硅太阳能电池的铜电镀液、硅太阳能电池及其电镀方法与流程

本发明涉及太阳能电池的，尤其是涉及一种硅太阳能电池的铜电镀液、硅太阳能电池及其电镀方法。

背景技术：

1、金属化是硅太阳能电池制备中的关键工艺之一，主要用于制作硅太阳能电池电极，将pn结两端形成欧姆接触，实现电流输出。目前，丝网印刷是最成熟且最普遍的金属化工艺，但由于所使用的银浆成本高，已经成为限制产业推广的重要因素。

2、为了进一步降低硅太阳能电池成本和提升电池效率，采用电镀法制作硅太阳能电池的金属电极的量产可能性也一直在被探寻，此方法可使用更为便宜的镍/铜/锡等金属替代银来实现成本降低。

3、金属铜是电镀电池的主要导电层，目前镀铜工艺制备的太阳能电池普遍存在电镀槽内产生铜屑较多、正面铜栅线宽度较大，以及电池受光面积较小的问题，测量出来的正面副栅线高宽比只有30％～40％左右，而较低的高宽比降低了太阳能电池的光吸收能力和电子传输效率，导致电镀电池的光电转换效率比丝网印刷电池低0.2％～0.5％。

4、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硅太阳能电池的铜电镀液，具有较佳的均镀能力和深镀能力，电镀时工作电流密度范围较广，可以实现快速镀铜，同时产生的铜屑也较少。

2、本发明的目的之二在于提供一种硅太阳能电池的电镀方法，能够提高太阳能电池的副栅线高宽比，从而提升电池的光电转换效率。

3、本发明的目的之三在于提供一种硅太阳能电池，具有较高的光电转换效率。

4、为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

5、第一方面，一种硅太阳能电池的铜电镀液，包括以下组分：

6、五水硫酸铜180g/l～250g/l、浓硫酸40ml/l～70ml/l、氯离子0.08g/l～0.2g/l、湿润剂0.5g/l～1g/l、光泽剂1g/l～5g/l，以及填平剂1g/l～3g/l。

7、进一步的，所述氯离子来源于浓盐酸、氯化钠、氯化钾以及氯化铵中的至少一种。

8、进一步的，所述湿润剂包括peg2000、peg4000、peg6000以及peg8000中的至少一种。

9、进一步的，所述光泽剂包括异硫脲丙基硫酸钠、苯基二硫丙烷磺酸钠、2巯基1乙烷磺酸钠以及4巯基1己烷磺酸钠中的至少一种。

10、进一步的，所述填平剂包括十六烷基三甲基溴化铵、聚乙烯亚胺烷基盐、四氢噻唑硫酮以及2-巯基吡啶中的至少一种。

11、第二方面，一种硅太阳能电池的电镀方法，包括以下步骤：

12、采用上述任一项所述的铜电镀液进行镀铜工艺，形成铜镀层。

13、进一步的，所述电镀方法包括以下步骤：

14、双面镀镍的半成品晶硅电池片置于所述铜电镀液中，开启脉冲整流器和传动，使所述电池片匀速通过水平电镀槽，从而在所述电池片双面形成铜镀层，得到硅太阳能电池。

15、进一步的，所述铜电镀液的工作温度为35℃～45℃；

16、优选地，所述电池片在铜电镀液中的传动速度为0.5m/min～3m/min。

17、进一步的，所述脉冲的参数包括：

18、正向脉冲电流密度10a/dm2～30a/dm2；和/或，反向脉冲电流密度30a/dm2～50a/dm2；和/或，正向脉宽20ms～100ms；和/或，反向脉宽0.5ms～10ms。

19、第三方面，一种硅太阳能电池，采用上述任一项所述的电镀方法制备得到。

20、与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果：

21、本发明提供的硅太阳能电池的铜电镀液，各组分搭配效果出色，各组分及其浓度之间协同配合，从而能够发挥较佳的均镀能力和深镀能力，并且电镀时的工作电流密度范围较广，可以实现快速镀铜，同时产生的铜屑也较少，可以延长电镀液的使用寿命。

22、本发明提供的硅太阳能电池的电镀方法，能够使得电镀电池片栅线宽度较小，能够提高铜栅线的高宽比，由此减少了铜栅线在硅片上的遮光面积，从而提高了太阳能电池的光电转换效率。

23、本发明提供的硅太阳能电池，具有较高的光电转换效率。

技术特征：

1.一种硅太阳能电池的铜电镀液，其特征在于，包括以下组分：

2.根据权利要求1所述的铜电镀液，其特征在于，所述氯离子来源于浓盐酸、氯化钠、氯化钾以及氯化铵中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的铜电镀液，其特征在于，所述湿润剂包括peg2000、peg4000、peg6000以及peg8000中的至少一种。

4.根据权利要求1-3任一项所述的铜电镀液，其特征在于，所述光泽剂包括异硫脲丙基硫酸钠、苯基二硫丙烷磺酸钠、2巯基1乙烷磺酸钠以及4巯基1己烷磺酸钠中的至少一种。

5.根据权利要求1-3任一项所述的铜电镀液，其特征在于，所述填平剂包括十六烷基三甲基溴化铵、聚乙烯亚胺烷基盐、四氢噻唑硫酮以及2-巯基吡啶中的至少一种。

6.一种硅太阳能电池的电镀方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的电镀方法，其特征在于，所述电镀方法包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的电镀方法，其特征在于，所述铜电镀液的工作温度为35℃～45℃；

9.根据权利要求7所述的电镀方法，其特征在于，所述脉冲的参数包括：

10.一种硅太阳能电池，其特征在于，采用权利要求6-9任一项所述的电镀方法制备得到。

技术总结本发明提供了一种硅太阳能电池的铜电镀液、硅太阳能电池及其电镀方法，涉及太阳能电池的技术领域，铜电镀液包括以下组分：五水硫酸铜180g/L～250g/L、浓硫酸40mL/L～70mL/L、氯离子0.08g/L～0.2g/L、湿润剂0.5g/L～1g/L、光泽剂1g/L～5g/L，以及填平剂1g/L～3g/L；采用该铜电镀液结合脉冲电镀，在各组分协同配合下，可提高太阳能电池副栅线高宽比，从而提升电池光电转换效率，解决了太阳能电池镀铜工艺中存在的副栅线高宽比低，进而导致电镀电池光电转换效率低的技术问题，达到了电镀电池片栅线宽度较小，铜栅线高宽比大，从而提高太阳能电池光电转换效率的技术效果。技术研发人员：唐义武,李苏强,宋楠,何秋霞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