CN110676349B - 一种电镀金属化电极的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种电镀金属化电极的制备方法，包括在待电镀金属化对象的背面制备具有欧姆接触的背面金属化电极；在所述待电镀金属化对象的正面的待制作正面金属化电极的区域开槽去除钝化介质层；对所述开槽位置的损伤进行氢钝化；将所述待电镀金属化对象放入电镀液中，对所述背面金属化电极通电，在正面的开槽内沉积金属，形成正面金属化电极。上述电镀金属化电极的制备方法，能够降低光伏电池金属化用料成本，提高电池片良率，提升光伏电池的转换效率。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池技术领域，特别是涉及一种电镀金属化电极的制备方法。
背景技术
随着环境问题的日益加剧，光伏发电技术越来越受到人们的关注，其中晶硅太阳能电池是性能稳定且市场占有率最高的光伏电池，其技术的更新和发展受到研究人员的广泛关注。
对于目前太阳能晶硅电池来说，其制备金属化电极的主流方法为丝网印刷，匹配丝网印刷的浆料主要为金属浆料，但其存在如下缺点：(1)丝网印刷使用网版印刷，网版存在一定的使用寿命，属于易耗品，并且网版价格较高，可替代网版的低成本材料较少且效果很差，不利于太阳能电池降低成本；(2)丝网印刷金属化电极匹配的成熟浆料主要为银浆和银铝浆，使用银的成本占太阳能电池成本的很大一部分，同样不利于太阳能电池降低成本；(3)丝网印刷时，由于采用浆料和网版印刷，易出现浆料干结和网版堵塞的情况，导致印刷不良，降低电池片良率；(4)丝网印刷受到浆料和网版性质的限制，目前印刷栅线宽度为40微米至45微米，不易细化栅线，会严重影响后续的金属化优化和电池效率的进一步提升。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种电镀金属化电极的制备方法，能够降低光伏电池金属化用料成本，提高电池片良率，提升光伏电池的转换效率。
本发明提供的一种电镀金属化电极的制备方法，包括：
在待电镀金属化对象的背面制备具有欧姆接触的背面金属化电极；
在所述待电镀金属化对象的正面的待制作正面金属化电极的区域开槽去除钝化介质层；
对所述开槽位置的损伤进行氢钝化；
将所述待电镀金属化对象放入电镀液中，对所述背面金属化电极通电，在正面的开槽内沉积金属，形成正面金属化电极。
优选的，在上述电镀金属化电极的制备方法中，在所述待电镀金属化对象的背面利用蒸镀方式制备具有欧姆接触的背面金属化电极。
优选的，在上述电镀金属化电极的制备方法中，在所述待电镀金属化对象的正面的待制作正面金属化电极的区域利用激光进行开槽。
优选的，在上述电镀金属化电极的制备方法中，利用光退火的方式或者利用混合气体退火的方式对所述开槽位置的损伤进行氢钝化。
优选的，在上述电镀金属化电极的制备方法中，利用电镀设备中的导电电刷对所述背面金属化电极通电。
优选的，在上述电镀金属化电极的制备方法中，对所述背面金属化电极通电的电流密度为200mA/cm2至700mA/cm2。
优选的，在上述电镀金属化电极的制备方法中，在50摄氏度至150摄氏度的所述电镀液中，对所述背面金属化电极通电。
优选的，在上述电镀金属化电极的制备方法中，所述在正面的开槽内沉积金属包括：
在底层沉积金属镍；
在中层沉积金属铜；
在上层沉积金属银。
通过上述描述可知，本发明提供的上述电镀金属化电极的制备方法，由于先在待电镀金属化对象的背面制备具有欧姆接触的背面金属化电极；然后在所述待电镀金属化对象的正面的待制作正面金属化电极的区域开槽去除钝化介质层；再对所述开槽位置的损伤进行氢钝化；最后将所述待电镀金属化对象放入电镀液中，对所述背面金属化电极通电，在正面的开槽内沉积金属，形成正面金属化电极，因此能避免大量的使用银，降低光伏电池金属化用料成本，而且由于避免了丝网印刷工艺的使用，因此提高了电池片良率，提升光伏电池的转换效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请提供的一种电镀金属化电极的制备方法的示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种电镀金属化电极的制备方法，能够降低光伏电池金属化用料成本，提高电池片良率，提升光伏电池的转换效率。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请提供的一种电镀金属化电极的制备方法的实施例如图1所示，图1为本申请提供的一种电镀金属化电极的制备方法的示意图，该方法包括如下步骤：
S1：在待电镀金属化对象的背面制备具有欧姆接触的背面金属化电极；
需要说明的是，可以取钝化后待电镀金属化的对象，这可以是用于制作P型光伏电池的硅片，也可以是用于制作N型光伏电池的硅片，而且该方法是先制作背面金属化电极，这是与现有的直接印刷正面电极是有本质不同的。
S2：在待电镀金属化对象的正面的待制作正面金属化电极的区域开槽去除钝化介质层；
具体的，这里的开槽的步骤就是为了去除表面的钝化介质层，为后续该区域制作正面金属电极做准备。
S3：对开槽位置的损伤进行氢钝化；
该步骤的目的是将开槽后产生的损伤进行钝化，避免在后续电镀过程中产生不良。
S4：将待电镀金属化对象放入电镀液中，对背面金属化电极通电，在正面的开槽内沉积金属，形成正面金属化电极。
具体而言，就是向背面金属化电极提供电流，在电池正面的开槽的位置的表面失电子，电镀液内的金属离子得到电子，从而在电池表面沉积金属，形成正面金属电极。
通过上述描述可知，本申请提供的上述电镀金属化电极的制备方法的实施例中，由于先在待电镀金属化对象的背面制备具有欧姆接触的背面金属化电极；然后在待电镀金属化对象的正面的待制作正面金属化电极的区域开槽去除钝化介质层；再对开槽位置的损伤进行氢钝化；最后将待电镀金属化对象放入电镀液中，对背面金属化电极通电，在正面的开槽内沉积金属，形成正面金属化电极，因此能避免大量的使用银，降低光伏电池金属化用料成本，而且由于避免了丝网印刷工艺的使用，因此提高了电池片良率，提升光伏电池的转换效率。
在一个电镀金属化电极的制备方法的具体实施例中，可以在待电镀金属化对象的背面利用蒸镀方式制备具有欧姆接触的背面金属化电极，具体而言，就是将待成膜的物质置于真空中进行蒸发或升华，使之在待电镀金属化对象的表面析出，从而制作出背面金属化电极，当然还可以根据实际需求选用其他的方式，只要能替代丝网印刷即可，就可以避免丝网印刷方式的缺点。
在另一个电镀金属化电极的制备方法的具体实施例中，在待电镀金属化对象的正面的待制作正面金属化电极的区域利用激光进行开槽，这种激光开槽的方式更加精准，而且工艺成熟，能够进一步提高产品质量。
在又一个电镀金属化电极的制备方法的具体实施例中，可以利用光退火的方式或者利用混合气体退火的方式对开槽位置的损伤进行氢钝化，具体而言，光退火主要是利用电池表面沉积的介质层中的氢，使其在光照和加热的条件下向电池片内运动，从而钝化硅片内的损伤，而混合气体退火主要使用含氢气体，硅片在含氢气氛下退火，利用氢元素钝化硅片内损伤，这两种方式都可以形成更好的氢钝化效果，可以根据实际需要来选取合适的方式，或者还可以选用其他可行的方式，此处并不限制。采用氢钝化的方法修复损伤，可降低开槽区域的复合，进一步提高电池的开路电压。
在电镀金属化电极的制备方法的一个优选实施例中，可以利用电镀设备中的导电电刷对背面金属化电极通电，具体而言，对机台加电压，电刷直接接触电池背面电极，电池正面与电镀液接触，激光开孔处导电，在电池正面的激光开孔处表面失电子，电镀液内的金属离子得到电子，从而形成电流回路，这里的电刷数量可根据实际情况增减，优选为在每片电池背面设置两个电刷。具体而言，可以对背面金属化电极通电的电流密度为200mA/cm2至700mA/cm2。而且，在进一步的实施例中，可以具体在50摄氏度至150摄氏度的电镀液中，对背面金属化电极通电，可见该实施例相对于现有技术中700摄氏度至850摄氏度的例子来说，避免了高温下金属向电池内的扩散，从而降低电池金属化区域的复合，能够进一步提高电池的开路电压。
在另一个电镀金属化电极的制备方法的优选实施例中，在正面的开槽内沉积金属可以包括如下步骤：先在底层沉积金属镍；再在中层沉积金属铜；最后在上层沉积金属银，最底层的金属镍主要与电池表面形成良好的欧姆接触，同时保证金属电极和硅片表面的拉脱力在合理范围内；中间层使用低成本，低电阻率的金属铜，保证金属电极横向电阻率较低；上层的金属银为不易被氧化和腐蚀的稳定金属，用于保护整个金属电极，需要说明的是，这只是其中一个优选方案，还可以根据实际需要选择其他类型的金属组合，此处并不做限制。
利用上述电镀方式制作的金属化电极可制备更细的栅线，进一步降低电池正面的遮光，提升电池的短路电流。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (3)
1.一种光伏电池的电镀金属化电极的制备方法，其特征在于，包括：
在待电镀金属化对象的背面制备具有欧姆接触的背面金属化电极；
在所述待电镀金属化对象的正面的待制作正面金属化电极的区域开槽去除钝化介质层；
利用光退火的方式对所述开槽位置的损伤进行氢钝化，所述光退火的方式是利用电池表面沉积的介质层中的氢，使氢在光照和加热的条件下向电池片内运动，钝化硅片内的损伤；
将所述待电镀金属化对象放入50摄氏度至150摄氏度的电镀液中，对所述背面金属化电极通电，在正面的开槽内沉积金属，形成正面金属化电极；
所述在正面的开槽内沉积金属包括：在底层沉积金属镍；在中层沉积金属铜；在上层沉积金属银；
在所述待电镀金属化对象的背面利用蒸镀方式制备具有欧姆接触的背面金属化电极；
在所述待电镀金属化对象的正面的待制作正面金属化电极的区域开槽是利用激光进行开槽。
2.根据权利要求1所述的光伏电池的电镀金属化电极的制备方法，其特征在于，利用电镀设备中的导电电刷对所述背面金属化电极通电。
3.根据权利要求1所述的光伏电池的电镀金属化电极的制备方法，其特征在于，对所述背面金属化电极通电的电流密度为200mA/cm2至700mA/cm2。
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