【原创】银包铜电子浆料:SHJ电池降本的新路径


来源:中国粉体网   留白

[导读]  南京工业大学粉体科学与工程研究所宗鹏安教授团队,从电子粉体可控构筑的底层原理出发开发了全新的化学还原工艺路线,在低银含量下实现铜颗粒的均匀包覆。

中国粉体网讯  随着N型异质结(SHJ)电池技术快速渗透,光伏行业正在迈向更高转换效率的技术周期,但低温银浆成本高企已成为制约SHJ电池规模化推广的核心瓶颈。受电池片不耐高温的工艺约束,SHJ电池必须采用固化温度低于200℃的低温银浆,银浆成本占电池非硅成本的比例远高于传统P型路线;叠加全球银价持续高位波动,行业长期在探索各类降银方案:减薄印刷栅线、调整浆料配方、掺杂铜粉降银等,但传统路径在银含量降低到一定阈值后,往往难以兼顾导电可靠性与环境稳定性,铜粉易氧化、银铜混合接触电阻高、长期服役性能衰减快等问题,始终无法达到光伏组件25年使用寿命的要求,银包铜技术喊了多年,真正能对标商用纯银浆、兼容现有量产产线的成熟方案迟迟没有落地。

 

南京工业大学粉体科学与工程研究所宗鹏安教授团队,长期深耕电子信息功能粉体与浆料领域,依托在MLCC高可靠铜浆方向的核心技术积累,从电子粉体可控构筑的底层原理出发开发了全新的化学还原工艺路线,在低银含量下实现铜颗粒的均匀包覆,为SHJ电池低成本金属化提供了经过性能验证的可行路径。

 

银包铜落地难:可靠性与产线适配是核心卡点

 

银包铜技术的产业逻辑非常清晰:铜储量大、成本仅为银的百分之一量级,在铜颗粒表面包覆一层均匀致密的银层,既保留铜的高导电性,又借助银的抗氧化性解决铜易氧化的问题,理论上可大幅降低浆料中的银占比,从根源上压缩低温银浆成本。

 

但真正进入量产验证环节,行业长期面临两大堵点:一是粉体本身的性能缺陷,传统化学还原工艺很难在低银用量下实现铜颗粒的均匀包覆,要么银层过厚失去降本意义,要么包覆不完整、铜颗粒裸露,在浆料储存、固化及组件长期服役过程中快速氧化,导致接触电阻升高、导电性能衰减;二是产线适配性差,不少实验室开发的银包铜浆料需要调整丝网印刷参数、固化曲线甚至专用设备才能使用,对于已经建成大规模产线的光伏企业来说,改造成本高、验证周期长,不敢贸然导入新材料。这也是银包铜概念火热多年,真正在光伏产线规模化应用的产品仍然有限的核心原因。

 

底层工艺创新:从粉体可控构筑解决包覆均匀性难题

 

与行业普遍在浆料配方层面做调整的思路不同,宗鹏安团队回到粉体材料制备的底层环节,重新设计化学还原工艺路线,通过精准调控还原反应的动力学过程,在低银添加量下即可实现铜颗粒表面的均匀银包覆。

 

这种工艺设计的优势在于:一方面,银层致密均匀、无裸露铜面,从材料本征层面解决了铜易氧化的问题,让浆料的抗氧化性能、导电性能与长期可靠性达到可与商用纯银浆对比的水平;另一方面,团队在开发过程中充分考虑光伏量产端的工艺要求,配方体系与现有丝网印刷产线完全兼容,不需要企业调整原有印刷设备、固化温区,新材料导入的验证周期短、切换成本低,解决了实验室技术落地“最后一公里”的适配难题。

 

产业价值:为SHJ电池全产业链降本提供新选项

 

依托成熟的铜浆技术积累与全新的银包铜粉体工艺,团队开发的银包铜电子浆料在保障导电可靠性的前提下,大幅降低了浆料中的银用量,直接对应低温银浆采购成本的显著下降。对于光伏制造企业来说,这一技术既不需要改变已有的产线布局,也不需要牺牲组件的长期可靠性,是SHJ电池金属化环节少有的“低投入、高回报”的降本路径。

 

从更长远的产业视角看,这套技术不仅适配光伏低温浆料场景,也可延伸至PCB导电线路、柔性电子印刷、传感器互连等多个需要低成本导电浆料的领域,对整个电子浆料行业摆脱对纯银材料的高依赖、推动关键导电材料自主可控具备重要价值。

 

2026年11月12日,中国粉体网将在江苏·苏州举办“2026半导体与电子用高纯金属粉体技术大会”。届时,我们邀请到南京工业大学粉体科学与工程研究所宗鹏安所长出席本次大会并作题为《银包铜电子浆料》的报告,宗鹏安所长将结合在电子功能粉体与浆料领域的长期技术积累,分享低银含量下实现铜颗粒均匀包覆的银包铜浆料新方案,为SHJ电池低温金属化降本提供可兼容现有丝网印刷产线的可行路径。



嘉宾简介:

 

宗鹏安,南京工业大学教授、粉体科学与工程研究所所长。长期致力于电子信息功能粉体与浆料研究,紧扣国家战略需求在电子粉体与前沿交叉方向取得系列成果;作为核心成员参与工信部MLCC高质量发展专项,实现高可靠铜浆技术突破,推动关键材料自主可控;基于先进微纳制造技术开展柔性电子与印刷电子材料研究,解决传感器等领域核心技术瓶颈。累计主持课题20余项,发表SCI论文70余篇,申请专利30余项,已培养研究生30余名。

 

参考来源:
南京工业大学官网、中国粉体网

 

(中国粉体网编辑整理/留白)

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