光伏降本获重大突破：铜金属化异质结太阳能电池效率创世界纪录

近日，一个研究机构在太阳能电池技术领域取得重大突破，成功实现了铜金属化异质结电池的世界纪录效率，达到23.08%。这一成果标志着在降低光伏制造成本方面迈出关键一步，因为铜作为一种廉价且丰富的材料，有望替代传统昂贵的银。

根据发表在《Progress in Photovoltaics》上的研究，团队详细比较了铜、银铜合金和银三种金属化方案的性能。通过分析线电阻、指宽、纵横比、接触电阻等参数，他们发现铜的表现最优，超越了银铜合金和纯银。异质结电池结构特别适合采用铜金属化，因为其透明导电氧化物层能有效阻挡铜扩散，避免对硅材料造成降解风险。

实验中，研究人员使用135微米厚的n型单晶硅片，应用了三种金属化工艺：全银、全铜以及铜银混合。通过丝网印刷技术，在不同指宽下构建电极，并制备了多种正面和背面金属化组合的电池样品。测试在标准光照条件下进行，结果显示，全铜金属化电池的最高效率为23.08%，开路电压742.4毫伏，短路电流密度37.88毫安/平方厘米，填充因子85.70%。相比之下，全银参考电池的效率为23.79%，而正面使用铜银混合、背面使用银的电池效率高达23.95%。然而，当背面采用铜时，效率普遍下降，主要归因于填充因子降低和串联电阻增加，平均效率损失在0.5%至3%之间。

尽管铜存在氧化和潜在污染问题，但其高丰度和低成本使其成为减少银依赖的极具前景的替代材料。这项研究不仅验证了铜在高效太阳能电池中的应用潜力，还为未来优化工艺指明了方向，有望推动光伏产业向更经济、可持续的方向发展。