一种太阳能电池用无氰镀铜电镀液及制备方法技术

本发明专利技术属于金属表面处理技术领域，具体涉及一种太阳能电池用无氰镀铜电镀液及制备方法。本发明专利技术太阳能电池用无氰镀铜电镀液包括铜盐、柠檬酸、氯化钾、结合力促进剂、柔韧剂、光亮剂和pH稳定剂。所述结合力促进剂由酪蛋白酸钠和羟乙基纤维素按质量比8‑12：2‑4组成。所述柔韧剂由以下组分及其质量份数制成：聚丙烯酸钠2‑3份，海藻酸钠1‑3份，聚氧化乙烯5‑7份，聚丙烯酰胺10‑15份，聚维酮K90 3‑5份，甘油0.2‑0.6份，水72‑80份。采用本发明专利技术太阳能电池用无氰镀铜电镀液电镀后的镀层与基体的结合力优异，且所得镀层的韧性佳，满足太阳能电池对镀层的高标准要求。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能电池用无氰镀铜电镀液及制备方法
本专利技术属于金属表面处理
，具体涉及一种太阳能电池用无氰镀铜电镀液及制备方法。
技术介绍
由于煤、石油、天然气等能源储量的有限性和它们的污染性，各国专家更看好太阳能等可再生能源。人们重新把人类未来的希望寄托在太阳能上，它是迄今为止人类认识的最洁净最丰富的可再生能源，也是涉及未来发展最有保障的可开发能源，太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的清洁能源，具有很大的开发潜能。人类对常规能源的依赖最终将向太阳能为主体的太阳能转移。太阳能电池直接将光能转化为电能，相对于其它能源而言，减少了很多造成能量流失的中间环节，所以对于整个地球能源系统而言，它相对于其他形式的太阳能利用方法，其利用率最高。同时，太阳能电池在使用过程中为零排放，对环境无污染，是现代低碳社会最具代表性的能源。目前晶体硅太阳能电池的电极以银为主，如果可以使用电导率与银相当，但价格低廉的铜代替银作为太阳能电池电极的主要传导层，将大幅降低太阳能电池的制造成本。丝网印刷由于其设备简单、工艺成熟，成为目前晶体硅太阳能电池主流的电极制备技术。然而随着太阳能电池效率的不断增加，对电池电极，特别是前电极的要求也越来越苛刻，传统丝网印刷方式受到其技术原理的限制，难以达到高效晶体硅电池窄线宽、低电阻前电极的需求。丝网印刷所制备的前电极剖面形貌为多孔结构，对前电极的导电性能造成显著影响。电镀是利用电解的方法在材料表面镀上一薄层金属或合金的工艺，可以设计制作极薄且性能优异的镀层，因此在稀贵金属镀层中得到广泛应用。氰化物在生产高性能的镀层中充当着重要的角色，但氰化物剧毒，不利于电镀生产人员的安全，药品的运输和贮存也存在一定的问题。因此，无氰镀铜的研究是一个必然趋势。目前，采用现有的镀铜电镀液对多晶硅片进行电镀，存在镀层与基体的结合力差，以及镀层韧性差等问题。因此，开发出一种可以提高镀层与基体之间的结合力，镀层韧性佳的太阳能电池用无氰镀铜电镀液迫在眉睫。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种太阳能电池用无氰镀铜电镀液及制备方法。采用本专利技术太阳能电池用无氰镀铜电镀液电镀后的镀层与基体的结合力优异，且所得镀层的韧性佳，满足太阳能电池对镀层的高标准要求。本专利技术的技术方案是：一种太阳能电池用无氰镀铜电镀液，所述太阳能电池用无氰镀铜电镀液包括铜盐、柠檬酸、氯化钾、结合力促进剂、柔韧剂、光亮剂和pH稳定剂。进一步地，所述的太阳能电池用无氰镀铜电镀液，所述铜盐的含量为15～20g/L，所述柠檬酸的含量为72～80g/L，所述氯化钾的含量为24～28g/L，所述结合力促进剂的含量为4～8g/L，所述柔韧剂的含量为1～3g/L，所述光亮剂的含量为2～5g/L，所述pH稳定剂的含量为10～13g/L。进一步地，所述的太阳能电池用无氰镀铜电镀液，所述铜盐的含量为16g/L，所述柠檬酸的含量为75g/L，所述氯化钾的含量为26g/L，所述结合力促进剂的含量为7g/L，所述柔韧剂的含量为2g/L，所述光亮剂的含量为3g/L，所述pH稳定剂的含量为11g/L。进一步地，所述铜盐为氯化铜、硫酸铜或柠檬酸铜。进一步地，所述结合力促进剂由酪蛋白酸钠和羟乙基纤维素按质量比8-12：2-4组成。进一步地，所述结合力促进剂由酪蛋白酸钠和羟乙基纤维素按质量比10：3组成。进一步地，所述柔韧剂由以下组分及其质量份数制成：聚丙烯酸钠2-3份，海藻酸钠1-3份，聚氧化乙烯5-7份，聚丙烯酰胺10-15份，聚维酮K903-5份，甘油0.2-0.6份，水72-80份。进一步地，所述柔韧剂由以下组分及其质量份数制成：聚丙烯酸钠2.5份，海藻酸钠2份，聚氧化乙烯6份，聚丙烯酰胺13份，聚维酮K904份，甘油0.4份，水76份。进一步地，所述柔韧剂的制备方法为：(1)取3/5量的水，加入海藻酸钠，以100-200r/min的速度搅拌2-3h，静置8-12h，得海藻酸钠水溶液；(2)取剩余量的水，加入聚丙烯酰胺，搅拌至完全溶解，加入聚丙烯酸钠，搅拌至完全溶解，加入聚氧化乙烯，搅拌至完全溶解，得混合液；(3)将步骤(2)所得混合液加入到步骤(1)所得海藻酸钠水溶液中，以80-150r/min的速度搅拌30-60min，加入聚维酮K90和甘油，以80-120r/min的速度搅拌10-20min，即得。进一步地，所述光亮剂为聚二硫丙烷磺酸钠、聚二硫二丙烷磺酸钠、醇硫基丙烷磺酸钠和苯基聚二硫丙烷磺酸钠中的一种或多种。进一步地，所述pH稳定剂为硼酸、柠檬酸、醋酸、草酸及其盐中的至少一种。另外，本专利技术还提供了太阳能电池用无氰镀铜电镀液的制备方法，步骤如下：S1在水中加入pH稳定剂，搅拌至完全溶解，加入柠檬酸，搅拌至完全溶解，得溶液A；S2在搅拌条件下，向步骤S1所得溶液A中加入铜盐，搅拌至完全溶解，得溶液B；S3在搅拌条件下，向步骤S2所得溶液B中加入氯化钾，搅拌至完全溶解，得溶液C；S4在搅拌条件下，向步骤S3所得溶液C中加入光亮剂、结合力促进剂和柔韧剂，搅拌至完全溶解，得溶液D；S5在搅拌条件下，向步骤S4所得溶液D中加入氢氧化钾，调节pH至8～9，即得。本专利技术中，由酪蛋白酸钠和羟乙基纤维素按一定质量比组成的结合力促进剂能大大提高膜层与基材之间的附着力，增强膜层与基材的结合力。本专利技术中，由聚丙烯酸钠、海藻酸钠、聚氧化乙烯、聚丙烯酰胺、聚维酮K90等原料制成的柔韧剂，通过各组分的协同作用，可以改善涂膜弯曲柔韧性能，使制得的产品在挤压弯曲过程中不易产生涂层破裂的情况，显著改善了产品质量。本专利技术柔韧剂中添加的海藻酸钠不仅可以起到阻止晶体的生长，使得镀层表面更加致密，还能够改善镀层的弯曲柔韧性能。与现有技术相比，本专利技术具有以下优势：(1)本专利技术提供的太阳能电池用无氰镀铜电镀液中不含氰根离子，环保性佳，在保证镀层性能的同时，减少了环境污染，保障了电镀生产人员的安全。(2)镀层结合力试验结果表明，采用本专利技术提供的太阳能电池用无氰镀铜电镀液对多晶硅片进行电镀，镀层与基体之间具有良好的结合力，采用本专利技术太阳能电池用无氰镀铜电镀液制得的太阳能电池的镀层附着力强。(3)镀层韧性试验结果表明，采用本专利技术提供的太阳能电池用无氰镀铜电镀液对多晶硅片进行电镀后的镀层未出现断裂现象，这说明采用本专利技术提供的太阳能电池用无氰镀铜电镀液电镀后的镀层具有良好的韧性。(4)采用本专利技术太阳能电池用无氰镀铜电镀液电镀后的镀层与基体的结合力优异，且所得镀层的韧性佳，满足太阳能电池对镀层的高标准要求。具体实施方式以下通过具体实施方式的描述对本专利技术作进一步说明，但这并非是对本专利技术的限制，本领域技术人员根据本专利技术的基本思想，可以做出各种修改或改进，但是只要不脱离本专利技术的基本思想，均在本专利技术的范围之内。本专利技术中，所用原料如无特殊说明均为市售。如海藻酸钠可购自苏州福莱德生物科技有限公司，货号本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能电池用无氰镀铜电镀液，其特征在于，所述太阳能电池用无氰镀铜电镀液包括铜盐、柠檬酸、氯化钾、结合力促进剂、柔韧剂、光亮剂和pH稳定剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池用无氰镀铜电镀液，其特征在于，所述太阳能电池用无氰镀铜电镀液包括铜盐、柠檬酸、氯化钾、结合力促进剂、柔韧剂、光亮剂和pH稳定剂。


2.如权利要求1所述的太阳能电池用无氰镀铜电镀液，其特征在于，所述铜盐的含量为15～20g/L，所述柠檬酸的含量为72～80g/L，所述氯化钾的含量为24～28g/L，所述结合力促进剂的含量为4～8g/L，所述柔韧剂的含量为1～3g/L，所述光亮剂的含量为2～5g/L，所述pH稳定剂的含量为10～13g/L。


3.如权利要求2所述的太阳能电池用无氰镀铜电镀液，其特征在于，所述铜盐的含量为16g/L，所述柠檬酸的含量为75g/L，所述氯化钾的含量为26g/L，所述结合力促进剂的含量为7g/L，所述柔韧剂的含量为2g/L，所述光亮剂的含量为3g/L，所述pH稳定剂的含量为11g/L。


4.如权利要求1所述的太阳能电池用无氰镀铜电镀液，其特征在于，所述铜盐为氯化铜、硫酸铜或柠檬酸铜。


5.如权利要求1所述的太阳能电池用无氰镀铜电镀液，其特征在于，所述结合力促进剂由酪蛋白酸钠和羟乙基纤维素按质量比8-12：2-4组成。


6.如权利要求5所述的太阳能电池用无氰镀铜电镀液，其特征在于，所述结合力促进剂由酪蛋白酸钠和羟乙基纤维素按质量比10：3组成。


7.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：田志斌，詹益腾，邓正平，陈维速，谢飞凤，
申请(专利权)人：广州三孚新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44