有两种方法可以降低通过光伏发电的能源成本–更高效的太阳能电池（每平方英尺更多的功率）和更低的生产成本（更低的每平方英尺成本）。弗劳恩霍夫ISE的ETAlab设计了一种同时进行这两种方法的方法。实验室中用于新太阳能电池结构和加工步骤的研究团队不仅使太阳能电池触点采用了100％具有成本效益的材料（用便宜的铜和镍代替了昂贵的银），而且该过程还提高了太阳能电池的效率。太阳能电池达到了非常可观的21.4％。
为了实现高水平的效率，太阳能电池中的前触点不仅必须表现出低水平的光生电流损耗，而且还必须覆盖尽可能少的电池表面。从技术上讲，高导电率的材料效果最好。传统上讲，银一直是首选金属。在当前的工业标准中，通过丝网印刷银浆来生产相对较宽且多孔的触点。由于价格差异很大，因此ETAlab小组从白银转换为铜的成本降低了约10％。与铜产生接触所需的电镀工艺也相对便宜。
当然，尽管铜和银的导电量相同，但它们的化学特性却不同，因此触点的构造方式也不尽相同。构建铜触点的挑战在于铜趋于泄漏到半导体中（这意味着太阳能电池会完全停止工作！）。为了阻止泄漏，ETAlab研究团队将铜与镍的硅层结合在一起-镍也导电并且可以廉价地电镀，因此在这里双赢。
尽管镍/硅/铜组合可以与银丝网印刷一起使用，但也可以不使用它而使用。可以通过激光烧蚀等方法从组合中局部去除抗反射涂层（ACR），以使线宽不超过20微米。较窄的线宽意味着更少的太阳能电池板被其自身的接触遮挡。然后有选择地沉积ARC镍的开放范围（用铜，锡或银增强，以便可以焊接）。
新流程还有一个优势-团队未必会期望这一优势。使用铜的电池不仅效率比更昂贵的标准电池还高，而且在高温下更稳定-研究小组将其置于392°F的1600小时的热负荷下，而铜电池仍然可以正常工作和他们一开始的时候一样。
下一个挑战是将工艺应用于更大的太阳能电池阵列，因为原型镍/硅/铜太阳能电池的尺寸小于1“ x1”。Fraunhofer ISE将在本周于汉堡举行的第26届欧洲光伏太阳能会议暨展览会上介绍长期稳定铜金属化的主题及其成果。
来源/图片：Oekonews.at
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