光伏用银浆以白银为主材，主要用于太阳能电池栅线的制作，其成本占整个太阳能电池非硅成本的30%以上，且占比越来越高。同时根据世界白银协会的预测，2050年光伏用银浆将消耗世界总银量的90%，整个行业很有可能将面临无银可用的局面。去银化已经成为光伏领域研发突破的重点。
在这一背景下，纯铜浆料技术作为光伏行业的一项前沿技术，正以其独特的优势和潜力，成为行业主要的研究方向。目前在东方日升的异质结伏曦电池片产线上，铜浆的测试导入和量产工作正在有条不紊地展开。从目前的产线结果来看，铜浆在异质结产品上的应用，已经取得了非常好的结果，在保证电池效率的情况下，能够使得电池单瓦纯银耗量由现在的6mg/W达到0.5mg/W!如图1所示。
图1 纯铜浆料 印刷栅线电镜图
异质结技术的电池结构和低温工艺极致适合铜浆应用
对浆料自身而言，铜浆的应用核心在于解决铜在电池高温烧结情况下的稳定性。首先铜本身就较为活泼，在高温烧结过程中容易被氧化，所以在铜浆使用过程中，对铜的防氧化处理尤为关键;其次就是铜离子的扩散，传统银浆烧结后形成合金，而铜浆如果也要进行同样的高温烧结工艺，在烧结过程中由于高温，铜元素则容易在电池片上扩散和渗透，形成深能级中心，从而破坏钝化效果，影响到电池性能。
对于PERC、TOPCon和BC技术的电池结构来说，电池外层膜层均为绝缘材料，为了能够让电池栅线和电池的硅材料形成良好的欧姆接触，就必须要采用高温烧结(700-800℃左右)的方式，将栅线“烧穿”电池表面的绝缘材料，使栅线直接和硅材料进行接触，形成合金和有效连接。在这种工艺条件下，如果是银栅线，则直接采用这种“烧穿”工艺即可;但是在使用铜浆的情况下，为了避免高温过程中铜被氧化以及铜在电池片上的扩散渗透，就需要分两步走，先制作“种子层”来烧穿绝缘材料以便和硅材料形成良好接触，然后再采用铜浆，这无形中也带来了工艺复杂度和成本的增加。
但是对于异质结技术来说，在使用铜浆上，远不需要这么麻烦。由于异质结电池结构的最外层就是导电的TCO膜，不需要高温烧结，电池的栅线就可以直接和其连接形成良好的欧姆接触，所以在使用铜浆来制作异质结电池栅线的时候，就不需要考虑额外制作种子层，不会带来工艺复杂度和成本的增加。
东方日升研究团队通过大量的测试发现，硅片表面仅10nm厚度的TCO就可以在温度小于650℃ 时有效阻挡铜离子的渗透，而HJT电池正背面TCO层厚度均达到了80nm。由于TCO层的阻挡，铜不易扩散和渗透进电池内部，并且HJT全程是处在不超过200℃的低温制程中，所以说异质结技术是非常适合和匹配铜浆材料和工艺。HJT电池搭配铜浆不但工艺更简单，同时还具备更高的可靠性。
工欲善其事必先利其器，对于异质结产线来说，只需进行几个核心步骤的设备改良即可与传统的金属化工艺兼容，为光伏电池提供了一个平滑的技术转型路径。无需大规模改造现有生产线，即可实现纯铜浆料的应用，这大大降低了技术升级的成本和风险。
纯铜浆料技术作为光伏行业的一项重要创新，尤其是对异质结产品来说，不仅在降低成本方面具有更加显著的优势，还在提升电池效率和简化制造工艺方面展现了巨大潜力。随着东方日升等企业在该领域的持续研究和应用推广，纯铜浆料技术有望成为未来光伏电池制造的主流选择，也必定会推动异质结技术更加具备竞争力。
结语
在中国悠久的历史长河中，从夏商周直至秦汉，铜的辉煌成就了一段段传奇，铸就了一件件国宝级青铜器，它们不仅是技术的结晶，更是艺术与文化的传承。当今，中国的光伏产业站在世界之巅熠熠生辉，而纯铜浆料技术就像一颗璀璨的宝石即将为这光辉增添一抹新的色彩。就如同古代青铜器在艺术与技术上的成就一样，纯铜浆料技术将再次闪耀夺目，异质结技术也将会在这一技术的加持下，推动光伏行业迈向更加高效、可持续的发展道路。
责任编辑：周末
