白銀等原材料的價格上漲和供應(yīng)不足，導致光伏組件的生產(chǎn)成本不斷攀升?，F(xiàn)在，德國弗勞恩霍夫太陽能系統(tǒng)研究所（Fraunhofer ISE）的研究人員開發(fā)了一種新型電鍍工藝，通過該工藝可以使用更便宜的銅材料代替昂貴的銀材料。

　　研究人員還成功地取代了通常在電鍍過程后留下的聚合物，這些聚合物的處理成本很高，而不是使用容易回收鋁作為掩蔽材料。為了更快地將這項技術(shù)推向市場，一家名為 “PV2+”的分拆公司已經(jīng)推出。

　　在利用可再生能源發(fā)電方面，光伏發(fā)電是一個支柱?，F(xiàn)代異質(zhì)結(jié)太陽能電池具有特別低的二氧化碳足跡，因為用于生產(chǎn)它們的硅含量低，并且當涉及到工業(yè)生產(chǎn)時它們實現(xiàn)了最高水平的效率。因此，這項技術(shù)成為生產(chǎn)標準的可能性很高。根據(jù)國際可再生能源署（IRENA）的數(shù)據(jù)，2012 年全球光伏系統(tǒng)產(chǎn)生的能量超過96 太瓦時，到2020 年，這一數(shù)字上升到近831 太瓦時。根據(jù)德國環(huán)境署的數(shù)據(jù)，德國光伏發(fā)電的發(fā)電量同期從近27 太瓦時上升到近50 太瓦時。這決不是光伏發(fā)電所能提供的極限。然而，當制造太陽能電池時，有價值的銀用于母線和觸點，從而傳輸通過太陽輻射在硅層中產(chǎn)生的電流。

　　銀這種貴金屬的成本正在上升。即使在今天，銀仍占光伏組件制造價格的10% 左右。此外，地球上可用的金屬數(shù)量有限。太陽能行業(yè)大約涉及到全球15% 的銀礦，但由于該行業(yè)的高增長率，這一比例將大幅上升。

　　用于太陽能電池觸點的銅

　　Fraunhofer ISE 的研究人員已經(jīng)接受了這一挑戰(zhàn)。該研究所擁有約1400名員工，是目前歐洲最大的太陽能研究所。由金屬化和結(jié)構(gòu)化專家Markus Glatthaar 博士領(lǐng)導的一組研究人員開發(fā)了一種電鍍工藝，用于有前景的異質(zhì)結(jié)技術(shù)，以銅取代銀。銅比銀便宜很多倍，更容易獲得。

　　為了確保太陽能電池的導電表面不完全電鍍銅，必須首先掩蔽不應(yīng)涂覆的表面區(qū)域。這些區(qū)域被具有電絕緣效果的涂層覆蓋，從而防止它們被電鍍。銅層將僅在未涂覆絕緣層的區(qū)域中形成。研究人員在這方面取得了另一項重大進展：到目前為止，該行業(yè)一直使用昂貴的聚合物基漆或?qū)訅翰瓉硌谏w電解質(zhì)浴中的硅晶片。

　　正確處理聚合物是一個昂貴的過程，會產(chǎn)生大量廢物。 Glatthaar 博士和他的團隊已經(jīng)能夠用鋁替代聚合物。就像銅一樣，鋁也是完全可回收的。將材料從銀換成銅，從聚合物換成鋁，帶來了兩倍的好處：生產(chǎn)太陽能電池不僅更可持續(xù)，而且成本也顯著降低。

　　一項科學突破：創(chuàng)新的電鍍和改進的電解液，但研究人員是如何設(shè)法取代昂貴的貴金屬銀的？“我們開發(fā)了一種特殊的電鍍工藝，可以在母線上使用銅而不是銀。”Glatthaar 博士評論道。激光結(jié)構(gòu)化后的銅接觸線可實現(xiàn)非常窄的外觀，同時導電性也大大提高。由于銅線的寬度非常小只有 19μm，光吸收硅層的陰影比銀線少。這和電鍍銅的高導電性提高了發(fā)電量。

　　弗勞恩霍夫團隊使用鋁作為掩模層方面取得了第二項技術(shù)成就。這里的困難在于鋁的導電性質(zhì)，這使得它乍一看不適合用作掩模。但研究人員利用了鋁可以在其表面形成絕緣氧化層的特點。

　　推出衍生產(chǎn)品PV2+

　　為了更快地將有前景的技術(shù)推向市場，F(xiàn)raunhofer ISE 推出了衍生產(chǎn)品PV2+。字母“P”和“V”代表光伏，“2+”表示電鍍槽中銅離子的雙正電荷。該公司也位于德國弗賴堡，弗勞恩霍夫研究員Glatthaar 博士擔任公司的首席執(zhí)行官。他計劃最早在2023 年初與工業(yè)伙伴一起建立一個試點生產(chǎn)工廠。正如Fraunhofer ISE 研究所所長Andreas Bett 教授所解釋的：“這些創(chuàng)新太陽能電池是未來基于可再生能源供電的重要墊腳石。它們將給光伏行業(yè)帶來急需的推動。”該分拆業(yè)務(wù)具有巨大潛力，可以迅速成功地在市場上立足。此外，德國聯(lián)邦經(jīng)濟事務(wù)和氣候行動部（BMWK）正在資助該項目，作為其啟動計劃的一部分。

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