激光增強接觸優(yōu)化（LECO）是提升TOPCon電池效率的有效技術(shù)。然而，亟需改進LECO兼容銀漿以確保TOPCon電池的可靠性與穩(wěn)定性。本研究通過在導(dǎo)電銀漿的無機玻璃粉中引入Al/Ga/Fe元素優(yōu)化玻璃形成過程，借助PL/EL成像技術(shù)，評估了TOPCon電池在標準醋酸條件下的衰減行為。

TOPCon電池結(jié)構(gòu)及金屬化衰減機制示意圖

抗腐蝕玻璃料的設(shè)計與驗證

Millennial Solar

本研究設(shè)計三種改性玻璃料：AlG( 添加Al?O? )GaG(Ga?O? )FeG( Fe?O? ) ，其摩爾組成如下表所示。

表1：對比組與實驗組玻璃料的摩爾百分比組成

以商用TOPCon電池（N型CZ硅片，厚度100μm）為基底，前電極使用含88wt%銀粉、3wt%玻璃料、9wt%有機載體的銀漿印刷，經(jīng)履帶爐燒結(jié)后實施LECO處理（1064nm激光，45W，15V偏壓）。

通過醋酸加速老化實驗（6g冰醋酸+125g KCl+200mL水，80℃/8h）評估穩(wěn)定性。關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)如下：

表2：醋酸處理后TOPCon電池效率衰減率

含Al/Ga/Fe的銀漿效率衰減均<10%，其中FeG僅5%;

未改性BL組衰減高達54%。

PL/EL成像

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(a–d) 添加BL、AlG、GaG、FeG的LECO銀漿在醋酸處理前TOPCon電池的PL圖像；(e–h) 醋酸處理后對應(yīng)樣品的PL圖像

光致發(fā)光PL結(jié)果顯示，在乙酸處理前后，使用AlG、GaG和FeG銀漿的電池表面沒有明顯異常，表明這些銀漿對電池沒有顯著的損傷或腐蝕。

(a–d) 添加BL、AlG、GaG、FeG的LECO銀漿在醋酸處理前TOPCon電池的EL圖像；(e–h) 醋酸處理后對應(yīng)樣品的EL圖像

電致發(fā)光EL表征揭示：BL組醋酸處理后出現(xiàn)大面積黑斑，表明柵線電極接觸失效；而AlG/GaG/FeG組僅邊緣輕微黑化。

接觸電阻和線電阻

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(a) 醋酸處理前后柵線電阻對比；(b) 接觸電阻變化（BL組顯著增加）

接觸電阻測試結(jié)果顯示，所有測試樣本（包括對照組）在處理前后的線電阻沒有顯著變化，表明銀網(wǎng)格電極在處理過程中沒有遭受顯著的結(jié)構(gòu)損壞或腐蝕。結(jié)合PL表征結(jié)果，可以推斷效率損失的主要原因是硅片與銀電極之間的接觸問題。

本研究通過向?qū)щ娿y漿的無機玻璃料中引入鋁（Al）、鎵（Ga）、鐵（Fe）元素優(yōu)化玻璃形成，并評估TOPCon電池在標準醋酸條件下的衰減行為。結(jié)果表明：添加Al/Ga/Fe的銀漿抗醋酸腐蝕能力顯著優(yōu)于未添加組，其效率損失可控制在10%以下（最低達5%），而對照組損失超50%。本研究為TOPCon太陽能電池提供了高可靠性LECO兼容銀漿解決方案。

美能PL/EL一體機測試儀

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美能PL/EL一體機測試儀模擬太陽光照射鈣鈦礦太陽能電池片，均勻照亮整個樣品，并用專業(yè)的鏡頭采集光致發(fā)光（PL）信號，獲得PL成像；電致發(fā)光（EL）信號，獲得EL成像。通過圖像算法和軟件對捕獲的PL/EL成像進行處理和分析，并識別出PL/EL缺陷，根據(jù)其特征進行分析、分類、歸納等。

• EL/PL成像，500萬像素，實現(xiàn)多種成像精度切換
• 光譜響應(yīng)范圍：400nm~1200nm
• PL光源：藍光（可定制光源尺寸、波長等)
• 多種缺陷識別分析(麻點、發(fā)暗、邊緣入侵等)可定制缺陷種類

美能PL/EL一體機測試儀

通過對醋酸老化前后分別進行PL/EL 成像可以“無損、快速、可視化”驗證 Al/Ga/Fe 玻璃料抗酸腐蝕效果、鎖定 TOPCon 電池效率衰減機制。

原文參考：Strengthening TOPCon solar cell reliability via Al/Ga/Fe-added glass frits in LECO-compatible silver pastes against acid corrosion

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