CN112126966A - 晶体硅太阳电池电极的电镀装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种晶体硅太阳电池电极的电镀装置，包括电镀槽；花篮可取出的设置于电镀槽内，花篮具有多个竖向设置的电池片容槽，金属电极位于电镀槽内，金属电极与电池片容槽平行且一一对应，金属电极电连接电镀电源的正极，电镀槽的上方设置有支撑杆，支撑杆上连接有多个固定单元，各固定单元包括伸入电镀槽内的夹持件，电池片容槽与夹持件一一对应，夹持件具有开口朝向电池片容槽的夹槽，夹槽内具有用于将待电镀电池片抵压在夹槽内且电连接待电镀电池片的弹性导电元件，弹性导电元件与电镀电源的负极电连接。在电镀时通过多个固定单元来一一对应连接多片待电镀电池片，防止电镀时电镀片漂浮移动，以保证电镀质量，提高生产效率。
Description
技术领域
本发明一般涉及太阳能电池制作技术领域，具体涉及一种晶体硅太阳电池电极的电镀装置。
背景技术
晶体硅太阳电池由于其能量转换效率高是目前市场占有率最高的太阳能电池。如何提高晶体硅太阳电池的光电转换效率的同时降低其生产成本是业界面临的最大难题。目前大规模的硅太阳电池制造中，通常采用丝网印刷方式来实现硅太阳电池的金属化制程，但丝网印刷的精度有限，印刷的电极形貌高低起伏，印刷烧结后电极拓宽较大，造成所形成的栅极高宽比较低，从而造成硅太阳电池受光面的有效受光面积减小，另外丝网印刷烧结的银浆电阻率在5×10-6～8×10-6Ωcm，远高于单体银的电阻率。
电镀金属电极具有更低的电阻率，典型的电镀铜的电阻率在2×10-6～3×10-6Ωcm。通过电镀或光诱导电镀可选择性地形成硅太阳电池的栅极，有效降低栅极遮光并有效降低栅极的电阻及硅太阳电池的串联电阻。目前利用化学镀和光诱导电镀技术取代传统的丝网印刷技术，通过电镀镍和铜形成均匀致密的镀层并能够得到好的效率。
现有商业化的太阳能电池电镀设备采用链式传输电镀，长达50米，占地面积大，阳极在电镀槽两侧与待电镀电池片垂直，一列待电镀电池片从电镀槽中间连续传输进行电镀，生产效率低，建造和维护成本高昂。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种生产效率高，的晶体硅太阳电池电极的电镀装置。
本发明提供一种晶体硅太阳电池电极的电镀装置。
一种晶体硅太阳电池电极的电镀装置，包括电镀电源、花篮、多个金属电极、支撑杆、固定单元及顶部开口的电镀槽；所述花篮可取出的设置于所述电镀槽内，所述花篮具有多个竖向设置的电池片容槽，所述电池片容槽的顶部设置有插装口，所述金属电极位于所述电镀槽内，所述金属电极与所述电池片容槽平行且一一对应，所述金属电极电连接所述电镀电源的正极，所述电镀槽的上方设置有支撑杆，所述支撑杆上连接有多个固定单元，各所述固定单元包括伸入所述电镀槽内的夹持件，所述电池片容槽与所述夹持件一一对应，所述夹持件具有开口朝向所述电池片容槽的夹槽，所述夹槽内具有用于将待电镀电池片抵压在所述夹槽内且电连接待电镀电池片的弹性导电元件，所述弹性导电元件与所述电镀电源的负极电连接。
上述方案，其采用大容量的花篮进行上下料，不需要对待电镀电池片进行链式传输，其在电镀过程中待电镀电池片不需要进行传送，相对于现有电镀装置，本方案的电镀装置其电镀槽的长度可以做的较短即满足电镀需要，因此占地面积小，电镀时每一与负极连接的夹持件连接一待电镀电池片，一般夹持件连接在待电镀电池片上专为电镀而形成的电触点上，待电镀电池片的数量根据夹持件的数量定，一般一次可以同时对数百片待电镀电池片同时进行电沉积，例如一次可以对400-500片待电镀电池片同时进行电沉积，生产效率高。此外，在电镀时通过多个固定单元来一一对应连接多片待电镀电池片，防止电镀时电池片漂浮无节制晃动，避免电池片与花篮磕碰，以保证电镀质量。
进一步地，所述夹持件包括连接座，所述连接座的同一侧间隔平行设置有第一固定板和第二固定板，所述第一固定板和所述第二固定板相对面之间形成所述夹槽。
进一步地，所述弹性导电元件为电触头，所述电触头与所述第一固定板活动配合，所述电触头位于所述夹槽内的一端具有轴向定位面，所述轴向定位面位于所述电触头在所述夹槽内的一端，所述电触头上穿装有弹簧，所述弹簧压装于所述轴向定位面与所述第一固定板之间。
进一步地，所述弹性导电元件为金属弹片，所述金属弹片与所述第一固定板固定连接，且自所述夹槽的开口至底部方向，所述金属弹片向所述第二固定板倾斜延伸。
进一步地，所述第二固定板朝向所述第一固定板的面上设置有凸起。
进一步地，所述电镀槽内设置有电解液循环单元。
进一步地，所述支撑杆沿水平方向延伸。
进一步地，所述夹持件与所述支撑杆转动连接，所述夹持件绕所述支撑杆的轴线的转动角度小于30°
进一步地，所述花篮为聚乙烯花篮、聚偏氟乙烯花篮或聚四氟乙烯花篮。
进一步地，所述电镀电源为直流电源或脉冲电源。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明实施例提供的晶体硅太阳电池电极的电镀装置的结构示意图；
图2为待电镀电池片的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的夹持件的结构示意图；
图4为本发明又一实施例提供的夹持件的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
如图1所示，本发明提供的晶体硅太阳电池电极的电镀装置，包括电镀电源、花篮2、多个金属电极5、支撑杆4、固定单元及顶部开口的电镀槽1。例如但不限于，电镀槽1为方形槽。电镀槽1内盛放电镀液，电镀液例如但不限于可以包括水溶性金属盐、缓冲剂，在电镀过程中，可以通过添加铜粉、镍粉、氧化铜粉、铜盐或镍盐到电镀槽1中以维持电解液的浓度稳定。
花篮2可取出的设置于电镀槽1内，花篮2具有多个竖向设置的电池片容槽，电池片容槽的顶部设置有插装口。在上料时，将待电镀电池片6从插装口插入到花篮2的电池片容槽内，每一电池片容槽插装一片电池片，在花篮2中装满电池片后，将花篮连同电池片一起放置到电镀槽1内以进行电镀，在电镀完成后再将花篮连同电池片一起从电镀槽1内取出。金属电极5位于电镀槽1内，金属电极5与电池片容槽平行，且电池片容槽与金属电极5一一对应，即有一个电池片容槽就对应的有一个金属电极5，有两个电池片容槽就对应的有两个金属电极5，以此类推。为了平衡产能及电镀质量，待电镀电池片6之间的距离一般在1cm-10cm。电池片容槽对待电镀电池片6起到一定的固定作用，防止电镀时待电镀电池片6因漂浮无节制移动而降低电镀效果的问题发生。
金属电极5例如但不限于为片状电极，电镀时，金属电极5浸在电镀液内。其中，金属电极5连接电镀电源的正极。在电镀槽1的上方设置有支撑杆4，支撑杆4上连接有多个固定单元3，固定单元3可以固定连接在支撑杆4上，也可以活动的连接在支撑杆4上。
固定单元3例如但不限于与杆状部件，各固定单元3包括伸入电镀槽1内的夹持件，电池片容槽与夹持件一一对应，即有一个电池片容槽就对应的有一个夹持件，有两个电池片容槽就对应的有两个夹持件，以此类推。夹持件具有开口朝向电池片容槽的夹槽，夹槽内具有用于将待电镀电池片6抵压在夹槽内且电连接待电镀电池片6的弹性导电元件，弹性导电元件与电镀电源的负极电连接。在电镀时，弹性导电元件紧紧的顶压在待电镀电池片6上的电触点7上。其中，根据电池的类型不同，待电镀电池片6的正面和/或背面局部形成有电触点7，单面电池就在单面形成电触点7，相应地在待电镀电池片6的一侧电镀生成栅线，若为双面电池，则在待电镀电池片6的两侧均形成电触点7，相应地在待电镀电池片6的两侧均电镀生成栅线。在双面均生产栅线时，可以同时使待电镀电池片6两侧的电触点7均连接负极，以同时进行电沉积。也可以仅使使待电镀电池片6一侧的电触点7连接负极，这种情况下，待电镀电池片6正面和背面沉积速率不一致，连接负极的一面电沉积速率快，另一侧电沉积速率慢，为使两侧电沉积厚度比较均一，在电镀一段时间后，将另一面的电触点7与负极连接。
电触点7通过烧结印刷的电极浆料形成，电触点7的形状包括但不限于条型、圆形、方形、字符形或任意不规则图形。
上述方案，不需要对待电镀电池片6进行链式传输，其可以采用大容量的花篮2进行上下料，其在电镀过程中待电镀电池片6不需要进行传送，相对于现有电镀装置，本方案的电镀装置其电镀槽1的长度可以做的较短即满足电镀需要，因此占地面积小，电镀时每一与负极连接的夹持件连接一待电镀电池片6，一般夹持件连接在待电镀电池片6上专为电镀而形成的电触点7上，待电镀电池片6的数量根据夹持件的数量定，一般一次可以同时对数百片待电镀电池片6同时进行电沉积，例如一次可以对400-500片待电镀电池片同时进行电沉积，生产效率高。上述方案，可以适用不需要制备种子层的电镀，简化了电极的制备工艺，解决了电池片不导电不能电镀的难题，电化学沉积金属层的反应简单，电解液的pH值高。
进一步地，如图3所示，夹持件包括连接座8，连接座8的同一侧间隔平行设置有第一固定板13和第二固定板9，第一固定板13和第二固定板9相对面之间形成夹槽。上述结构形成了U形部件，用来固定待电镀电池片6，具有结构简单，使用方便的优点。
进一步地，弹性导电元件为电触头12，例如但不限于电触头12为杆状部件，电触头12与第一固定板13活动配合，这里所指的活动配合既可以为滑动的方式、旋转的方式等。该实施例中以滑动配合的方式为例进行说明，第一固定板13上设置有一个通孔，电触头12插装在该通孔内实现与第一固定板13的滑动穿装配合。电触头12位于夹槽内的一端具有轴向定位面10，例如，在电触头12的一端设置一个半球形凸起，半球形凸起的直径大于电触头12其余部分的直径，则在半球形凸起与电触头12其余部分连接的位置处形成了一个台阶面，该台阶面为轴向定位面10，电触头12上穿装有弹簧11，弹簧11压装于轴向定位面与第一固定板13之间，在弹簧11的作用下，电镀时电触头12可以紧紧的顶在待电镀电池片6的电触点7上，实现电触头12与电触点7良好的电连接，电触头12通过导线14与电镀电源的负极连接。
作为另一种实现方式，如图4所示，弹性导电元件为金属弹片15，金属弹片15与第一固定板13固定连接，且自夹槽的开口至底部方向，金属弹片15向第二固定板9倾斜延伸。例如但不限于，金属弹片15一端固定在第一固定板13靠近夹槽边缘的位置，另一端向夹槽的底部悬伸，且金属弹片15向第二固定板9倾斜。夹槽的开口处尺寸最大，沿着金属弹片15往夹槽的底部尺寸越来越小，采用此种结构，可以比较容易的将待电镀电池片6卡在夹槽内，且靠着金属弹片15的弹力，一方面可以固定待电镀电池片6，另一方面金属弹片可以与待电镀电池片6的电触点7紧紧的顶在一起，实现良好的电接触。金属弹片15通过导线14与电镀电源的负极连接。
进一步地，为了提高夹持件连接电池片的可靠性，在第二固定板朝向第一固定板的面上设置有凸起。一般地，凸起正对电触头12或金属弹片15的末端，通过与凸起对应的电触头12或金属弹片15来稳固的加紧电池片。
进一步地，为了提高电镀的质量及效率，电镀槽1还可以设置电解液循环单元和过滤单元(图中未示出)，以促使电解液的流动和浓度的均匀，以使最终形成的镀层均匀致密。电解液循环单元可以是泵式循环单元或搅拌式循环单元。过滤单元用于滤除电镀过程中形成的金属颗粒，防止其粘连在镀层上影响镀层的结晶的粒度，以提高镀层的细腻度。
进一步地，支撑杆4沿水平方向延伸。一般地，支撑杆4与顶部开口之间的距离要大于待电镀电池片6的竖向放置高度，以利于将待电镀电池片6放置于电镀槽1内并与夹持件连接。其连接过程可以是，先将待电镀电池片6通过花篮2竖直放置于电镀槽1内，然后向上移动待电镀电池片6，使其卡在夹持件的夹槽内。
作为其中一种可实现方式，夹持件与支撑杆4转动连接，夹持件绕支撑杆的轴线的转动角度小于30°，夹持件具有该小角度摆动范围，可以利于安装待电镀电池片6。此外，在电镀过程中，若设置电解液循环单元，来使电解液在电镀槽1内循环流动，流动的电解液可以使夹持件发生摆动，摆动过程中可以减轻待电镀电池片6受到的流体冲力，对待电镀电池片6起到一定的保护作用，且其摆动方向是平行于金属电极5，即使采用较小面积的金属电极5，随着待电镀电池片6的摆动也可以覆盖到待电镀电池片6的绝大部分区域，优化了电场，提高电镀质量。
进一步地，花篮2为聚乙烯花篮、聚偏氟乙烯花篮或聚四氟乙烯花篮，采用上述绝缘及抗腐蚀强的材质的花篮可以防止在电镀过程中引入杂质，而降低电镀质量。
进一步地，电镀电源为直流电源或脉冲电源。当使用直流电源时，在相同的电流密度下，电化学沉积速率比脉冲电源要快。当然，也可以选用脉冲电源，使用脉冲电源的优点是，所沉积的电极比较光滑平整，但是沉积速率相对较慢。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (10)
1.一种晶体硅太阳电池电极的电镀装置，其特征在于，包括电镀电源、花篮、多个金属电极、支撑杆、固定单元及顶部开口的电镀槽；
所述花篮可取出的设置于所述电镀槽内，所述花篮具有多个竖向设置的电池片容槽，所述电池片容槽的顶部设置有插装口，所述金属电极位于所述电镀槽内，所述金属电极与所述电池片容槽平行且一一对应，所述金属电极电连接所述电镀电源的正极；
所述电镀槽的上方设置有支撑杆，所述支撑杆上连接有多个固定单元，各所述固定单元包括伸入所述电镀槽内的夹持件，所述电池片容槽与所述夹持件一一对应，所述夹持件具有开口朝向所述电池片容槽的夹槽，所述夹槽内具有用于将待电镀电池片抵压在所述夹槽内且电连接待电镀电池片的弹性导电元件，所述弹性导电元件与所述电镀电源的负极电连接。
2.根据权利要求1所述的晶体硅太阳电池电极的电镀装置，其特征在于，所述夹持件包括连接座，所述连接座的同一侧间隔平行设置有第一固定板和第二固定板，所述第一固定板和所述第二固定板相对面之间形成所述夹槽。
3.根据权利要求2所述的晶体硅太阳电池电极的电镀装置，其特征在于，所述弹性导电元件为电触头，所述电触头与所述第一固定板活动配合，所述电触头具有轴向定位面，所述轴向定位面位于所述电触头在所述夹槽内的一端，所述电触头上穿装有弹簧，所述弹簧压装于所述轴向定位面与所述第一固定板之间。
4.根据权利要求2所述的晶体硅太阳电池电极的电镀装置，其特征在于，所述弹性导电元件为金属弹片，所述金属弹片与所述第一固定板固定连接，且自所述夹槽的开口至底部方向，所述金属弹片向所述第二固定板倾斜延伸。
5.根据权利要求3或4所述的晶体硅太阳电池电极的电镀装置，其特征在于，所述第二固定板朝向所述第一固定板的面上设置有凸起。
6.根据权利要求1-4任一项所述的晶体硅太阳电池电极的电镀装置，其特征在于，所述电镀槽内设置有电解液循环单元。
7.根据权利要求1-4任一项所述的晶体硅太阳电池电极的电镀装置，其特征在于，所述支撑杆沿水平方向延伸。
8.根据权利要求7所述的晶体硅太阳电池电极的电镀装置，其特征在于，所述夹持件与所述支撑杆转动连接；所述夹持件绕所述支撑杆的轴线的转动角度小于30°。
9.根据权利要求1-4任一项所述的晶体硅太阳电池电极的电镀装置，其特征在于，所述花篮为聚乙烯花篮、聚偏氟乙烯花篮或聚四氟乙烯花篮。
10.根据权利要求1-4任一项所述的晶体硅太阳电池电极的电镀装置，其特征在于，所述电镀电源为直流电源或脉冲电源。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114875468A (zh) * | 2022-07-11 | 2022-08-09 | 南通海翔水处理设备有限公司 | 一种防止金属片材粘连的镀覆设备 |
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2019
- 2019-06-24 CN CN201910548649.XA patent/CN112126966A/zh active Pending
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