可以显着降低成本，与丝网印刷相比，成本优势达到45％。

电镀是一种无铅金属化技术，可实现窄接触几何形状 （＜25 μm） 和低接触电阻率 （ ρ c ＜ 1 mΩcm 2 ）。TOPCon 背面首先通过执行 HF 预处理进行电镀，该预处理旨在去除 LCO 内的原生和激光诱导的氧化层。随后，Ni （～0．5 μm）／Cu （5–10 μm） 叠层通过光诱导电镀 （LIP） 22沉积，最后通过 Ag （＜0．5 μm） 浸镀覆盖。翻转太阳能电池，并通过正向偏置电镀 （FBP） 执行类似的工艺序列。根据氧化层的成分，HF 浓度从 1％ 增加到 1．5％ 可以将蚀刻速率提高三倍，最终处理的太阳能电池经过 1．5％ 浓度的 HF 预处理 30 秒。

ISE 研究人员采用镍／铜／银触点对电池进行电镀，通过将激光接触开口的宽度减小到最大 5?m 以及其他因素，设法降低了工艺中银的使用量。换句话说，丝网印刷的银被三种材料的堆叠所取代，而采用电镀工艺比采用银丝网印刷工艺进行金属化后，电池效率提高 0．5％。

由于铜更容易获得，“便宜约 100 倍”，并且电镀铜紧凑而导电性高，该团队还在开发一种铜电镀工艺，用于同样有前途的硅异质结 （HJT） 太阳能电池的金属化。

由中国光伏领跑者创新论坛主办的《第二届TOPCon电池技术发展与设备创新国际论坛》即将于3月下旬召开，期待论坛上会传来最新的研究进展报告。

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