金属栅线的电沉积方法及金属栅线与流程

本公开实施例涉及光伏发电，具体而言，涉及一种金属栅线的电沉积方法以及金属栅线。

背景技术：

1、金属栅线可以收集太阳能电池产生的电流并将其传输到外部电路中。随着光伏技术的发展，传统丝网印刷技术难以满足高性能太阳能电池对金属栅线的低线宽、低成本的要求，电镀技术逐渐成为制备金属栅线的主要方法。然而，电镀金属栅线过程中存在图形化工艺成本高、电沉积效率低和后处理除胶困难等问题。

2、针对上述问题，可通过调控芯模表面的亲疏水性来解决电镀金属栅线过程中的问题。相关技术中，芯模表面亲疏水性调控方法主要包括化学修饰、等离子体处理、自组装单层膜等。上述方式中存在工艺复杂、成本高、稳定性差等问题。

技术实现思路

1、本公开的目的在于提供一种金属栅线的电沉积方法及金属栅线，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的调控芯模表面疏水性的工艺复杂、成本高以及稳定性差的问题。

2、根据本公开的一个方面，提供一种金属栅线的电沉积方法，包括：将聚二甲基硅氧烷预聚体和固化剂的混合物浇注在具有栅线图案的原始模板上，除尽气泡后进行固化成形，并在冷却至室温后进行脱模，制得带有栅线结构的聚二甲基硅氧烷芯模；将聚二甲基硅氧烷芯模放入化学镀金属溶液中，在室温下搅拌反应，以在聚二甲基硅氧烷芯模表面沉积金属导电层，得到金属栅线结构；将表面沉积金属导电层的聚二甲基硅氧烷芯模进行紫外光照射，以使聚二甲基硅氧烷芯模表面的润湿性由疏水转变为超亲水；对超亲水的聚二甲基硅氧烷芯模与硅基底进行贴合处理，并浸入电镀液中作为阴极进行电沉积；对电沉积后的聚二甲基硅氧烷芯模进行低温热处理，实现聚二甲基硅氧烷芯模表面润湿性的超疏水转换；将金属栅线结构从超疏水的聚二甲基硅氧烷芯模中取出，以得到金属栅线。

3、在本公开的一种示例性实施例中，金属导电层为银、镍和铜中的任意一种。

4、在本公开的一种示例性实施例中，紫外光照射的时间为2~30小时。

5、在本公开的一种示例性实施例中，电沉积包括直流电沉积或脉冲电沉积，电沉积的电流密度为1~10 a/dm2。

6、在本公开的一种示例性实施例中，低温热处理的温度为100~150℃，低温热处理的时间为5~60分钟。

7、在本公开的一种示例性实施例中，聚二甲基硅氧烷预聚体和所述固化剂的混合比例为10:1。

8、在本公开的一种示例性实施例中，固化成形的温度为100℃。

9、在本公开的一种示例性实施例中，对超亲水的聚二甲基硅氧烷芯模与硅基底进行贴合处理，并浸入电镀液中作为阴极进行电沉积，包括：将超亲水的聚二甲基硅氧烷芯模与导电化处理后的硅基底通过夹具贴合，并浸入电镀液中作为阴极来进行电沉积；其中，电镀液包括铜电镀液、镍电镀液以及铜镍合金电镀液中的一种。

10、在本公开的一种示例性实施例中，所述方法还包括：在金属栅线结构沉积达到目标厚度时，取出超亲水的聚二甲基硅氧烷芯模，并将超亲水的聚二甲基硅氧烷芯模浸入去离子水中进行超声清洗。

11、根据本公开的一个方面，提供一种金属栅线，金属栅线根据上述任意一项的金属栅线的电沉积方法制备得到。

12、本公开实施例中提供的技术方案中，一方面，通过紫外光照射能够使得聚二甲基硅氧烷芯模表面的润湿性由疏水转变为超亲水，以提高电镀过程中的液相传质效率；通过低温热处理能够对聚二甲基硅氧烷芯模表面润湿性进行超疏水转换，可降低脱模过程中的界面粘着力，无需后处理除胶即可制备所需样品，简化了调控芯模表面疏水性的工艺，降低了成本且提高了稳定性，缩短了制备金属栅线的流程，提高了制备效率。另一方面，通过聚二甲基硅氧烷芯模替代现有的图形化工艺制备金属栅线，降低了金属栅线的制备成本。再一方面，通过在聚二甲基硅氧烷芯模表面沉积一层润湿性可逆调控的纳米级金属导电层，赋予了电镀芯模优异的导电性，增大微型腔中的电流密度，提高了金属栅线的沉积效率以及成形质量，且提高了金属栅线的精度，提高了金属栅线的稳定性，能提高电镀金属栅线的质量和性能。

13、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

技术特征：

1.一种金属栅线的电沉积方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的金属栅线的电沉积方法，其特征在于，所述金属导电层为银、镍和铜中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的金属栅线的电沉积方法，其特征在于，所述紫外光照射的时间为2~30小时。

4. 根据权利要求1所述的金属栅线的电沉积方法，其特征在于，所述电沉积包括直流电沉积或脉冲电沉积，所述电沉积的电流密度为1~10 a/dm2。

5.根据权利要求1所述的金属栅线的电沉积方法，其特征在于，所述低温热处理的温度为100~150℃，所述低温热处理的时间为5~60分钟。

6.根据权利要求1所述的金属栅线的电沉积方法，其特征在于，所述聚二甲基硅氧烷预聚体和所述固化剂的混合比例为10:1。

7.根据权利要求1所述的金属栅线的电沉积方法，其特征在于，所述固化成形的温度为100℃。

8.根据权利要求1所述的金属栅线的电沉积方法，其特征在于，所述对超亲水的聚二甲基硅氧烷芯模与硅基底进行贴合处理，并浸入电镀液中作为阴极进行电沉积，包括：

9.根据权利要求8所述的金属栅线的电沉积方法，其特征在于，所述方法还包括：

10.一种金属栅线，其特征在于，所述金属栅线根据权利要求1-9任意一项所述的金属栅线的电沉积方法制备得到。

技术总结本公开实施例提供了一种金属栅线的电沉积方法及金属栅线，涉及光伏制造技术领域，该方法包括：将聚二甲基硅氧烷预聚体和固化剂的混合物浇注在原始模板上，除尽气泡后进行固化成形，并在冷却至室温后进行脱模，制得带有栅线结构的芯模；将芯模放入化学镀金属溶液中，在室温下搅拌反应，以在芯模表面沉积金属导电层；将表面沉积金属导电层的芯模进行紫外光照射，以使芯模表面的润湿性由疏水转变为超亲水；对超亲水的芯模与硅基底进行贴合处理，并浸入电镀液中作为阴极进行电沉积，形成金属栅线结构；对电沉积后的芯模进行低温热处理，实现芯模表面润湿性的超疏水转换；将金属栅线结构从超疏水的芯模中取出，以得到金属栅线。本公开能够提高稳定性。技术研发人员：周波,张于胜,王亭力,谢龙飞,潘博炜,任砾,李傲翔受保护的技术使用者：西安稀有金属材料研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/14