上海
近日，中国科学院上海微系统与信息技术研究所于庆凯研究员团队成功制备新型材料“蒙烯铜粉”，相关成果发表于《材料科学技术》，并完成专利申请，为电子浆料“铜代银”开辟了全新产业化路径。
电子浆料是光伏与微电子封装的关键原料，其中银粉应用最为广泛。然而，银价高且波动大，尤其在光伏电池中，银浆已成为除硅片外最大的“非硅成本”，“少银化、去银化”成为行业热点。铜的导电性可与银媲美，价格仅为银的1%，却易氧化腐蚀。如何让铜既导电又抗氧化，是电子材料领域的前沿难题。
微米级蒙烯铜粉制备策略
于庆凯研究员团队开发了“双振动辅助”新工艺，在微米级铜粉表面完整包覆了高质量石墨烯“铠甲”，抗氧化和抗酸蚀性能优于商业银包铜粉。“既要石墨烯完整包覆，又不能让它阻断互连——这两个要求听上去是完全相反的。”于庆凯坦言，“这是整个研究中最棘手的问题。”
课题组成员赵一沣博士找到了破解难题的“钥匙”——纳米镍颗粒。镍的加入，就像给石墨烯“铠甲”开了一个临时窗口，互连时打开，完成后关上，既实现了导电互连，又保住了“铠甲”的完整性。
“蒙烯铜粉代替传统银粉和银包铜粉，最显著的优势就是大幅降低成本，以此催化更广阔的应用场景。”于庆凯解释说，这项成果虽然聚焦的是微观层面的科学研究，但它将会对每个人的生活带来影响：未来，清洁电力的价格会越来越低，家用光伏设备的安装成本也将大幅下降，智能手机等电子产品耐用性和寿命大大提升。
目前，课题组正在布局一系列蒙烯铜粉相关的专利，搭建科学探索和产业落地之间的“连接桥梁”，加速蒙烯铜粉的规模化应用。
通讯员：王荣会
编辑：王晨尧
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