提高硅太阳能电池中镍铜镀层与基底附着力的电镀工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种提高硅太阳能电池中镍铜镀层与基底附着力的电镀工艺，包括选取用于制备具有良好导电性的金属镍层的电镀镍镀液体系；选取用于制备低内应力的电镀铜层的电镀铜镀液体系；然后利用上述电镀镍镀液体系、电镀铜镀液体系及对应电镀工艺，在硅太阳能电池的硅片上依次制备有具有良好导电性的金属镍层和低内应力的电镀铜层，获得硅太阳能电池的高附着力镍铜集流电极；所制备的金属镍层能与硅太阳能电池硅片形成良好的欧姆接触；所制备的电镀铜层的内应力小于6.89MPa。本发明专利技术可以提高硅太阳能电池中镍铜镀层与硅基底的附着力，使电镀技术更好地替代传统丝网印刷工艺，在满足高性能低成本的前提下，更好地满足新型高效电池的需求。高效电池的需求。高效电池的需求。

【技术实现步骤摘要】
提高硅太阳能电池中镍铜镀层与基底附着力的电镀工艺


[0001]本专利技术属于电镀
，具体涉及一种提高硅太阳能电池中镍铜镀层与基底附着力的电镀工艺。

技术介绍

[0002]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，但由于其所使用的银浆成本高，已成为限制产业推广的重要因素，因此传统丝网印刷工艺无法满足新型高效电池的需求。
[0003]电镀技术作为一种非接触式电极制备技术，能够实现银浆的完全替代，且性能优异，同时能够降低成本。电镀技术是利用电解原理在导电层表面沉积金属，一般是用含银的电镀液，选择镍/铜/银三镀层，或者只用镍/铜镀层完全替代银浆。镍层的存在可以防止铜离子扩散进入硅中，从而防止减少硅太阳能电池寿命。
[0004]然而，电镀技术也存在镀层与硅基底附着力不良的问题，镀层可以被胶带从基板上剥离。特别是为了使镍层与硅基底形成欧姆接触，需要在250~300℃下进行高温退火，这就使附着力差的问题更加突出。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种提高硅太阳能电池中镍铜镀层与基底附着力的电镀工艺，将相应镀液体系与电极制备工艺相结合，来提高镍铜镀层与基底之间的附着力。
[0006]为达到上述技术目的及效果，本专利技术通过以下技术方案实现：一种提高硅太阳能电池中镍铜镀层与基底附着力的电镀工艺，主要包括镀液体系的选取以及电极的制备，通过两者的结合，可以提高镍铜镀层与硅太阳能电池硅基底之间的附着力。其具体内容为：选取用于制备具有良好导电性的金属镍层的电镀镍镀液体系；选取用于制备低内应力的电镀铜层的电镀铜镀液体系；利用对应的酸洗液对硅太阳能电池硅片表面进行酸洗；利用所述电镀镍镀液体系及其电镀工艺，在经酸洗后的硅太阳能电池硅片上制备有具有良好导电性的金属镍层，所述的具有良好导电性的金属镍层，能与硅太阳能电池硅片形成良好的欧姆接触，消除肖特基势垒；对所述的具有良好导电性的金属镍层进行250~300℃退火处理；利用对应的清洗剂对经退火处理的硅太阳能电池硅片进行清洗，以去除镀镍氧化，改变金属镍表面形貌，便于后续铜的电化学沉积；利用所述电镀铜镀液体系及其电镀工艺，在硅太阳能电池硅片上制备低内应力的电镀铜层，所述的低内应力的电镀铜层的内应力小于6.89MPa；
经过上述电极制备工艺获得硅太阳能电池的高附着力镍铜集流电极，所述的高附着力镍铜集流电极，与硅太阳能电池硅片的附着力优秀，且硅太阳能电池的硅片不会因内应力而变形。
[0007]优选的，在电镀镍之前，需要采用1
‑
3%的氢氟酸溶液对硅太阳能电池的硅片进行酸洗，清洗时间为1
‑
3min。
[0008]优选的，所述电镀镍之前，将硅太阳能电池的硅片在1%氢氟酸溶液中处理2min。
[0009]优选的，所述具有良好导电性的金属镍层的制备，采用的是细晶粒的氨基磺酸镍体系和对应的电镀工艺，所制备出的金属镍层具有晶粒细的特点。
[0010]优选的，所述具有良好导电性的金属镍层，需要在250~300℃下退火1~3min。
[0011]优选的，所述具有良好导电性的金属镍层，需要在250~300℃下退火1min。
[0012]优选的，在电镀铜之前，需要采用清洗剂对电镀镍后的太阳能电池硅片进行清洗2~5min，以去除镀镍氧化，在金属镍层表面形成微观粗糙形貌，利于增强后续电镀铜的附着力。
[0013]优选的，在电镀铜之前，将电镀镍后的太阳能电池硅片在清洗剂中清洗3min。
[0014]优选的，在电镀铜之前，将电镀镍后的太阳能电池硅片在清洗剂中清洗4min。
[0015]优选的，所述低内应力的电镀铜层的制备，采用低内应力的硫酸铜体系和对应的电镀工艺，所制备的电镀铜层不会由于内应力过大导致太阳能电池硅片翘曲，亦不会导致铜和镍的分层。
[0016]本专利技术的有益效果如下：本专利技术采用江门优美科长信新材料科技有限公司的电镀镍体系和本申请人苏州昕皓新材料公司的电镀铜体系，分别作为电镀镍和电镀铜的镀液，关键是所采用的点镀铜体系中采用了本申请人自主研发的镀铜添加剂，可以获得具有低内应力的铜镀层，同时，与优化后的电极制备工艺相结合，可以实现镍铜镀层与硅基底的强附着力。
[0017]相对于现有技术，本专利技术所制备的具有低内应力的铜层，可以防止镀层在室温或者高温退火后，因内应力高而产生翘曲，以至于使得镀层与硅基底发生脱离。另外，结合本专利技术的电极制备工艺，可以提高镍铜镀层与硅基底的附着力，从而使电镀技术更好地替代传统丝网印刷工艺，在满足高性能低成本的前提下，更好地满足新型高效电池的需求。
[0018]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本专利技术的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
[0019]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术实施例二中镍铜镀层被胶带剥离的硅太阳能电池片背面。
[0020]图2是本专利技术实施例三中镍铜镀层被胶带剥离的硅太阳能电池片背面。
[0021]图3是本专利技术实施例四中镍铜镀层被胶带剥离的硅太阳能电池片背面。
[0022]图4是本专利技术实施例五中通过胶带测试的硅太阳能电池片，其中4A为电池片正面，4B为电池片背面。
[0023]图5是本专利技术实施例六中通过胶带测试的硅太阳能电池片，其中5A为电池片正面，5B为电池片背面。
具体实施方式
[0024]下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本专利技术。此处所作说明用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0025]一种提高硅太阳能电池中镍铜镀层与基底附着力的电镀工艺，主要包括镀液体系的选取以及电极的制备，通过两者的结合，可以提高镍铜镀层与硅太阳能电池硅基底之间的附着力。其具体内容为：选取用于制备具有良好导电性的金属镍层的电镀镍镀液体系；选取用于制备低内应力的电镀铜层的电镀铜镀液体系；利用对应的酸洗液对硅太阳能电池硅片表面进行酸洗；利用所述电镀镍镀液体系及其电镀工艺，在经酸洗后的硅太阳能电池硅片上制备有具有良好导电性的金属镍层，所述的具有良好导电性的金属镍层，能与硅太阳能电池硅片形成良好的欧姆接触，消除肖特基势垒；对所述的具有良好导电性的金属镍层进行250~300℃退火处理；利用对应的清洗剂对经退火处理的硅太阳能电池硅片进行清洗，以去除镀镍氧化，改变金属镍表面形貌，便于后续铜的电化学沉积；利用所述电镀铜镀液体系及其电镀工艺，在硅太阳能电池硅片上制备低内应力的电镀铜层，所述的低内应力的电镀铜层的内应力小于6.8本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.提高硅太阳能电池中镍铜镀层与基底附着力的电镀工艺，其特征在于，包括镀液体系的选取以及电极的制备，具体为：选取用于制备具有良好导电性的金属镍层的电镀镍镀液体系；选取用于制备低内应力的电镀铜层的电镀铜镀液体系；利用对应的酸洗液对硅太阳能电池硅片表面进行酸洗；利用所述电镀镍镀液体系及其电镀工艺，在经酸洗后的硅太阳能电池硅片上制备有具有良好导电性的金属镍层，所述的具有良好导电性的金属镍层，能与硅太阳能电池硅片形成良好的欧姆接触，消除肖特基势垒；对所述的具有良好导电性的金属镍层进行250~300℃退火处理；利用对应的清洗剂对经退火处理的硅太阳能电池硅片进行清洗，以去除镀镍氧化，改变金属镍表面形貌，便于后续铜的电化学沉积；利用所述电镀铜镀液体系及其电镀工艺，在硅太阳能电池硅片上制备低内应力的电镀铜层，所述的低内应力的电镀铜层的内应力小于6.89MPa；经过上述电极制备工艺获得硅太阳能电池的高附着力镍铜集流电极，所述的高附着力镍铜集流电极，与硅太阳能电池硅片的附着力优秀，且硅太阳能电池的硅片不会因内应力而变形。2.根据权利要求1所述的提高硅太阳能电池中镍铜镀层与基底附着力的电镀工艺，其特征在于：在电镀镍之前，需要采用1
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3%的氢氟酸溶液对硅太阳能电池的硅片进行酸洗，清洗时间为1
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3min。3.根据权利要求2所述的提高硅太阳能电池中镍铜镀层与基底附着力的电镀工艺，其特征在于：所述电镀镍之前，将硅太阳能电池的硅片在1%氢氟酸溶液中处理2min。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：张星星，王靖，张芸，
申请(专利权)人：苏州昕皓新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：