镀铜栅线及其制备方法、太阳能电池与流程

本申请涉及太阳能电池，具体涉及一种镀铜栅线及其制备方法、太阳能电池。

背景技术：

1、金属化是太阳能电池制备的关键工艺之一，传统工艺主要通过银浆制作太阳能电池电极，对于各种高效太阳能电池技术来说，银浆成本仅次于硅片。发射极及背面钝化电池（passivated emitter rear cell，perc）的银浆成本占电池成本的10-11%，而对于隧穿氧化层钝化接触电池（tunnel oxide passivated contact，topcon）、本征薄膜异质结电池（heterojunction with intrinsic thin-film，hjt）来说，银浆成本进一步提升至16%-24%以上，如此高昂的成本支出成为限制topcon、hjt电池产业化推广的重要因素。

2、电镀技术是利用电化学方法在导电层表面沉积一层薄金属、合金或复合材料的过程。电镀铜技术属于一种特殊的电解过程，主要利用电解原理在导电层表面沉积铜，以铜作为电极栅线材料替代金属银，将有望降低电池成本。而且，相比于银栅线，铜作为电极栅线具有更低的电阻率，而低接触电阻的电极栅线是发挥高效太阳能电池尤其是异质结电池的光电转换效率的重要途径。

3、采用电镀铜技术替代丝网印刷银浆技术制作电极，常用方法为基于种子层先使用含银的电镀液制备一层银镀层，然后再制备铜镀层，该方法可以减少银浆用量。进一步地，还可以直接用铜镀层完全代替银浆，使电池成本更具有竞争力。

4、但是，镀铜栅线受应力影响，镀铜栅线的附着力不够，镀铜栅线比镀银栅线更容易脱落，而栅线脱落会导致栅线接触出现问题，会影响电池和组件后期的使用。为降低镀铜栅线的应力，目前常用的手段是在镀铜药水中加入添加剂，添加剂可以细化镀铜晶粒，从而有利于降低镀铜栅线的应力。但是，镀铜添加剂对镀铜栅线的应力降低空间非常有限，且要求镀铜添加剂在总药水中的占比在较低范围内，浓度非常小，在生产中非常难以把控。

技术实现思路

1、基于此，本申请提供了一种有利于降低应力的镀铜栅线及其制备方法、太阳能电池。

2、第一方面，本申请提供了一种镀铜栅线的制备方法，包括如下步骤：

3、提供衬底，所述衬底具有相对设置的第一表面和第二表面，在所述第一表面上形成有第一导电层；

4、在所述第一导电层上依次电镀形成至少两层层叠的第一镀铜栅线；

5、电镀每层所述第一镀铜栅线采用的镀铜药水的主盐为二价铜盐，任意相邻的两层所述第一镀铜栅线采用的所述镀铜药水的主盐为不同阴离子构成的二价铜盐。

6、在其中一些实施例中，每一层所述第一镀铜栅线的厚度为2μm~4μm。

7、在其中一些实施例中，所述第一镀铜栅线的总厚度为6μm~9μm。

8、在其中一些实施例中，所述二价铜盐选自焦磷酸铜、硝酸铜或硫酸铜。

9、在其中一些实施例中，所述主盐选自焦磷酸铜，所述镀铜药水的组成还包括络合剂、阳极活化剂以及第一添加剂中的一种或多种。

10、在其中一些实施例中，所述络合剂包括焦磷酸钾、柠檬酸盐以及酒石酸盐中的一种或多种。

11、在其中一些实施例中，所述阳极活化剂包括磷酸氢二钠以及铵盐中的一种或多种。

12、在其中一些实施例中，所述第一添加剂包括2-巯基苯骈咪唑以及2-巯基苯骈噻唑中的一种或多种。

13、在其中一些实施例中，所述主盐选自硝酸铜，所述镀铜药水的组成还包括硝酸以及第二添加剂中的一种或多种。

14、在其中一些实施例中，所述第二添加剂包括氯化铜、2-巯基苯骈咪唑、十二烷基硫酸钠以及乙撑硫脲中的一种或多种。

15、在其中一些实施例中，所述主盐选自硫酸铜，所述镀铜药水的组成还包括硫酸以及第三添加剂中的一种或多种。

16、在其中一些实施例中，所述第三添加剂包括聚二硫二丙烷磺酸钠、聚乙二醇、十二烷基硫酸钠以及2-巯基苯骈咪唑中的一种或多种。

17、在其中一些实施例中，所述第一镀铜栅线为两层，所述第一镀铜栅线采用包括如下步骤制备：

18、采用所述第一镀铜药水，在所述第一导电层之上电镀形成第一层第一镀铜栅线；以及

19、采用所述第二镀铜药水，在所述第一层第一镀铜栅线之上电镀形成第二层第一镀铜栅线；

20、所述第一镀铜药水和所述第二镀铜药水的主盐分别选自不同阴离子构成的二价铜盐。

21、在其中一些实施例中，所述第一镀铜栅线为三层，所述镀铜药水还包括第三镀铜药水，所述第一镀铜栅线采用的制备步骤还包括：

22、采用所述第三镀铜药水，在所述第二层第一镀铜栅线之上电镀形成第三层第一镀铜栅线；

23、所述第三镀铜药水和所述第二镀铜药水的主盐分别选自不同阴离子构成的二价铜盐。

24、在其中一些实施例中，还包括如下步骤：

25、在所述第二表面上形成有第二导电层；

26、在所述第二导电层上依次电镀形成至少两层层叠的第二镀铜栅线；电镀每层所述第二镀铜栅线采用的镀铜药水的主盐为二价铜盐，任意相邻的两层所述第二镀铜栅线采用的所述镀铜药水的主盐为不同阴离子构成的二价铜盐。

27、第二方面，本申请还提供一种镀铜栅线，由上述第一方面任一实施例中所述的镀铜栅线的制备方法制备得到。

28、第三方面，本申请还提供一种太阳能电池，电池中的电极栅线采用上述第二方面所述的镀铜栅线。

29、本申请通过在衬底的第一导电层上依次电镀形成至少两层层叠的第一镀铜栅线，由此制备得到镀铜栅线，任意相邻的两层第一镀铜栅线采用的镀铜药水的主盐为不同阴离子构成的二价铜盐，由于相邻层的第一镀铜栅线由不同的二价铜盐电镀结晶而成，镀层结晶类型、取向会有所不同，从而使得各层的第一镀铜栅线所产生的结晶应力无法叠加，甚至抵消，进而可以有效降低镀铜栅线的整体应力，有利于克服镀铜栅线容易脱落的问题，提高电池和组件后期的使用可靠性。

技术特征：

1.一种镀铜栅线的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的镀铜栅线的制备方法，其特征在于，每一层所述第一镀铜栅线的厚度为2μm~4μm。

3.根据权利要求1所述的镀铜栅线的制备方法，其特征在于，所述第一镀铜栅线的总厚度为6μm~9μm。

4.根据权利要求1所述的镀铜栅线的制备方法，其特征在于，所述二价铜盐选自焦磷酸铜、硝酸铜或硫酸铜。

5.根据权利要求4所述的镀铜栅线的制备方法，其特征在于，所述主盐选自焦磷酸铜，所述镀铜药水的组成还包括络合剂、阳极活化剂以及第一添加剂中的一种或多种；

6.根据权利要求4所述的镀铜栅线的制备方法，其特征在于，所述主盐选自硝酸铜，所述镀铜药水的组成还包括硝酸以及第二添加剂中的一种或多种；

7.根据权利要求4所述的镀铜栅线的制备方法，其特征在于，所述主盐选自硫酸铜，所述镀铜药水的组成还包括硫酸以及第三添加剂中的一种或多种；

8.根据权利要求4~7任一项所述的镀铜栅线的制备方法，其特征在于，所述第一镀铜栅线为两层，所述第一镀铜栅线采用包括如下步骤制备：

9.根据权利要求8所述的镀铜栅线的制备方法，其特征在于，所述第一镀铜栅线为三层，所述镀铜药水还包括第三镀铜药水，所述第一镀铜栅线采用的制备步骤还包括：

10.根据权利要求1~7、9任一项所述的镀铜栅线的制备方法，其特征在于，还包括如下步骤：

11.一种镀铜栅线，其特征在于，由权利要求1~10任一项所述的镀铜栅线的制备方法制备得到。

12.一种太阳能电池，其特征在于，电池中的电极栅线采用权利要求11所述的镀铜栅线。

技术总结本申请涉及一种镀铜栅线及其制备方法、太阳能电池。一种镀铜栅线的制备方法，包括如下步骤：提供衬底，所述衬底具有相对设置的第一表面和第二表面，在所述第一表面上形成有第一导电层；在所述第一导电层上依次电镀形成至少两层层叠的第一镀铜栅线；电镀每层所述第一镀铜栅线采用的镀铜药水的主盐为二价铜盐，任意相邻的两层所述第一镀铜栅线采用的所述镀铜药水的主盐为不同阴离子构成的二价铜盐。本申请制备得到的镀铜栅线，由于相邻的第一镀铜栅线由不同阴离子的二价铜盐电镀而成，镀层结晶的类型、取向会有所不同，从而使得第一电镀层各层之间产生的结晶应力无法叠加，可以有效降低镀铜栅线的整体应力。技术研发人员：刘仲雨,朱明光,王子港受保护的技术使用者：天合光能股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/23