電極接點，往往是你封裝裡最脆弱的一環

“Most partners use lab devices, cells mainly, where they have evaporated pads outside the encapsulant material. For outdoor installations, this could be a weak configuration. Do you also have partners who place samples outdoors? And if so, how do they take out the lead?”

以上兩點都是非常好的問題，這確實是一個脆弱的架構，甚至這對於企業夥伴們也是一個相當大的痛點。以下分享三種已經公開發表的做法，其中沒有任何一種會讓 pad 露在封裝材料外面。

我們把能找到的長期穩定性研究重新讀了一遍，包含那些使用我們 Eversolar® 封裝材料的論文，並且特別去看 method section 裡關於接點與封邊的敘述。Valencia 的 Bolink 團隊在 2025 年一篇碩士論文中，以 Eversolar® AB-341 作為 cover glass 封裝膠，在戶外連續測試了五種封裝堆疊超過一年。他們的結論一句話就總結了整個模式：壽命差異對應的是 “most clearly to edge/interface integrity rather than to the perovskite absorber itself”。

用一個數字量化這個代價

這個領域裡最有用的一項量測，卻幾乎沒有人報告：從封裝膠邊緣到 active area 邊緣的橫向距離。Arizona State University 與 SUNY Buffalo 的團隊把它量出來了，而且剛好是用我們兩支牌號做直接對照。

他們用雷射把 test structure 削到 8 x 8 mm 的 active area，再用兩種不同尺寸的 cover glass 封裝，做出約 2.5 mm 與 8.5 mm 兩種封邊寬度，然後讓兩者同樣走過 200 次熱循環。

Eversolar® AB-302 的規格是 ≤0.8 g·mm/(m²·day)，它需要比較寬的封邊。Eversolar® AB-341 低了兩個數量級，約 10⁻² g·mm/(m²·day)，兩種寬度都有極佳的阻水效果。換句話說，封邊寬度與封裝膠本身的阻水性能，其實共同構成同一個「阻水設計預算」。兩者並不是可以彼此獨立決定的參數，而是需要搭配考量：材料本身的阻水性能越好，封邊寬度就有越大的縮減空間；反之，若材料的 WVTR 較高，則通常需要透過增加封邊寬度來補償。

而這就是外露的 contact pad 真正的代價：它花掉這個預算，卻什麼都沒有換回來。它在自己的覆蓋範圍上縮短了水氣的擴散路徑，並且把封裝裡最好的界面，也就是膠對乾淨玻璃，換成最差的其中之一，膠對蒸鍍金屬。同時它讓金屬處在既潮濕又帶偏壓的狀態，而那正是銀與鹵化物反應並發生電化學遷移的條件。

為什麼封膠一定要壓在玻璃上

Oxford 的 Snaith 團隊多年來一直在設計上繞開這個問題，而且他們在一篇又一篇論文的 method section 裡都把它寫了出來。以下摘自其中一本 Oxford 學位論文：

“all material outside the perimeter of the rectangular glass cover slips was removed via scratching. This was to ensure that all glue deposited was in direct contact with the glass coverslip for proper encapsulation.”

同樣的指示，在 Nature Communications 上被壓縮成一句話：

“Before encapsulation, perovskite material was removed at the epoxy edge for optimal adhesion.”

這就是黏著強弱順序的實際應用。Eversolar® AB-341 對乾淨玻璃的黏著最好，接下來依序遞減：緻密無機層、蒸鍍金屬，最後是裸露的 perovskite 表面。封裝之前把周邊刮除乾淨，就是為了確保封膠壓在這個順序中最強的那一個界面上。一條從 cover glass 底下延伸出去的蒸鍍 contact pad，會讓這一個步驟在它的整個寬度上失效。

實際上的三種做法

三種做法共用同一個原則：金屬薄膜留在封裝內部，並且在任何封裝動作之前，先把一條獨立的導體接合到它上面。

1. 先焊線，再將接點完整封住

Valencia 的 Bolink 團隊以超音波焊接，在 200 °C 把漆包銅線焊到 pad 上，接著在整個元件上塗覆約 1 mm 的 Eversolar® AB-341，再蓋上 cover glass。Oxford 的 Snaith 團隊做法相同，厚度約 2 mm。Valencia 驗證過這道製程不會量測到 J-V 特性的變化。兩者都以這個架構進行了數個月的戶外 MPP tracking，且達到良好的保護效果。

2. 把焊帶（ribbon）夾在上下兩層 sealant 之間

柏林一項為期十個月的戶外研究，比較了兩種封裝：相同的 cell、相同的鍍錫銅焊帶、相同的電性接點。其中一種讓焊帶從結構膠底下離開封裝，那三顆 cell 分別在第四天、第六週與第四個月失效。另一種讓焊帶位於下層與上層 sealant 之間，使交越處的接合是 sealant 對 sealant，這一組在整整十個月裡維持了初始效率。

3. 照已公開的九個步驟操作

Oxford 的 Snaith 團隊一篇 2024 年 Nature Communications 論文的 Supplementary Information，該論文以 Eversolar® AB-341 封裝其 cell，完整定義了一套 damp-heat 封裝製程，在 85 °C 與 85% RH 條件下達到 1,930 小時。元件以 Eversolar® AB-341 UV 固化膠貼合在 70 x 70 mm 玻璃板的中央，接著再一層一層把 sealant 疊上去。關於導線的設計點是：ribbon 位於第一層 sealant 與第二層 sealant 之間。

六條規則

如果這篇文章你只想帶走幾個重點，那就記住這六條。

1. 引出封裝區的是導體，不是電極本身。
   蒸鍍或 sputter 形成的金屬電極，應終止在封裝範圍之內。真正穿出封裝區的，應該是已經完成接合的導體。
2. 為金屬電極加上一層保護層。
   在電極上方加一層緻密無機層，降低 device 受到非預期化學反應影響的風險：250 nm MoO₃、透過 active-area mask 沉積的 300 nm SiOx，或薄層 ALD Al₂O₃。
3. 先接合再封裝，並且要驗證。
   超音波焊接、導電 ribbon 膠帶，或銅箔膠帶搭配銀膠。接著做一次 J-V scan，然後才封裝。順序絕對不能顛倒。
4. 扁平、薄型的導體優於圓線，而且導體上下都必須有 sealant。
   先打下層膠，把 ribbon 放進去，再打上層膠。導體絕對不可以從結構膠底下穿出去。
5. 封膠要落在玻璃或無機層上。
   Eversolar® AB-341 的黏著表現大致依序為：乾淨玻璃 ＞ 緻密無機層 ＞ 蒸鍍金屬 ＞ 裸露 perovskite。因此 sealant 應盡量接觸玻璃或無機保護層，避免直接落在 parylene 或裸露的 perovskite 上。阻水性能再好，界面黏著仍可能成為整體封裝的最弱環節。
6. 有意識地分配你的「封邊寬度預算」。
   先決定封邊可以提供多少寬度，再選擇能在這個寬度下提供足夠阻水能力的封裝材料。同時也要確認，沒有任何穿越封邊的導體或結構，已經提前削弱了這段有效封邊距離。

Eversolar® 的定位

Eversolar® AB-341 是上述已發表製程中實際使用的牌號，而它會出現在這些研究裡並不是偶然。

在約 10⁻² g·mm/(m²·day) 的阻水性能與 70,000 mPa·s 的黏度下，Eversolar® AB-341 同時兼具兩個特性：一方面足以支撐較窄的封邊設計，另一方面也有足夠的稠度，可以在焊點周圍堆疊出約 1 至 2 mm 的膠層而不易塌陷。Eversolar® AB-341k 的黏度進一步提升至 240,000 mPa·s，同時把阻水性能再往下推一個數量級。

在 feedthrough 這個位置，341 系列所取代的，正是許多公開製程中使用的 butyl tape。根據雙方公開數據並經厚度歸一化後，Eversolar® AB-341k 的水氣穿透率約為一款商用 PIB 光伏封邊膠的六十分之一，而拉伸強度約高出二十倍。固化後，它仍保有彈性體特性，這也是 butyl 類材料能夠應付多年熱循環與接點位移的重要原因。

製程上也更直接。Eversolar® AB-341k 可在室溫下，以 405 nm LED、0.3 W/cm² 照射約 25 秒完成固化，不需要像部分熱固化 PIB 系統一樣，在 125 °C 的真空壓合條件下維持約 15 分鐘。

對已完成的 perovskite 元件，我們會優先建議使用 405 nm。AB-341k 在 365 nm 與 405 nm 下都能固化，但使用 405 nm 可以避開 UV-A 波段，降低 perovskite 吸收層、self-assembled monolayer 與有機傳輸層承受額外 UV 劑量的風險。代價只是多幾秒的照射時間，換來的是對完整 device stack 更溫和的固化條件。

一道點膠，就能把導體上下兩側的封裝界面一起閉合。這就是這個設計真正的重點。

資料來源

1. M. Casareto, S. Penukula, W. Nie, N. Rolston. Hole-transport layer-dependent degradation mechanisms in perovskite solar modules. EES Solar, 2026. 10.1039/D5EL00083A
2. B. M. Gallant et al., H. J. Snaith. A green solvent enables precursor phase engineering of stable formamidinium lead triiodide perovskite solar cells. Nature Communications, 2024. 10.1038/s41467-024-54113-4
3. M. I. Gomar-Fernández et al. Large-area close-space sublimation enables the fabrication of efficient and stable perovskite solar cells. EES Solar, 2025. 10.1039/D5EL00145E
4. M. V. Khenkin et al. Encapsulation and outdoor testing of perovskite solar cells: comparing an industrially relevant process with a simplified lab procedure. ACS Applied Materials & Interfaces, 2021. 10.1021/acsami.1c14720
5. In situ growth and crystal monitoring for high-efficiency perovskite solar cells. Joule, 2026. 10.1016/j.joule.2026.102576
6. G. Petrucci. Innovative encapsulation method for perovskite solar cells. Master thesis, Università di Pavia, 2024/2025. 實驗於 Bolink group, ICMol, Universitat de València 進行。
7. H.B. Fuller HelioSeal PVS 101 產品資料表，光伏模組用聚異丁烯（PIB）封邊膠。 hbfullerproducts.com