📄 معروضة نسخة «بسيط» — «متقدم» غير جاهزة بعد. أضفه إلى المفضّلة للمساعدة في تسريعها. اطلب التحليل الكامل

يشبه اللوح الشمسي كعكةً ذات طبقات: قاعدة من السيليكون، وفوقها مسارات معدنية رفيعة يمر عبرها التيار الكهربائي إلى الأسلاك. لفترة طويلة، صُنعت هذه المسارات من الفضة — فهي توصل التيار بشكل ممتاز ولا تُتلف السيليكون. لكن الفضة باهظة الثمن، لذا يبحث المهندسون عن بديل. النحاس أرخص بمئة مرة ويوصل التيار بشكل جيد تقريبًا، لكن طباعه سيئة: فهو يميل إلى التسرب إلى السيليكون وإفساد عمله.

في الدراسة الجديدة، أخذ العلماء خلايا شمسية جاهزة بملامسات نحاسية ومرّروا عليها الليزر. شعاع الليزر لا يقطع ولا يصهر كل ما يصادفه — بل يصيب بدقة، مثل مكواة لحام في يد صائغ. في الأماكن التي يلامس فيها النحاس السيليكون، يحدث تسخين موضعي قوي للحظة. هذا يكفي لصهر النحاس والسيليكون معًا في طبقة قوية من Cu3Si — جسر يربط المعدن بأشباه الموصلات بإحكام ويمنع النحاس من التقدم أكثر.

للتحقق من تكوّن الطبقة فعلًا، فُحصت العينات تحت المجهر الإلكتروني بدقة ذرية. تُظهر الصور: في الأماكن المعالجة بالليزر، شكّل النحاس والسيليكون سبيكة نظيفة ومتساوية، بينما في الأماكن غير المعالجة تراكمت الشوائب والفراغات عند الحدود. بعد المعالجة بحمض، بقيت الملامسات المعالجة سليمة، بينما بدأت غير المعالجة في التآكل. هذا يعني أن التسخين بالليزر يجعل التلامس ليس فقط موصلًا، بل مقاومًا كيميائيًا أيضًا.

الفائدة العملية واضحة: الألواح الشمسية بملامسات نحاسية معززة بالليزر تعمل بكفاءة مماثلة لتلك الفضية، لكنها أرخص بشكل ملحوظ. وبما أنه يمكن دمج المعالجة بالليزر بسهولة في خط الإنتاج الحالي، يمكن تطبيق الطريقة بسرعة في المصانع. النحاس، الذي كان سابقًا بديلًا صعب المراس للفضة، يصبح بعد "كي" ليزري قصير موصلًا موثوقًا ورخيصًا للكهرباء الشمسية.

الملخص الأصلي

كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2603.20496

The formation of stable copper-silicide (Cu3Si) interfaces is crucial for cost-effective, high-efficiency solar cells. However, copper's diffusivity and electromigration issues pose challenges for contact stability. This study employs Laser-Enhanced Contact Optimization (LECO) to induce localized nano-scale Joule heating at the Cu-Si interface in phosphorus-doped p-PERC solar cells. High-resolution STEM and bright field analyses confirm stable Cu3Si formation in LECO-treated samples, with significantly reduced material segregation compared to nonLECO samples. SEM and post-etch EDS mapping demonstrate improved chemical resistance and interface cleanliness. Electrically, LECO treatmenet reduces series resistance by a factor 3, enhancing fill factor and efficiency while preserving diode quality. These results highlight LECO as a scalable method for reliable, silver-free solar cell metallization.