پژوهشگرانی از مؤسسه فناوری جورجیا (Georgia Institute of Technology) سلول‌های نوع n تماس پسیو‌شدهٔ اکسید تونلی (TOPCon) را توسعه داده‌اند که به‌جای نقره از خمیر مسی استفاده می‌کنند و دارای بالاترین بازده تبدیل 24.3% هستند.

مقالهٔ «Characterization of 24.3% screen-printed Cu-contacted n-type tunnel oxide passivated contact solar cell with laser enhanced contact optimization» در مجلهٔ Solar Energy (Solar Energy) منتشر شده است. پژوهشگران، به سرپرستی دانشجوی دکترای روهان ژونگ، سلول‌های خورشیدی را با استفاده از یک خمیر مسی نمونه‌ای که توسط شرکت مستقر در کنتاکی برت تین فیلمز (Bert Thin Films) توسعه یافته است تولید کردند؛ طبق گزارش دانشگاه، این خمیر می‌تواند با «تجهیزات صنعتی استاندارد چاپ شابلونی و پخت (فایرینگ)» به‌کار گرفته شود.

سلول‌هایی که بدون فرایند بهینه‌سازی از هر دو خمیر نقره و مس استفاده کرده بودند، بازدهی کمتر از 20% نشان دادند و برای رساندن بازده‌ها به بیش از 24% برای هر دو نوع از روش بهینه‌سازی تماس تقویت‌شده با لیزر (LECO) استفاده شد. پژوهشی از دانشگاه آکسفورد (University of Oxford) در سال گذشته نشان داد که استفاده از فرایند LECO در تولید سلول‌های TOPCon می‌تواند عملکرد این سلول‌ها را «تا چندین مرتبه» بهبود بخشد.

سلول‌هایی که با خمیر مس ساخته شده بودند میانگین بازده تبدیل 24.14% را نشان دادند، با بیشینهٔ گزارش‌شده 24.33% و کمینهٔ 23.94%. این ارقام تا حدی با محدودهٔ بازده سلول‌هایی که از خمیر نقره استفاده کردند قابل مقایسه است؛ آن‌ها بیشینهٔ 24.54%، میانگین 24.32% و کمینهٔ 24.17% را ثبت کردند. این نتایج در نمودار بالا نشان داده شده است.

این سلول‌ها همچنین توسط آزمایشگاه ملی راکیز (National Laboratory of the Rockies) آزمایش شدند که نتایج بازده تبدیل اندکی بالاتری نسبت به آزمایش داخلی نشان داد اما همان روند را تکرار کرد. آزمون‌های NLR بازدهٔ سلول‌های با خمیر نقره را 24.6% و سلول‌های با خمیر مس را 24.4% نشان داد.

کاهش تأثیر افزایش قیمت نقره

نتایج نشان می‌دهد که سلول‌هایی که از نقره استفاده کرده بودند به‌طور کلی بازده تبدیل بالاتری داشتند، که علت آن مقاومت تماس کمتر نقره است (مقاومت تماس). این امر غیرمنتظره نیست، و بنابراین برای افزایش بازده سلول‌هایی که از مس استفاده می‌کردند تا راندمان بیشینهٔ 24.3%، پژوهشگران درصد پوشش مس روی آن سلول‌ها را از 7% به 18% افزایش دادند.

اگرچه این بدان معناست که یک سلول قابل مقایسه برای رسیدن به بازده مشابه به مس بیشتری نسبت به نقره نیاز دارد، اما با توجه به اینکه قیمت متوسط نقره حدود 145 برابر مس است، این جایگزینی مقرون‌به‌صرفه توصیف شده است.

در واقع، قیمت نقره در سال گذشته به‌صورت قابل‌ملاحظه‌ای افزایش یافته است—در سال 2025 بالغ بر 147% رشد کرد و در ژانویهٔ 2026 به اوجی رسید که معادل 288 برابر قیمت مس بود—و گزارش مؤسسه فناوری جورجیا با توضیحی آغاز می‌شود که قیمت بالای نقره تلاش‌ها برای «کاهش هزینهٔ متالیزاسیون» را تشویق کرده است، که شامل جایگزینی نقره نیز می‌شود. ژونگ، که مقالهٔ او در اوت جایزه‌ای از انستیتو مهندسان برق و الکترونیک (IEEE) دریافت کرد، گفت پژوهش او می‌تواند «به ارزان‌تر شدن پنل‌های خورشیدی کمک کند.»

«این به ارزان‌تر شدن پنل‌های خورشیدی کمک خواهد کرد و گذار به انرژی پاک را تسریع می‌کند،» ژونگ هنگام دریافت جایزهٔ بهترین مقالهٔ دانشجویی در پنجاه و چهارمین کنفرانس متخصصان خورشیدی IEEE گفت. «این نوآوری همچنین فرایند تولید را بسیار ساده‌تر می‌کند و الکترودهای مسی را نزدیک‌تر به تولید صنعتی در مقیاس بزرگ سلول‌های خورشیدی می‌آورد.»

در سال جاری بازیافت نقره به‌عنوان جایگزینی برای کاهش وابستگی به محصولات گران‌قیمت نقره در تولید سلول‌ها مطرح شده است.

دانشمندانی از دانشگاه نیوکاسل (University of Newcastle) در استرالیا یک برنامهٔ پایلوت برای بازیابی نزدیک به 100% نقرهٔ موجود در پنل‌های خورشیدی در پایان عمر مفید توسعه دادند، و گزارشی از برنامهٔ سیستم‌های توان خورشیدی آژانس بین‌المللی انرژی (IEA PVPS) نتیجه گرفت که روش‌های بازیافت مقاوم‌تر مواد معدنی بحرانی، مانند نقره، برای رشد پایدار صنعت خورشیدی «کلیدی» خواهند بود.

نوآوری‌ها در طراحی سلول موضوعی خواهد بود که در کنفرانس سالانهٔ خورشیدی CellTech آمریکا (خورشیدی CellTech USA) در سان‌فرانسیسکو (San Francisco) در تاریخ‌های 13-14 اکتبر بحث خواهد شد. این رویداد زنجیرهٔ تأمین خورشیدی کامل ایالات متحده را از پلی‌سیلیکون تا پنل‌های خورشیدی پوشش می‌دهد و موضوعاتی از جمله چشم‌انداز سیاست جاری و فرصت‌ها برای تولیدکنندگان سلول در ایالات متحده را بررسی خواهد کرد. برای جزئیات کامل و رزرو، روی اینجا کلیک کنید.

نکته برای بازار ایران

در ایران نیز با توجه به نوسان و رشد قیمت نقره، جایگزینی خمیر مسی می‌تواند به کاهش هزینه‌های تولید کمک کند. این نوآوری پتانسیل دارد تا قیمت نصب پنل خورشیدی و تولید برق خورشیدی را در بازار داخلی کاهش دهد.