“我們的項目主要利用鐳射輻照誘導實現晶硅表面定域、可控電沉積,直接製備出高品質的銅柵柵極,實現以銅代銀、降本增效。”近日,第三屆中國—東盟創新創業大賽獲獎代表、江蘇大學教授朱浩接受媒體採訪時表示。
朱浩在第三屆中國—東盟創新創業大賽決賽現場介紹項目情況 供圖 中國—東盟技術轉移中心
在7月30日舉辦的第三屆中國—東盟創新創業大賽決賽上,張朝陽、朱浩團隊帶來的“High-Efficient and Low-Cost Fabrication of Copper Grid Electrodes in Solar Cells via Laser-Induced Localized Electrodeposition Technology”(鐳射誘導局部電沉積技術高效低成本製備太陽能電池銅柵電極)項目,在19強項目中脫穎而出,奪得團隊組三等獎。在將於9月16日舉辦的2025面向東盟國際技術轉移與創新合作大會上,該團隊將作為本屆中國—東盟創新創業大賽獲獎代表上臺接受頒獎。
朱浩介紹,長期以來,光伏電池的柵極主要依賴銀漿絲網印刷工藝。當前這一工藝雖然成熟,但需要消耗大量的導電銀漿,在非硅成本中佔據相當比例。僅在2024年,光伏産業對銀的需求就超過5800噸,這不僅使製造成本居高不下,也讓産業發展受到銀資源稀缺和價格波動的制約。同時,部分導電銀漿依賴進口,存在潛在斷供風險。
“我們的創新點之一就是以銅代銀。銅的電導率為銀的96%左右,但價格卻只有銀的1%左右。通過鐳射誘導定域電沉積技術,我們能夠在無需掩膜的情況下直接在硅片表面沉積銅柵線,柵極線寬可達15-50微米,厚度可控,表面粗糙度低,純度保持在96%到98%之間。”朱浩介紹,如果能夠在光伏電池生産中大規模替代銀漿,預計可以降低非硅成本10%到20%,市場前景廣闊。
除了降本增效外,項目還能有效提升光伏電池的性能。“鐳射誘導局部電沉積的一個重要特徵就是可控性,我們可以根據需求靈活調節沉積條件,不僅保證了銅柵線的緻密性和附著力,還通過引入石墨烯等碳基材料顯著提升了導電性能,從而減少能量損耗,提高電池的光電轉換效率。我們還在倣真中驗證了不同截面形貌的效果,結果顯示近三角形截面的銅柵極能夠有效減少遮光損失,進一步提高電池效率。”朱浩説。
在導電性能方面,項目通過工藝參數優化和引入複合低維碳材料等方式,可實現銅柵極導電性能優化提升,目前實驗室所得最優電導率比純銀高約17%。目前,朱浩團隊已完成理論計算與機理驗證,並完成了初步的工藝優化與應用測試,正尋求與企業合作研製專門加工裝備,推動該項技術逐步從科研探索走向産業化應用。
朱浩團隊正在實驗室實驗 圖片由受訪者提供
“這次大賽為像我們這樣的科研團隊提供了一個展示與對接的平臺,讓科研成果能夠在更廣闊的舞臺上得到傳播和認可。通過大賽,我們有機會與來自中國和東盟各國的專家、企業代表和投資人面對面交流,這對於科研成果從實驗室走向市場具有極大的推動作用。”朱浩表示,期待通過大賽拓展更多合作夥伴,獲得産業界的支持,加快裝備研發和驗證進程,讓技術儘早達到産業化的成熟度。同時,也希望借助大賽的國際影響力,把項目成果推廣到更多東盟國家,讓創新真正服務於區域的清潔能源發展。(文 林姍婷)