CN106103812B - 使用光诱导镀和正向偏压镀二者的太阳能电池基板电镀装置 - Google Patents
使用光诱导镀和正向偏压镀二者的太阳能电池基板电镀装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种使用作为要被电镀的对象的单面光接收型太阳能电池基板或双面光接收型太阳能电池基板的光诱导镀和正向偏压镀二者的太阳能电池基板电镀装置，并且提供了一种使用光诱导镀和正向偏压镀二者的太阳能电池基板电镀装置，该太阳能电池基板电镀装置包括：电镀槽，其容纳电镀液；多个辊单元，其以预定间隔分开布置以在所述基板的一个表面被浸入所述电镀液中的状态下水平移动所述基板；第一电镀单元，其被布置在所述辊单元之间，并且通过在所述电镀液中在密封状态下向所述基板发射光来执行光诱导镀；以及第二电镀单元，其被浸入所述电镀液中以便经由布置在所述第一电镀单元的底部的阳极构件对所述太阳能电池基板执行所述正向偏压镀。
Description
技术领域
在此公开的本发明涉及用于在制造太阳能电池时在基板上形成电路的电镀装置，并且更具体地，涉及能够将光诱导镀(Light Induced Plating:LIP)与正向偏压镀(Forward Bias Plating)结合的太阳能电池基板电镀装置。
背景技术
在基板上形成电路以制造太阳能电池。形成电路的技术可以被分为丝网印刷方法和电镀方法。丝网印刷方法是使用银膏的印刷方法。因为价格竞争力由于银(Ag)的成本增加而下降并且电转换效率由于由构成银膏的外来杂质(诸如，粘合剂和玻璃珠)引起的导电性下降而具有限制，所以近年来正在积极研究使用电镀的工艺方法。
因为在没有形成晶种层时电镀是困难的，所以需要在电镀工艺之前在基板上形成导电层。因此，首先执行使用光诱导镀(LIP)的电镀工艺，并且执行电镀。然而，因为在单独的装置中独立地且分别地执行上述工艺，所以这些工艺的成本和时间增加。
本发明的发明人在韩国专利公开No.10-2013-0084373中已经提出了一种将电镀与光诱导镀结合的电镀装置。然而，该专利文件涉及一种在基板的两个表面上将电镀与光诱导镀结合的方法，并且具有从光诱导镀的光源照射的光被用于电镀的阳极构件阻挡的问题。换言之，可能不能均匀地保持照射到基板的表面的光的量。在该专利文件中，已经采用机械驱动机构来解决上述问题。然而，当不使用上述机构并且仅基板的一个表面而不是两个表面被电镀时，可能难以使用该专利文件的解决方案。
因此，本发明的发明人通过长期的研究工作已经完成本发明以改善该专利文件的上述问题。
发明内容
技术问题
本发明的目的是提供一种能够在对单面光接收型太阳能电池基板或双面光接收型太阳能电池基板的一个表面进行电镀时在一个装置中将光诱导镀与正向偏压镀有效地结合的装置。
另外，本发明的另一个目的是提出一种在对基板的一个表面进行电镀时能够从根本上排除通过将不必被电镀的另一个表面浸入电镀液而产生的电转换效率的降低的解决方案。通过上述解决方案，可以使用大容量生产设备以进一步改善太阳能电池的经济特性。
另外，在从以下详细描述和效果很容易地推导出的范围内，额外地考虑了在此未描述的本发明的其它目的。
技术方案
本发明的实施方式提供了一种太阳能电池基板电镀装置，该太阳能电池基板电镀装置在作为要被电镀的对象的太阳能电池基板上将光诱导镀与正向偏压镀结合，所述太阳能电池基板电镀装置包括：电镀槽，所述电镀槽容纳电镀液；多个辊单元，所述多个辊单元彼此间隔开预定间隔以在所述太阳能电池基板的一个表面被浸入所述电镀液中的状态下水平移动所述太阳能电池基板；第一电镀单元，所述第一电镀单元被设置在所述多个辊单元之间以在所述第一电镀单元在所述电镀液中被密封的状态下向所述太阳能电池基板照射光，从而执行所述光诱导镀；以及第二电镀单元，所述第二电镀单元经由被浸入所述电镀液中并被设置在所述第一电镀单元下方的阳极构件对所述太阳能电池基板执行所述正向偏压镀。
在一些实施方式中，所述第一电镀单元可以包括：光源部件，所述光源部件包括在所述太阳能电池基板的水平移动方向上彼此间隔开预定间隔的多个LED；以及光源容纳管，所述光源容纳管由透明材料制成以密封所述光源部件。
在其它实施方式中，所述第二电镀单元可以包括：阴极构件，所述阴极构件连接至所述阳极构件并且被设置在所述第一电镀单元上方；以及载流部件，所述载流部件被设置在所述阴极构件和所述辊单元之间以从所述阴极构件向在所述辊单元上水平移动的所述太阳能电池基板传输电流。
在另一些实施方式中，载流部件可以包括多条电线，所述多条电线中的每一条电线具有与所述太阳能电池基板接触的U状的端部。
在其它一些实施方式中，载流部件在垂直高度上是可调节的。
在又一些实施方式中，太阳能电池基板电镀装置还可以包括控制单元，所述控制单元连接至所述第一电镀单元以控制到光源部件的电力供应或者连接至所述第二电镀单元以控制电流的流动。
在进一步的实施方式中，电镀槽可以被分为浸渍区域和非浸渍区域，在所述浸渍区域中，所述辊单元和所述阳极构件被浸入所述电镀液中，并且所述太阳能电池基板电镀装置还可以包括高度调节板，所述高度调节板被设置在所述浸渍区域与所述非浸渍区域之间的边界上以调节所述浸渍区域中的所述电镀液的高度。
在又进一步的实施方式中，高度调节板在垂直高度上可以是可调节的。
在更进一步的实施方式中，太阳能电池基板电镀装置还可以包括屏蔽板，该屏蔽板被设置在所述第一电镀单元与所述第二电镀单元之间并且具有在所述屏蔽板中限定的多个孔以调节在所述太阳能电池基板的表面上和所述阳极构件的表面上产生的漂移。
有益效果
根据本发明，因为在一个电镀装置中选择性地执行LIP型电镀和FBP型电镀，所以可以减少用于制造太阳能电池的时间和成本。
另外，当太阳能电池基板的一个表面被电镀时，可以从根本上排除通过将不必被电镀的另一表面浸入电镀液中而产生的电转换效率的降低，以进一步提高作为大容量生产设备的太阳能电池基板电镀装置的经济效益。
虽然在本发明的说明书中没有具体提及效果，但是由本发明的技术特征所预料到的潜在效果可以被认为是本发明的说明书中描述的效果。
附图说明
图1是示出根据本发明的实施方式的将光诱导镀与正向偏压镀结合的太阳能电池基板电镀装置的示意性构造的示意图。
图2是示出根据本发明的实施方式的将光诱导镀与正向偏压镀结合的太阳能电池基板电镀装置的前视图。
图3是示出根据本发明的实施方式的将光诱导镀与正向偏压镀结合的太阳能电池基板电镀装置的侧视图。
图4是示出根据本发明的实施方式的将光诱导镀与正向偏压镀结合的太阳能电池基板电镀装置的第一电镀单元的图。
图5是示出根据本发明的实施方式的将光诱导镀与正向偏压镀结合的太阳能电池基板电镀装置的载流部件的图。
图6是示出根据本发明的实施方式的将光诱导镀与正向偏压镀结合的太阳能电池基板电镀装置的辊单元的图。
图7是示出根据本发明的实施方式的将光诱导镀与正向偏压镀结合的太阳能电池基板电镀装置的屏蔽板的图。
具体实施方式
在本发明的下面描述中，对于本领域技术人员来说显而易见的已知功能和构造的详细描述在其可能不必要地使本发明的主题相当不清楚时将被省略。
应当理解，虽然本文使用了术语第一和第二来描述各个元件，但是这些元件不应被这些术语限制。这些术语仅用于将一个组件与另一个组件区分开。
在下面的描述中，技术术语仅被用于解释具体的示例性实施方式而不限制本发明。除非另有相反的说明，否则单数形式的术语可以包括复数形式。“包括”或“包含”的含义指定说明书中的属性、数量、步骤、过程、元件、组件或它们的组合，但并不排除其它属性、数量、步骤、过程、元件、组件或它们的组合。
在下文中，参照附图更详细地描述根据本发明的将光诱导镀与正向偏压镀结合的太阳能电池基板电镀装置，并且在描述附图时，相同或对应的组件被给予相同的附图标记，并且将省略其重复描述。
图1是示出根据本发明的实施方式的将光诱导镀与正向偏压镀结合的太阳能电池基板电镀装置的示意性构造的示意图。图2是示出根据本发明的实施方式的除了控制单元之外的装置的前视图，并且图3是示出图2中的装置的侧视图。
参照图1至图3，根据本发明的实施方式的将光诱导镀与正向偏压镀结合的太阳能电池基板电镀装置可以将光诱导镀(LIP)与正向偏压镀结合，并且包括电镀槽100、多个辊单元500、第一电镀单元300和第二电镀单元。为了解决仅电镀一个表面是必要的以及由于光源被阳极构件110阻挡而使照射到基板的光L的量不均匀的传统问题，本发明包括当多个辊单元500水平地移动基板时对仅表面中的一个表面进行电镀的构造。另外，光源被设置在辊500之间，并且同时，阳极构件110被设置在光源的后侧。
根据本发明的将光诱导镀与正向偏压镀结合的太阳能电池基板电镀装置可以仅电镀太阳能电池基板的一个表面以基本上排除通过将不必被电镀的另一表面浸渍而产生的电转换效率的降低，从而作为大容量生产设备进一步提高经济效益。另外，由于用于光诱导镀的光源被设置在基板与阳极构件110之间，所以从光源照射的光可以被均匀地传输至基板的作为要被电镀的对象的表面而不会被其它构件中断。
电镀槽100容纳电镀液，并且多个辊单元500、第一电镀单元300和第二电镀单元的阳极构件110被浸入电镀液中。多个辊单元500在基板的移动方向上彼此间隔开预定间隔。也就是说，多个辊单元500彼此间隔开预定间隔，并且基板被设置在上述辊单元上。这里，多个辊单元500当在多个辊单元500被浸入电镀液中的状态下旋转时水平地移动放置在其上的基板。
根据本发明的将光诱导镀与正向偏压镀结合的太阳能电池基板电镀装置还可以包括高度调节板200，该高度调节板200用于调节电镀槽100内的浸渍区域中的电镀液的高度。电镀槽100被分为浸渍区域和非浸渍区域。辊单元500、阳极构件110和第一电镀单元300被浸入浸渍区域中的电镀液中。非浸渍区域可以设置在浸渍区域外部，并且用于调节电镀液高度的高度调节板200可以被设置在浸渍区域与非浸渍区域之间的边界上。高度调节板200可垂直移动，从而当降低高度调节板200时，在浸渍区域中的电镀液溢出高度调节板200以移动到非浸渍区域中，由此降低浸渍区域中电镀液的高度。另外，当增加高度调节板200的高度时，浸渍区域中的电镀液的高度对应于高度调节板200的高度而增加。这里，从外部供应电镀液以填补电镀槽100。理想地，高度调节板200的最大高度可以与辊单元500的最上部的高度相同或稍低于辊单元500的最上部的高度。如上所述，高度调节板200的最大高度可以被调节成调节电镀槽100中的电镀液的水平面。也就是说，在电镀液的水平面在沉积基板的一个表面时太高的情况下，辊单元500可以被完全浸入以将电镀液扩散到设置在辊单元上的基板的上部，并且当电镀液的水平面太低时，电镀液可能不能被均匀沉积至基板。通过使用根据本发明的高度调节板可以解决上述问题。
图4是示出根据本发明的实施方式的将光诱导镀与正向偏压镀结合的太阳能电池基板电镀装置的第一电镀单元300的图。
参照图4，第一电镀单元300向基板照射光L以执行光诱导镀，并且包括含多个LED301的杆状光源部件以及用于容纳所述光源部件的光源容纳管302。多个LED 301在基板的水平移动方向上分别布置在多个辊单元之间，并且从多个LED 301发出的光L被照射到基板以对所述基板执行光诱导镀。这里，多个LED 301被密封在光源容纳管302中，以将包括多个LED 301的光源部件与电镀液物理地分离。也就是说，光源部件被设置在光源容纳管302中。另外，光源容纳部件理想地由透明材料制成，以向基板透射从光源部件发出的光L。
也就是说，具有耐化学药品特性的透明材料(诸如，玻璃、钢化玻璃、聚碳酸酯)被用于使由光L的透射引起的效果最小化。另外，能够在LED灯301损坏或破损时为了维修和更换而打开/关闭的盖可以被安装在光源容纳管302的纵向方向上的一端上。另外，光源容纳管的O形环303可以被安装在光源容纳管302的打开/关闭部分上，以防止电镀化学制剂被引入到光源容纳管302中。这里，光源容纳管的O形环303可以由耐化学药品的材料(诸如，氟橡胶、软聚乙烯和软橡胶)制成，以防止电镀化学制剂被引入。
另外，根据本发明的优选实施方式，LED灯301理想地分别按照一行被布置在PCB上，以易于安装和管理所述多个光源。另外，在PCB被密封在透明光源容纳部件中的状态下，可以以预定间隔在水平方向上以与灯布置方向呈90°角布置PCB。换言之，在密封状态下可以将光源布置成水平矩阵，并且因此，可以向基板照射均匀的光L。
第二电镀单元经由阳极构件110对基板执行正向偏压镀。第二电镀单元包括阳极构件110、阴极构件、用于电力供应的电源部件以及载流部件400。阳极部件110被浸入电镀液中以将从电源部件提供的电流放电，阳极部件110执行氧化反应。从电源部件提供的电流通过阳极构件110和电镀液，并且然后被传输到基板，以对基板执行电镀，并且通过基板的电流顺序通过载流部件400和阳极构件，并且然后循环到电源部件。
图5是示出根据本发明的实施方式的将光诱导镀与正向偏压镀结合的太阳能电池基板电镀装置的载流部件400的图。参照图2和图5，载流部件400具有设置在辊单元500之间的端部。载流部件400包括多条电线，并且所述多条电线不与辊单元500接触，以与水平移动的基板接触，从而使电流从阴极构件将向基板传输。这里，所述电线的与基板接触的端部可以具有U状。由于电线的端部具有U状，所以所述电线可以平稳地帮助基板的传送并且防止基板被划伤。这里，电线理想地可以由诸如不锈钢、铜(Cu)或碳的材料制成以使电阻最小化。
另外，载流部件400在垂直高度上是可调节的。也就是说，当载流部件400的高度低时，电线的端部被浸入电镀液中以使电线被电镀液污染并且因此将污染扩散到基板的后表面。另外，当载流部件400的高度太高时，后表面可能没有被电连接。可以通过应用高度调节结构来解决上述问题。
图6是示出根据本发明的实施方式的将光诱导镀与正向偏压镀结合的太阳能电池基板电镀装置的辊单元500的图。参照图6，在根据本发明的辊单元500中，由于应用辊单元的O形环501以仅沉积基板的一个表面，所以沾在O形环上的溶液与基板的下部接触，以在有利于电镀液的粘性的情况下均匀地沉积基板的仅一个表面。另外，辊单元的O形环501可以防止基板被由溶液的粘性引起的向下拉的力损坏。这里，O形环由具有耐化学药品特性的材料(诸如，氟橡胶、软聚丙烯、软聚乙烯和软橡胶)制成。另外，参照图6，辊单元500可以被联接至用于接收外部电力以旋转辊单元500的驱动部件502。辊单元500也通过驱动部件502的旋转而旋转。
图7是示出根据本发明的实施方式的将光诱导镀与正向偏压镀结合的太阳能电池基板电镀装置的屏蔽板140的图。参照图7，根据本发明的优选实施方式，透明屏蔽板140可以被安装在电镀装置中。透明屏蔽板140用于保护被施加到要被电镀的对象上的金属镀膜的均匀性。电流通过在电镀工艺期间产生的电场的漂移可以被集中于角落和边缘部分上。屏蔽板140可以帮助防止电流的部分从此通过。屏蔽板140由诸如聚碳酸酯、PVC和压克力(acryl)的透明材料制成，以调节在作为要被电镀的对象的太阳能电池基板的表面上和阳极构件110的表面上产生的漂移。另外，因为多个孔141被限定在屏蔽板140中，所以电镀液从下侧通过孔141朝向基板向上移动。因此，电镀液的搅拌速度可以部分地被调节。
在下文中，将描述使用上述电镀装置对基板进行电镀的方法。在电镀太阳能电池基板的工艺中，理想地在基板的表面上形成晶种层，以实现膜的均匀涂覆特性以及优异的层间粘合力。为此，可以通过开启设置在电镀槽100的中心部分上的LED灯光源并且朝向作为要被电镀的对象的基板(所述基板的一个表面被水平浸入电镀槽100的上部中)照射光L来执行光诱导镀，或通过关闭LED灯光源并且提供电流来执行正向偏压镀。因此，可以在晶圆的一个表面上形成晶种层，以提高晶圆表面的导电性。
参照图1，根据本发明的将光诱导镀与正向偏压镀结合的太阳能电池基板电镀装置还可以包括控制单元。该控制单元可以被联接至第一电镀单元300的电源部件和第二电镀单元的电源部件中的每个电源部件，以控制第一电镀单元300和第二电镀单元的电源部件。由控制方案驱动的控制单元(在该控制方案中安装计算机和计算机程序)控制每个电源部件，以选择性地操作第一电镀单元300或第二电镀单元或将第一电镀单元300与第二电镀单元结合。
联接至根据本发明的电镀装置的控制单元可以进行控制以选择性地执行LIP电镀或FBP电镀，并且也控制电镀装置的组件以将LIP电镀与FBP电镀结合。特别是，当操作电镀槽100时，控制单元可以在设计范围内驱动传送速度、电流、光L的强度以及温度。
另外，根据本发明，由于只有基板的一个表面被浸入电镀槽100的上部，所以在无需对基板的两个表面进行掩模处理(masking treatment)的情况下执行电镀。也就是说，通过在传统设备中重复掩模处理(例如，经由前表面掩模、后表面电镀、前表面掩模分离、后表面掩模、前表面电镀、以及然后的后表面掩模分离的工艺)两次完成的产品可以通过简化的工艺来生产而无需掩模处理，并且可以按线执行电镀工艺。
另外，应当仅以描述性意义而不是限制的目的来考虑优选实施方式，并且本发明的技术范围也不限于这些实施方式。此外，应当理解，本发明的保护范围不受限于在本发明的技术领域中的显而易见的修改或替换。
[附图标记说明]
L：光
100：电镀槽
110：阳极构件
140：屏蔽板
141：孔
200：高度调节板
300：第一电镀单元
301：LED
302：光源容纳管
303：光源容纳管的O形环
400：载流部件
500：辊单元
501：辊单元的O形环
502：驱动部件
Claims (8)
1.一种太阳能电池基板电镀装置，该太阳能电池基板电镀装置在作为要被电镀的对象的太阳能电池基板上将光诱导镀与正向偏压镀结合，所述太阳能电池基板电镀装置包括：
电镀槽，所述电镀槽容纳电镀液；
多个辊单元，所述多个辊单元彼此间隔开预定间隔以在所述太阳能电池基板的一个表面被浸入所述电镀液中的状态下水平移动所述太阳能电池基板；
第一电镀单元，所述第一电镀单元被设置在所述多个辊单元之间以在所述第一电镀单元在所述电镀液中被密封的状态下向所述太阳能电池基板照射光，从而执行所述光诱导镀；以及
第二电镀单元，所述第二电镀单元经由被浸入所述电镀液中并被设置在所述第一电镀单元下方的阳极构件对所述太阳能电池基板执行所述正向偏压镀，
其中，所述电镀槽被分为浸渍区域和非浸渍区域，在所述浸渍区域中，所述辊单元和所述阳极构件被浸入所述电镀液中，并且
所述太阳能电池基板电镀装置还包括高度调节板，所述高度调节板被设置在所述浸渍区域与所述非浸渍区域之间的边界上以调节所述浸渍区域中的所述电镀液的高度。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池基板电镀装置，其中，所述第一电镀单元包括：
光源部件，所述光源部件包括在所述太阳能电池基板的水平移动方向上彼此间隔开预定间隔的多个LED；以及
光源容纳管，所述光源容纳管由透明材料制成以密封所述光源部件。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池基板电镀装置，其中，所述第二电镀单元包括：
阴极构件，所述阴极构件连接至所述阳极构件并且被设置在所述第一电镀单元上方；以及
载流部件，所述载流部件被设置在所述阴极构件和所述辊单元之间以从所述阴极构件向在所述辊单元上水平移动的所述太阳能电池基板传输电流。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池基板电镀装置，其中，所述载流部件包括多条电线，所述多条电线中的每一条电线具有与所述太阳能电池基板接触的U状的端部。
5.根据权利要求4所述的太阳能电池基板电镀装置，其中，所述载流部件在垂直高度上是能够调节的。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池基板电镀装置，所述太阳能电池基板电镀装置还包括控制单元，所述控制单元连接至所述第一电镀单元以控制到光源部件的电力供应或者连接至所述第二电镀单元以控制电流的流动。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池基板电镀装置，其中，所述高度调节板在垂直高度上是能够调节的。
8.根据权利要求1所述的太阳能电池基板电镀装置，所述太阳能电池基板电镀装置还包括屏蔽板，该屏蔽板被设置在所述第一电镀单元与所述第二电镀单元之间并且具有在所述屏蔽板中限定的多个孔以调节在所述太阳能电池基板的表面上和所述阳极构件的表面上产生的漂移。
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