铜电镀液制造技术

本发明专利技术公开了一种铜电镀液，所述铜电镀液包括的组分及其质量浓度为：硫酸铜

【技术实现步骤摘要】
铜电镀液、太阳能电池的电镀方法及太阳能电池


[0001]本专利技术涉及电镀领域，尤其涉及铜电镀液
、
太阳能电池的电镀方法及太阳能电池
。

技术介绍

[0002]太阳能电池，是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片，又称为“太阳能芯片”或“光电池”，它只要被满足一定照度条件的光照度，瞬间就可输出电压及在有回路的情况下产生电流
。
在物理学上称为太阳能光伏
(Photovoltaic
，缩写为
PV)
，简称光伏
。
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
。
[0003]在中国专利技术申请
CN115148834A
中公开了太阳能电池及光伏组件
。
该太阳能电池包括半导体基板，以及电镀在半导体基板上的主栅电极和细栅电极
。
设置半导体基板上的主栅电极和细栅电极用于传导电流
。
主栅电极的横截面形状和细栅电极的横截面形状均呈蘑菇状结构
。
蘑菇状的栅线其高宽比接近
1:2。
由于栅线覆盖在半导体基板上，其宽度增大，在半导体基板上增大了遮光面积，半导体基板的受光面就会相应减小，影响太阳能电池的光电转换效率
。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术中的缺陷，本专利技术实施例提供了一种铜电镀液
、
太阳能电池的电镀方法及太阳能电池
。
该铜电镀液能够促进铜的定向沉积，提高铜栅线高宽比，所得镀层的韧性佳
。
镀铜后的太阳能电池性能优异，应用在异质结太阳能电池上，还可满足其薄片化
、
可弯曲的要求
。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0006]第一方面，一种铜电镀液，所述铜电镀液包括的组分及其质量浓度为：硫酸铜
15
～
250g/L
，硫酸
10
～
100g/L
，结构导向剂
0.2
～
20g/L
，催化剂
0.2
～
10g/L
，消泡剂
0.2
～
10g/L
，水为溶剂；
[0007]其中，结构导向剂包括顺式油基伯胺，十六烷基胺
、
乙二氨
、
乙二醇
、
聚乙烯吡咯烷酮中的一种或几种
。
[0008]本申请中通过在电镀液中增加结构导向剂，利用结构导向剂使铜选择性的吸附在晶面上，从而使长度方向生长速度快于宽度方向的生长速度，在开口处形成多根紧密排列的纳米线
。
当纳米线超过一定长度以后会团聚到一起，形成紧密的实体铜栅线
。
[0009]因此，在电镀液中添加结构导向剂后，使铜沿着固定的晶向沉积
。
电镀生成的铜栅线截面呈矩形，其高宽比约
1:1。
减小铜栅线在基体上的遮光面积，增大了基体的受光面，提高了太阳能电池的光电转换效率
。
[0010]进一步优选地，所述铜电镀液包括的组分及其质量浓度为：硫酸铜
100
～
200g/L
，
硫酸
50
～
100g/L
，结构导向剂
0.5
～
15g/L
，催化剂
0.2
～
10g/L
，消泡剂
0.2
～
10g/L
，水为溶剂
。
[0011]进一步优选地，所述催化剂包括
2,4
‑
噻唑烷二酮
、
环己烯中的一种或几种
。
在铜电镀液中添加催化剂，可以加速电镀过程，减少电镀时间，增加太阳能电池的产能
。
[0012]进一步优选地，所述消泡剂包括聚二甲基硅氧烷
、
乙二醇硅氧烷
、
烷基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚
、
月桂醇聚氧乙烯醚中的一种或几种
。
在电镀过程中，阴极除了铜离子的还原反应之外，还有水电离产生氢气
。
氢气生成后以起泡的形式附着在基体表面，减少电镀液与基体的接触，进而降低电镀的速率
。
在铜电镀液中添加消泡剂，可以快速消除氢气产生的起泡，减少气泡对反应速率的影响
。
[0013]第二方面，一种太阳能电池的电镀方法，所述电镀方法包括以下步骤：
[0014]在硅片表面沉积铜种子层；
[0015]在铜种子层的表面涂布掩膜层；
[0016]对目标区域去除掩膜层，形成开口；
[0017]将设有开口的硅片放入上述铜电镀液中，在开口处通过电镀在铜种子层上形成铜栅线，所述铜栅线的横截面的最大宽度与开口等宽
。
[0018]优选地，所述铜栅线横截面的高宽比为1：
(1
～
1.2)。
[0019]进一步优选地，所述铜栅线横截面的高宽比为1：1，所述铜栅线横截面呈正方形
。
[0020]优选地，在硅片表面沉积铜种子层包括：采用原子层沉积工艺，在硅片表面均匀沉积厚度为
20
～
120nm
的铜种子层
。
利用原子层沉积工艺可以使铜原子一层一层均匀的沉积，铜原子规则排列，得到单晶铜薄膜，单晶铜薄膜可作为各向异性方式沉积的基础，结构导向剂选择性的将铜原子吸附在晶面上，进而使铜原子定向沉积生长成具有矩形截面的铜栅线
。
并且在硅片表面沉积铜种子层，能够加强铜与硅片间的结合力
。
[0021]优选地，所述掩膜层厚度为1～5μ
m。
掩膜材料采用光刻胶或者油墨
。
由于光刻胶和油墨成本较高，将掩膜层厚度设置为1～5μ
m
，实现掩膜作用的同时，降低生产成本
。
[0022]优选地，电镀过程中电流密度为
1.5
～
2.5ASD
，电镀时长为
10
～
15min。
[0023]第三方面，一种太阳能电池，所述太阳能采用上述太阳能电池的电镀方法制备得到
。
所述太阳能电池上铜栅线的高宽比为
1:(1
～
1.2)。
[0024本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种铜电镀液，其特征在于：所述铜电镀液包括的组分及其质量浓度为：硫酸铜
15
～
250g/L
，硫酸
10
～
100g/L
，结构导向剂
0.2
～
20g/L
，催化剂
0.2
～
10g/L
，消泡剂
0.2
～
10g/L
，水为溶剂；其中，结构导向剂包括顺式油基伯胺
、
十六烷基胺
、
乙二氨
、
乙二醇
、
聚乙烯吡咯烷酮中的一种或几种
。2.
根据权利要求1所述的铜电镀液，其特征在于：所述铜电镀液包括的组分及其质量浓度为：硫酸铜
100
～
200g/L
，硫酸
50
～
100g/L
，结构导向剂
0.5
～
15g/L
，催化剂
0.2
～
10g/L
，消泡剂
0.2
～
10g/L
，水为溶剂
。3.
根据权利要求1所述的铜电镀液，其特征在于：所述催化剂包括
2,4
‑
噻唑烷二酮
、
环己烯中的一种或几种
。4.
根...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅建奇，孟飞，杨阳，
申请(专利权)人：库特勒自动化系统苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：