沉积并不是光伏制造业里的新工艺。根据勒克斯研究,相对于传统的丝网印刷,沉积工具可减少银的用量达30%,提高绝对转换效率达0.3-0.5%。然而,在过去十年间,银价上涨了6倍,迫使光伏制造商尽量减少了银用量。勒克斯研究表明,由于铜的低成本和在电子工业尤其是半导体制造业中的广泛应用,它正成为取代银的领先竞争者。然而,由于其性能和耐久性的原因,铜基配方中的限制尚未达到其鼎盛时期。
创造新配方
Intrinsiq公司的技术是使用一种惰氧、高导和可印刷铜,并且不需要在传统烘箱中烘烤。Intrinsiq公司材料设计工艺创造了包覆颗粒以期控制来自外部基底的相容性、颗粒化学性和防腐性。纯纳米级金属颗粒包覆了专有涂层以防止气体腐蚀。该公司表示,涂层可使颗粒有效分散在油墨中,使印刷过程相对简单。屏幕胶由微米铜和纳米铜混合而成,粘合剂也在流变性和粘附性方面进行了优化。
喷墨油墨和屏幕胶可以有效地在各种基底上印刷。用喷墨块铜的光子固化技术可以使电阻值增加近5倍,屏幕胶的激光固化是电阻率提升了4倍--尽管该公司承认,宽带固化性能仍有待提高。公司报告称,这样的结果是在英国范堡罗实验室,通过激光烧结在玻璃上丝网印刷图像得到的。
块铜的电阻率计算如下:
将烧结条印刷在玻璃上并烧结
用接触轮廓确定烧结条的宽度和高度
l电阻率=电阻×截面积/长度
块铜电阻率=1.68×10-6Ω˙cm
块铜系数=电阻率/块铜电阻率