CN112575351A - 太阳能电池片水平电镀设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太阳能电池片水平电镀设备，包括设置在壳体上的电镀组件、导向组件(10)，所述电镀组件包括多个相互平行的阳极组(20)，所述阳极组(20)处设置有药水输送组，每个所述阳极组(20)的两侧设置阻水滚轮组(30)，每相邻的两个阻水滚轮组(30)之间设置有导电阴极滚轮组(40)，每相邻的阻水滚轮组(30)、阳极组(20)、阻水滚轮组(30)以及导电阴极滚轮组(40)形成一组电镀单元(50)，电池片(60)至少能覆盖一个电镀单元(50)；所述导向组件(10)设置在电镀组件的两端。本申请可降低太阳能电池片生产成本，解决现有银浆无法代替问题，使太阳能电池片更平民化。

Description

太阳能电池片水平电镀设备

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池片水平电镀设备。

背景技术

随着光伏行业规模的扩大和快速的发展,以及政策的调整，市场对于太阳能的价格要求越来越严，很多任务序都在降低复杂程度，采用便于取得材料进行使用。

现有太阳能电池片，采用印刷银浆，银浆占据生产太阳能电池片总成本的25％以上，显然采用价格低廉的金属替代部分甚至全部银浆，在降低晶体硅太阳能电池生产成本中有着显著的意义。

采用金属铜是替换昂贵银浆的是个好方法。但是在高温下，铜离子很容易被扩散到晶体硅内，从而造成晶体硅少子寿命降低，即降低晶体硅太阳能电池的光电转换效率，能在低温条件下，把金属铜沉积到晶体硅太阳能电池上，生成晶体硅太阳能电池的电极。

在晶体硅太阳能电池的生产过程中，有两种方法可以在低温的条件下把金属铜沉积在晶体硅太阳能电池表面，生成晶体硅太阳能电池电极：低温物理或者化学沉积金属方法。低温物理沉积金属方法采用溅射等手段。低温物理沉积金属方法的缺点是不能实施选择性沉积金属，必须采用掩膜技术，还需购买昂贵的设备从而就增加了生产成本，背离了降本的出发点。

采用的化学沉积金属的方法是电镀工艺。相对于物理沉积金属的工艺，电镀工艺不仅具有工艺简单，而且还具有可以选择性沉积金属的优点。因此电镀工艺的生产成本可以被控制的很低，从而可以大幅度降低生产晶体硅太阳能电池的成本。因此，使用电镀工艺在晶体硅太阳能电池上沉积金属是目前相当活跃的一个技术研发领域。

目前，存在的问题是，如何解决现有采用银浆印刷，本身材料成本比较昂贵，占总成本比例太高。

发明内容

为克服上述缺点，本发明的目的在于提供一种采用铜离子代替银浆，为了降低太阳能电池片生产成本，解决现有银浆无法代替问题，使太阳能电池片更平民化的太阳能电池片水平电镀设备。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种太阳能电池片水平电镀设备，包括设置在壳体上的电镀组件、导向组件，所述电镀组件包括多个相互平行的阳极组，所述阳极组处设置有药水输送组，每个所述阳极组的两侧设置有与其平行的阻水滚轮组，每相邻的两个阻水滚轮组之间设置有导电阴极滚轮组，每相邻的阻水滚轮组、阳极组、阻水滚轮组以及导电阴极滚轮组形成一组电镀单元，电池片至少能覆盖一个电镀单元；所述导向组件设置在电镀组件的两端，所述导向组件将待电镀的电池片依次导入电镀组件，所述电池片双面/单面同时依次穿过多个电镀单元，所述导向组件将电镀好的电池片从电镀组件导出。

本发明太阳能电池片水平电镀设备的有益效果是，从设备的壳体一端的导向组件，放入未作银浆太阳能电池片(硅芯片)，导向组件带动电池片先来到第一个电镀单元，即电池片先经过阻水滚轮组、阳极组、阻水滚轮组以及导电阴极滚轮，阳极组上的药水输送组向阳极输送铜离子的导电镀液，阻水滚轮除去药水，以避免铜离子的导电镀液与导电阴极接触，用以保持电池片干燥性，随后电池片正、反面同时依次穿过其余的多个电镀单元，阳阴极电路被接通，对电池片的正反面进行电镀铜。利用电化学沉积金属铜的方法(即电镀工艺)代替印刷银浆，降低太阳能电池片生产成本，解决现有银浆无法代替问题，让太阳能电池片更平民化。

优选地，每个所述阳极组包括上下平行的两个阳极，每个所述阻水滚轮组包括上下平行的两个阻水滚轮，每个所述导电阴极滚轮组包括上下平行的两个导电阴极滚轮，所述电池片通过两个阳极之间、两个阻水滚轮之间以及两个导电阴极滚轮之间实现电池片的正、反面依次同时接触多组电镀单元。双层滚轮均上下对齐，等距式或是不等距式排列。

优选地，每根所述阻水滚轮采用整根吸水海绵滚轮空心轴；或在轴/空轴上套设有耐酸碱性吸水材质的滚轮，所述轴/空轴的轴心为金属材质或者非金属材质，阻水滚轮带动硅芯片前进。

优选地，所述耐酸碱性吸水材质包括但不限于PP、PE、PVC、PU、PO。

优选地，可在每根所述阻水滚轮的至少一端加装设置真空吸嘴或风刀。阻水滚轮可以加裝真空吸嘴以及风刀，也可以不加装。真空吸嘴只是维持阴极干燥的其中一个手段，通过阻水滚轮两端/一端的真空吸嘴吸除多余的药水，保证电池片的干燥性。加裝风刀也可阻止药水漫到阴极,吹干硅片表面加強干燥的效果。也可采用其他阻水的手段让阴极不碰到铜离子电镀液。

优选地，所述导电阴极滚轮采用整根轴的形式，或至少一个小滚轮的接触形式。

优选地，可在所述导电阴极滚轮的表面贴上软性导电缓冲材质，避免硬质导电金属轧裂电池片。其中，所述导电阴极滚轮的材质包括但不限于钛金属、不锈钢金属、磷铜金属或其他形式的导电材料。

其中，所述阳极以及药水输送组可以采用多种结构，包括但不限于以下结构：

第一种优选地方式是，所述阳极采用带多孔的不溶性导电阳极，该不溶性导电阳极可采用钛、钛合金等，两个所述不溶性导电阳极分别安装在盒体内的顶部以及底部，所述盒体顶部或/和底部均设置有与盒体内腔体连通的开孔，所述药水输送组为进药水管，所述进药水管设置在盒体顶部或/和底部并分别与开孔连接。药水输送组可从进药水管将含铜离子的导电镀液的药水从盒体的顶部灌入，药水滑动盒体内顶部的不溶性导电阳极浸入到盒体内部，盒体底部可由下方的进药水管进入到盒体内，并将盒体内部的下方的不溶性导电阳极浸没。

优选地，所述盒体内设置有转动滚轮。

第二种优选地方式是，所述阳极可采用整根的采用不溶性阳极，或采用多孔中空圆柱，所述多孔中空圆柱内置不溶性钛网/不溶性阳极，可供铜离子导电镀液流通，外部设置有海绵滚轮的多孔中空圆柱，所述多孔中空圆柱的一端连接进药水管。

第三种优选地方式是，与第二种优选地方式相似的是，所述阳极采用结构为实心圆柱的不溶性阳极，或结构为外部设置有海绵滚轮的实心圆柱的不溶性阳极，但是与第二种优选方式不同的是：所述实心圆柱的一端连接进药水管，改为上方的所述实心圆柱的上方设置有药水滴管，下方的所述实心圆柱浸入在药水盒内，利用药盒和上方的药水滴管来代替第二种优选方式的一端的进药水管结构。

优选地，所述海绵滚轮为抗酸碱吸水海绵。

附图说明

图1为实施例一的俯视图；

图2为实施例一的侧视图；

图3为实施例一的立体图；

图4为实施例一中的一个电镀单元的立体图；

图5为实施例一中的盒体顶部处的立体图；

图6为实施例二的俯视图；

图7为实施例二的立体图；

图8为实施例二中的一个电镀单元的立体图；

图9为实施例三的俯视图；

图10为实施例三的侧视图；

图11为实施例三的立体图；

图12为实施例三中的一个电镀单元的分解图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例一，参见附图1-6所示，本实施例的一种太阳能电池片水平电镀设备，包括设置在壳体上的电镀组件、导向组件10。

电镀组件包括多个相互平行的阳极组20，阳极组20处设置有药水输送组，每个阳极组20的两侧设置有与其平行的阻水滚轮组30，每相邻的两个阻水滚轮组30之间设置有导电阴极滚轮组40，每相邻的阻水滚轮组30、阳极组20、阻水滚轮组30以及导电阴极滚轮组40形成一组电镀单元50，电池片60至少能覆盖一个电镀单元50。导向组件10设置在电镀组件的两端，电镀组件的一端的导向组件10为进片口，另一端的导向组件10为出片口，导向组件10将从进片口进入的待电镀的电池片60依次导入电镀组件，电池片60双面/单面同时依次穿过多个电镀单元50，导向组件10将电镀好的电池片60从电镀组件导出。

本实施例为了保证电镀效率，采用的是双面电镀的方式。即每个阳极组20包括上下平行的两个阳极，每个阻水滚轮组30包括上下平行的两个阻水滚轮31，每个导电阴极滚轮组40包括上下平行的两个导电阴极滚轮41，电池片60通过两个阳极之间、两个阻水滚轮31之间以及两个导电阴极滚轮41之间实现电池片60的双面依次同时接触多组电镀单元50。

导向组件10采用现有技术，包括若干绕自身中心轴旋转的导向轴11，本实施例中的导向轴11也是上下设置，导向轴11的一侧设置有电机，每个导向轴11以及本实施例中的所有的滚轮的端部设置有传动齿轮，电机上设置有驱动齿轮，驱动齿轮通过传动链条带动传动齿轮转动，继而实现电机带动导向轴11和任意滚轮转动。

每根阻水滚轮31的形式有多种，可采用整根吸水海绵滚轮空心轴；或可在轴/空轴31a上套设有耐酸碱性吸水材质的滚轮31b。其中，耐酸碱性吸水材质包括但不限于PP、PE、PVC、PU、PO。为了保证阻水滚轮31的阻水性，则可在每根阻水滚轮31的至少一端加装设置有真空吸嘴32或风刀。通过阻水滚轮两端/一端的真空吸嘴吸除多余的药水，保证电池片的干燥性。风刀能阻止药水漫到阴极,吹干硅片表面加強干燥的效果。

导电阴极滚轮41也有多种形式，可采用整根轴的形式，或至少一个小滚轮的接触形式。导电阴极滚轮41的材质包括但不限于钛金属、不锈钢金属、磷铜金属，导电阴极滚轮41的表面贴上避免硬质导电金属轧裂电池片60的软性导电缓冲材质。

本实施例与其他实施例不同的是，本实施例中的阳极和药水输送组不同，本实施例中的阳极采用带多孔的不溶性导电阳极21a，该不溶性导电阳极可采用钛、钛合金等，两个不溶性导电阳极21a分别安装在盒体22a内的顶部以及底部，盒体22a顶部或/和底部设置有与盒体22a内腔体连通的开孔，药水输送组为进药水管23a，进药水管23a设置在盒体22a顶部或/和底部并分别与与其对应的开孔连接。盒体22a内设置有转动滚轮24a。

实施例一的工作原理是，在进片口的导向组件10的上下两两导向轴11之间放入待电镀的电池片60(硅芯片)，在电机带动驱动齿轮的作用下带动传动齿轮，从而带动导向轴11以及所有滚轮(阻水滚轮31、导电阴极滚轮41)，电池片60在导向轴11的作用下，以一个电镀单元50为例，电池片60先来到第一个阻水滚轮组30，再来到两个不溶性导电阳极21a之间，此时铜离子电镀液洒下(铜离子电镀液从进药水管23a进入，从盒体22a顶部的开孔进入盒体22a中，经过不溶性导电阳极21a上的多孔，然后流到两个不溶性导电阳极21a之间的电池片60上去，下端有铜离子电镀液涌出(铜离子电镀液从盒体22a底部的开孔进入，进入盒体22a中，漫过下方的不溶性导电阳极21a，最后接触到电池片60，随后一直循环)，此时铜离子电镀液中有阳极，电池片60继续前行，进入第二个阻水滚轮组30，继续前进，进入两个导电阴极滚轮41，电路被接通，开始对电池片60进行上下面同时电镀。

电池片60继续前行脱离上一个电镀单元50，然后再进入下一个电镀单元50，如此往复，最后到电池片60从出片口的跑出，完成电镀。电池片60再进行电镀时，没有光，在遮光环境下进行。

盒体22a的电镀液流量控制设计，要能满足并保证电镀液由盒体22a向下喷洒与由盒体22a往上涌出为不间断方式，确保通过不溶性导电阳极21a的电池片60表面均匀且不间断的接触到电镀液。

实施例二，参见图6-8所示，本实施例中的阳极和药水输送组与实施例一不同，本实施例中的阳极可采用整根的不溶性阳极，或是采用多孔中空圆柱21b，多孔中空圆柱21b外部设置有海绵滚轮，多孔中空圆柱21b内置不溶性钛网/不溶性阳极，多孔中空圆柱21b的一端连接进药水管22b。其中，海绵滚轮为抗酸碱吸水海绵。

实施例二的工作原理是，同样，在进片口的导向组件10的上下两两导向轴11之间放入待电镀的电池片60(硅芯片)，在电机带动驱动齿轮的作用下带动传动齿轮，从而带动导向轴11以及所有滚轮(阻水滚轮31、导电阴极滚轮41)，电池片60在导向轴11的作用下，以一个电镀单元50为例，电池片60先来到第一个阻水滚轮组30，再来到多孔中空圆柱21b之间，此处有上端的电镀液洒下(铜离子电镀液从上方的进药水管22b进入，进入到多孔中空圆柱21b中，铜离子电镀液接触到不溶性钛网/不溶性阳极，铜离子电镀液再从多孔中空圆柱21b上的多孔流出，然后与电池片60接触)，下端的电镀液涌出(铜离子电镀液从下方的进药水管22b进入，进入到多孔中空圆柱21b中，铜离子电镀液接触到不溶性钛网/不溶性阳极，铜离子电镀液从多孔中空圆柱21b上的多孔流出，然后与电池片60接触，随后一直循环)，此时铜离子电镀液中有阳极。电池片60继续前进，来到第二个阻水滚轮组30处，阻水滚轮通过两端/一端真空吸出多余铜离子电镀液，保持电池片60干燥性。继续前进，进入两个导电阴极滚轮41，电路被接通，开始对电池片60进行上下面同时电镀。

继续前行脱离上一个电镀单元50，然后再进入下一个电镀单元50，如此往复，最后到电池片60从出片口的跑出，流至出片口，完成电镀。电池片60再进行电镀时，没有光，在遮光环境下进行。

同样，多孔中空圆柱21b的电镀液流量控制设计，要能满足电镀液由上多孔中空圆柱21b向下喷洒与由下多孔中空圆柱21b上涌出为不间断方式，确保电池片60表面均匀且不间断的接触到镀液。

实施例三，参见图9-12所示，与实施例二相似的是，阳极采用结构为实心圆柱21c的不溶性阳极，或采用结构为外部设置有海绵滚轮的实心圆柱21c的不溶性阳极，其中海绵滚轮为抗酸碱吸水海绵。但与实施例二不同的是，本实施例不采用如下结构：多孔中空圆柱21b的一端连接进药水管22b，而是采用药水滴管22c和药水盒23c代替，本实施例中的药水滴管22c设置在上方的实心圆柱21c的上方，下方的实心圆柱21c浸入在药水盒23c内。

实施例三的工作原理是，同样，在进片口的导向组件10的上下两两导向轴11之间放入待电镀的电池片60(硅芯片)，在电机带动驱动齿轮的作用下带动传动齿轮，从而带动导向轴11以及所有滚轮(阻水滚轮31、导电阴极滚轮41)，电池片60在导向轴11的作用下，以一个电镀单元50为例，电池片60先来到第一个阻水滚轮组30，再来到两个实心圆柱21c之间，此处有上端的电镀液洒下(铜离子电镀液从上方的药水滴管22c进入，进入到实心圆柱21c中，铜离子电镀液接触到不溶性钛网/不溶性阳极，铜离子电镀液再从实心圆柱21c上的多孔流出，然后与电池片60接触)，下端的电镀液涌出(铜离子电镀液从下方的药水盒23c进入，铜离子电镀液漫过不溶性钛网/不溶性阳极和海绵滚轮，与电池片60接触，随后一直循环)，此时铜离子电镀液中有阳极。电池片60继续前进，来到第二个阻水滚轮组30处，阻水滚轮通过两端/一端真空吸出多余铜离子电镀液，保持电池片60干燥性。继续前进，进入两个导电阴极滚轮41，电路被接通，开始对电池片60进行上下面同时电镀。

继续前行脱离上一个电镀单元50，然后再进入下一个电镀单元50，如此往复，最后到电池片60从出片口的跑出，流至出片口，完成电镀。电池片60再进行电镀时，没有光，在遮光环境下进行。

同样，实心圆柱21c的电镀液流量控制设计，要能满足电镀液由上实心圆柱21c向下喷洒与由下实心圆柱21c上涌出为不间断方式，确保电池片60表面均匀且不间断的接触到镀液。

以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种太阳能电池片水平电镀设备，其特征在于：包括设置在壳体上的电镀组件、导向组件(10)，

所述电镀组件包括多个相互平行的阳极组(20)，所述阳极组(20)处设置有药水输送组，每个所述阳极组(20)的两侧设置有与其平行的阻水滚轮组(30)，每相邻的两个阻水滚轮组(30)之间设置有导电阴极滚轮组(40)，每相邻的阻水滚轮组(30)、阳极组(20)、阻水滚轮组(30)以及导电阴极滚轮组(40)形成一组电镀单元(50)，电池片(60)至少能覆盖一个电镀单元(50)；

所述导向组件(10)设置在电镀组件的两端，所述导向组件(10)将待电镀的电池片(60)依次导入电镀组件，所述电池片(60)双面/单面同时依次穿过多个电镀单元(50)，所述导向组件(10)将电镀好的电池片(60)从电镀组件导出。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池片水平电镀设备，其特征在于：每个所述阳极组(20)包括上下平行的两个阳极，每个所述阻水滚轮组(30)包括上下平行的两个阻水滚轮(31)，每个所述导电阴极滚轮组(40)包括上下平行的两个导电阴极滚轮(41)，所述电池片(60)通过穿过两个阳极之间、两个阻水滚轮(31)之间以及两个导电阴极滚轮(41)之间实现电池片(60)的正、反面依次同时接触多组电镀单元(50)。

3.根据权利要求2所述的太阳能电池片水平电镀设备，其特征在于：每根所述阻水滚轮(31)采用整根吸水海绵滚轮空心轴；或在轴/空轴(31a)上套设有耐酸碱性吸水材质的滚轮(31b)。

4.根据权利要求3所述的太阳能电池片水平电镀设备，其特征在于：每根所述阻水滚轮(31)的至少一端设置有真空吸嘴(32)或风刀。

5.根据权利要求2所述的太阳能电池片水平电镀设备，其特征在于：所述导电阴极滚轮(41)采用整根轴的形式，或至少一个小滚轮的接触形式。

6.根据权利要求2所述的太阳能电池片水平电镀设备，其特征在于：所述导电阴极滚轮(41)的表面贴上软性导电缓冲材质。

7.根据权利要求2所述的太阳能电池片水平电镀设备，其特征在于：所述阳极采用带多孔的不溶性导电阳极(21a)，两个所述不溶性导电阳极(21a)分别安装在盒体(22a)内的顶部以及底部，所述盒体(22a)顶部或/和底部均设置有与盒体(22a)内腔体连通的开孔，所述药水输送组为进药水管(23a)，所述进药水管(23a)设置在盒体(22a)顶部或/和底部并分别与开孔连接。

8.根据权利要求7所述的太阳能电池片水平电镀设备，其特征在于：所述盒体(22a)内设置有转动滚轮(24a)。

9.根据权利要求2所述的太阳能电池片水平电镀设备，其特征在于：所述阳极采用不溶性阳极，或多孔中空圆柱(21b)，且所述多孔中空圆柱(21b)内置不溶性钛网/不溶性阳极，所述多孔中空圆柱(21b)外部设置有海绵滚轮，所述多孔中空圆柱(21b)的一端连接进药水管(22b)。

10.根据权利要求2所述的太阳能电池片水平电镀设备，其特征在于：所述阳极采用结构为实心圆柱(21c)的不溶性阳极，或采用结构为外部设置有海绵滚轮的实心圆柱(21c)的不溶性阳极，上方的所述实心圆柱(21b)设置有药水滴管(22c)，下方的所述实心圆柱(21c)浸入在药水盒(23c)内。

Images