提升太阳能电池电镀铜栅线高宽比的方法及得到的产品与流程

本发明涉及太阳能电池制备，尤其是涉及一种提升太阳能电池电镀铜栅线高宽比的方法及得到的产品。

背景技术：

1、太阳能电池铜互连技术是一种无银化的太阳能电池金属化工艺，通过直流电镀方式在硅基底上沉积铜金属电极替代丝网印刷银电极，能够大大降低贵金属消耗。通过激光或掩膜加化学腐蚀的方式将硅基底表面的钝化层去除，形成所需图形化区域，在该区域上电镀形成铜金属电极，相比丝网印刷技术具有更低的金属栅线的宽度，减少了遮光损失，提升太阳能电池的性能。

2、目前电镀铜金属电极一般采用直流电镀方式，铜金属镀层各向同性生长，铜栅线在纵向高度增长的同时，宽度也基本以同样速度变宽；无法做到铜栅线在高度方向优势生长，减少栅线拓宽，从而减少遮光面积，提高铜栅线高宽比。

3、有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的目的之一在于提供一种提升太阳能电池电镀铜栅线高宽比的方法，旨在解决现有技术中上述技术问题中的至少一种。

2、本发明的目的之二在于提供一种太阳能电池。

3、为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

4、本发明的第一方面提供了一种提升太阳能电池电镀铜栅线高宽比的方法，包括以下步骤：

5、将带有图形化凹槽的硅基底浸入铜电镀液中，然后持续光照，采用周期性正反向脉冲电镀形成铜电极。

6、进一步地，所述周期性正反向脉冲为每个周期内包括一个正向脉冲电流和一个反向脉冲电流。

7、所述正向脉冲电流与所述反向脉冲电流的时间比例为5～20:1。

8、进一步地，所述正向脉冲电流的电流密度为2a/dm2～15a/dm2，优选为5a/dm2～15a/dm2。

9、进一步地，所述反向脉冲电流的电流密度为正向脉冲电流的电流密度的2倍～3倍。

10、进一步地，所述正向脉冲电流和/或所述反向脉冲电流的脉冲频率为50hz～1000hz，优选为50hz～500hz。

11、进一步地，所述方法还包括在铜电极上形成保护金属层的过程。

12、优选地，保护金属包括锡、锡铋合金和银中的至少一种。

13、进一步地，每单位体积的铜电镀液中包括按照重量份数计的可溶性铜盐50份～110份、酸100份～160份和光亮剂5份～11份。

14、优选地，所述可溶性铜盐包括氯化铜、硝酸铜和硫酸铜中的至少一种。

15、优选地，所述酸包括硫酸。

16、优选地，所述光亮剂包括苯亚甲基丙酮、吡啶-3-甲酸和β-苯丙烯醛中的至少一种。

17、进一步地，在电镀铜过程中，以硅基底作为阴极，采用纯铜片或者钛网作为阳极；在所述阴极和所述阳极之间施加周期性正反向脉冲进行所述电镀。

18、进一步地，所述带有图形化凹槽的硅基底是硅基底经过开膜形成图形化凹槽后得到。

19、优选地，还包括对带有图形化凹槽的硅基底进行清洗的过程，清洗后再浸入铜电镀液中。

20、本发明第二方面提供一种太阳能电池，由第一方面所述的方法制备得到。

21、与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果：

22、本发明提供的方法，通过周期性正反向脉冲电流使铜栅线在高度方向优势生长，抑制铜栅线在宽度方向的生长速率，提升铜栅线高宽比，减少铜栅线遮光面积；并且周期性正反向脉冲电流形成的铜镀层具有更细化晶粒结构，均匀的晶界分布，更好的(111)表面织构，从而相比直流电镀具有更低电阻率。

23、本发明提供的太阳能电池，鉴于上述铜镀层所带来的优势，提高了太阳能电池的受光面积，降低了串联电阻，使得制备得到的太阳能电池具有更好的电性能。

技术特征：

1.一种提升太阳能电池电镀铜栅线高宽比的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述周期性正反向脉冲为每个周期内包括一个正向脉冲电流和一个反向脉冲电流；

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述正向脉冲电流的电流密度为2a/dm2～15a/dm2，优选为5a/dm2～15a/dm2。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述反向脉冲电流的电流密度为正向脉冲电流的电流密度的2倍～3倍。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述正向脉冲电流和/或所述反向脉冲电流的脉冲频率为50hz～1000hz，优选为50hz～500hz。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在铜电极上形成保护金属层的过程；

7.根据权利要求1～6任一项所述的方法，其特征在于，每单位体积的铜电镀液中包括按照重量份数计的可溶性铜盐50份～110份、酸100份～160份和光亮剂5份～11份；

8.根据权利要求1～6任一项所述的方法，其特征在于，在电镀铜过程中，以硅基底作为阴极，采用纯铜片或者钛网作为阳极；在所述阴极和所述阳极之间施加周期性正反向脉冲进行所述电镀。

9.根据权利要求1～6任一项所述的方法，其特征在于，所述带有图形化凹槽的硅基底是硅基底经过开膜形成图形化凹槽后得到；

10.一种太阳能电池，其特征在于，采用权利要求1～9任一项所述的方法制备得到。

技术总结本发明提供了一种提升太阳能电池电镀铜栅线高宽比的方法及得到的产品，具体涉及太阳能电池制备技术领域。该提升太阳能电池电镀铜栅线高宽比的方法包括以下步骤：将带有图形化凹槽的硅基底浸入铜电镀液中，然后持续光照，采用周期性正反向脉冲电镀形成铜电极。本发明提供的方法，通过周期性正反向脉冲电流使铜栅线在高度方向优势生长，抑制铜栅线在宽度方向的生长速率，提升铜栅线高宽比，减少铜栅线遮光面积；并且周期性正反向脉冲电流形成的铜镀层具有更细化晶粒结构，均匀的晶界分布，更好的(111)表面织构，从而相比直流电镀具有更低电阻率。技术研发人员：关统州,宋楠,俞超,刘志金受保护的技术使用者：环晟光伏（江苏）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18