CN114284369A - 镂空铜箔及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于揭示一种镂空铜箔及其制备方法，开发具有一定厚度的镂空铜箔电极，以替代现有的银浆栅线电极，降低电极成本，镂空铜箔，铜箔厚度为25μm‑100μm，所述铜箔为镂空结构，所述铜箔作为硅片的电极，镂空铜箔的制备方法，包括以下步骤：将铜箔与聚丙烯薄膜进行复合，形成复合铜箔；对复合铜箔的铜箔面进行刻蚀形成镂空铜箔，与现有技术相比，本发明的有益效果是：铜的电阻率为1.75*10‑8Ω.m，而银的电阻率为1.65*10‑8Ω.m，以镂空铜箔替代现有的银浆栅线作为光伏电池片电极，降低电池片的电极材料成本，但因铜的电阻率与银的电阻率相对接近，对光伏电池片的光电性能影响在可接受范围内。

Description

镂空铜箔及其制备方法
技术领域
本发明涉及光伏电池技术领域，尤其涉及一种镂空铜箔及其制备方法。
背景技术
在光伏电池技术领域，现有的光伏组件还是以PERC电池为主，其光转化效率极限约为24％，PERC电池的电极栅线材料需要消耗银浆，银浆在PERC电池组件中的成本占比较高，据统计，银浆在电池片中的非硅成本占比高达33％。当前，HIT(Heterojunction withIntrinsic Thinfilm)光伏电池片(又叫异质结电池片)因其工艺流程简化且光转化效率高等优势，受到行业青睐，但HIT光伏电池片的双面电极都需要银浆作为电极，且需要的是成本更高的低温银浆，而低温银浆需要冷链运输，每个HIT光伏电池片消耗银浆的重量约为300mg以上，使的单片电池成本上升。综上，银浆因其电阻率低、导电性良好，其作为电极材料在电池片中起到重要的导电作用，其性能直接关系到光伏电池的光电性能；但鉴于银浆成本高、大力发展银浆电极也会受到资源短缺的限制。
为此，需要开发一种新的光伏硅片电极，选择电阻率略低于银，但成本缺可以大幅减小的电极，也就是如何开发一种既能降低光伏硅片电极成本，同时又能满足电池片对电极导电性能的要求，成为了困扰行业的难题。
发明内容
本发明的目的在于揭示一种镂空铜箔及其制备方法，开发具有一定厚度的镂空铜箔电极，以替代现有的银浆栅线电极，降低电极成本。
为实现上述第一个发明目的，本发明提供了镂空铜箔，铜箔厚度为25μm-100μm，所述铜箔为镂空结构，所述铜箔作为硅片的电极。
优选地，所述铜箔包括横向铜带、纵向铜带和镂空部，所述镂空部为矩形或多边形，所述横向铜带和所述纵向铜带交叉连接。
优选地，所述横向铜带的宽度为30μm-100μm。
优选地，所述纵向铜带的宽度为30μm-100μm。
优选地，所述镂空铜箔与硅片表面复合并作为电极。
为实现上述第二个发明目的，本发明提供了镂空铜箔的制备方法，包括以下步骤：
将铜箔与聚丙烯薄膜进行复合，形成复合铜箔；
对复合铜箔的铜箔面进行刻蚀形成镂空铜箔。
优选地，铜箔厚度为25μm-100μm，所述复合铜箔作为硅片的电极，所述镂空铜箔与硅片之间通过热压复合。
优选地，所述铜箔包括横向铜带、纵向铜带和镂空部，所述镂空部为矩形或多边形，所述横向铜带和所述纵向铜带交叉连接。
优选地，所述横向铜带的宽度为30μm-100μm，所述纵向铜带的宽度为30μm-100μm。
优选地，所述铜箔的厚度小于等于所述聚丙烯薄膜的厚度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)铜的电阻率为1.75*10-8Ω.m，而银的电阻率为1.65*10-8Ω.m，以镂空铜箔替代现有的银浆栅线作为光伏电池片电极，降低电池片的电极材料成本，但因铜的电阻率与银的电阻率相对接近，对光伏电池片的光电性能影响在可接受范围内；
(2)通过对铜箔与聚丙烯薄膜的复合材料进行刻蚀工艺处理，使铜箔具有镂空结构，后续再通过热压工艺将刻蚀后的铜箔与聚丙烯薄膜的复合材料复合于电池片表面，聚丙烯薄膜在热压下热熔软化，因所述铜箔的厚度小于等于所述聚丙烯薄膜的厚度，使聚丙烯薄膜通过铜箔的镂空处与电池片表面进行粘合。
附图说明
图1为本发明现有的光伏电池片结构示意图；
图2为本发明矩形镂空铜箔结构示意图；
图3是本发明光伏电池片结构示意图；
图4是本发明多边形镂空铜箔结构示意图。
其中，1、银浆电极；2、硅片；3、镂空铜箔、31、横向铜带；32、纵向铜带；33、镂空部；4、聚丙烯薄膜。
具体实施方式
下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以下通过多个实施例对本发明的具体实现过程予以阐述。
实施例一：
本实施例揭示了一种镂空铜箔，铜箔厚度为25μm-100μm，所述铜箔为镂空结构，所述铜箔作为硅片的电极。具体地，图1是现有的光伏电池片结构示意图，该示意图中电池片的单个面，自上而下依次为银浆电极1及硅片2，现有的光伏电池片因采用银浆作为电极，成本较高，制约行业发展，为此，采用图2所示的镂空铜箔3作为硅片电极，镂空铜箔3厚度为25μm-100μm，所述铜箔包括横向铜带31、纵向铜带32和镂空部33，所述镂空部33为矩形或多边形(参见图4)，所述横向铜带31和所述纵向铜带32交叉连接，横向铜带31和纵向铜带32作为栅线汇集和导出硅片表面的电流，因此，对横向铜带31和纵向铜带32的宽度要满足一定的电流载荷，具体地，所述横向铜带的宽度为30μm-100μm，所述纵向铜带的宽度为30μm-100μm；所述镂空铜箔与硅片表面复合并作为电极，具体地，以铜电极代替现有的银浆电极形成新的光伏电池片结构，也就是将所述镂空铜箔与硅片表面复合并作为电极。
与现有技术相比，本实施例的有益效果是：
(1)铜的电阻率为1.75*10-8Ω.m，而银的电阻率为1.65*10-8Ω.m，以镂空铜箔替代现有的银浆栅线作为光伏电池片电极，降低电池片的电极材料成本，但因铜的电阻率与银的电阻率相对接近，对光伏电池片的光电性能影响在可接受范围内；
(2)镂空铜箔复合于硅片表面，形成了欧姆连接，相对传统的银浆栅线的丝网印刷工艺，制程缩短，生产效率提高，制造成本也相应降低。
实施例二：
本实施例揭示了一种镂空铜箔的制备方法，包括以下步骤：
将铜箔与聚丙烯薄膜进行复合，形成复合铜箔；对复合铜箔的铜箔面进行刻蚀形成镂空铜箔。具体地，将厚度为25μm-100μm的铜箔与35μm-100μm厚的聚丙烯薄膜进行复合，形成复合铜箔；对复合铜箔的铜箔面进行刻蚀形成镂空铜箔，具体刻蚀工艺包括在复合铜箔表面进行贴膜、曝光、显影、刻蚀、退膜、酸洗等流程，根据镂空铜箔所需要的形状，具体参见图2，铜箔被刻蚀后具有横向铜31、纵向铜带32和镂空部33，所述镂空部33为矩形或多边形，所述横向铜带31和所述纵向铜带32交叉连接，横向铜带31和纵向铜带32作为栅线汇集和导出硅片表面的电流，因此，对横向铜带31和纵向铜带32的宽度要满足一定的电流载荷，所述横向铜带的宽度为30μm-100μm，所述纵向铜带的宽度为30μm-100μm；所述复合铜箔作为硅片的电极，所述镂空铜箔与硅片之间通过热压复合，热压采用辊压或层压的一种。
为了将铜电极复合于电池片表面，采用首先将铜电极与聚丙烯薄膜进行复合，形成铜电极复合材料，其中铜电极的厚度小于等于聚丙烯薄膜的厚度，再利用铜电极的镂空结构，将复合材料热压于电池表面，在热压过程中，聚丙烯薄膜热熔软化，使得铜电极镂空处的聚丙烯薄膜与电池片表面形成粘合，实现在聚丙烯薄膜与电池片的复合，同时还可以将铜电极固定于电池片表面，使聚丙烯薄膜起到了固定膜的作用，具体参见示意图3。
需要进一步说明的是，铜电极与聚丙烯薄膜进行复合，形成铜电极复合材料，该复合材料较为容易发生翘曲从而影响后续的热压合工艺，为此，所述聚丙烯薄膜以厚度为50μm-75μm的PET膜为支撑膜，以防止复合材料的卷曲，在具体使用复合材料时，需要将PET膜撕下后迅速将复合材料与电池片进行热压；为了增加PET膜与聚丙烯膜之间的摩擦力，采用表面粗糙度为0.3μm-0.5μm的PET膜，增加PET膜与聚丙烯膜之间的结合力。
实施例三：
本实施例揭示了一种铜电极光伏电池片，具体结构参见图3，图3仅说明了电池片其中一个面的结构示意图，电池片的另外一个面，即可为铜电极，也可以采用其他电极。如图3所示，自上而下依次为聚丙烯薄膜4、镂空铜箔电极及硅片2，聚丙烯薄膜4通过镂空铜箔4的镂空部粘合于电池片表面，因镂空铜箔3的厚度小于等于聚丙烯薄膜4的厚度，使得镂空铜电极被聚丙烯薄膜4包覆且欧姆连接于电池表面，能够使铜电极避免暴露，以免被氧化，镂空铜箔3及聚丙烯薄膜4的选择可参考表1。
表1镂空铜箔及聚丙烯薄膜的性能参数
Figure BDA0003442358350000061
横向铜带31和纵向铜带32作为栅线汇集和导出硅片表面的电流，因此，对横向铜带31和纵向铜带32的宽度要满足一定的电流载荷，较优的实施例，在铜箔较厚情况下，可以选择减小横向铜带31和纵向铜带32的宽度，如序号6的镂空铜箔及聚丙烯薄膜的性能参数；在铜箔较薄的情况下，可以选择增加横向铜带31和纵向铜带32的宽度，如序号1的镂空铜箔及聚丙烯薄膜的性能参数。

Claims (10)

1.镂空铜箔，其特征在于，铜箔厚度为25μm-100μm，所述铜箔为镂空结构，所述铜箔作为硅片的电极。
2.如权利要求1所述的镂空铜箔，其特征在于，所述铜箔包括横向铜带、纵向铜带和镂空部，所述镂空部为矩形或多边形，所述横向铜带和所述纵向铜带交叉连接。
3.如权利要求1所述的镂空铜箔，其特征在于，所述横向铜带的宽度为30μm-100μm。
4.如权利要求1所述的镂空铜箔，其特征在于，所述纵向铜带的宽度为30μm-100μm。
5.如权利要求1所述的镂空铜箔，其特征在于，所述镂空铜箔与硅片表面复合并作为电极。
6.镂空铜箔的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将铜箔与聚丙烯薄膜进行复合，形成复合铜箔；
对复合铜箔的铜箔面进行刻蚀形成镂空铜箔。
7.如权利要求1所述的镂空铜箔的制备方法，其特征在于，铜箔厚度为25μm-100μm，所述复合铜箔作为硅片的电极，所述镂空铜箔与硅片之间通过热压复合。
8.如权利要求8所述的镂空铜箔的制备方法，其特征在于，所述铜箔包括横向铜带、纵向铜带和镂空部，所述镂空部为矩形或多边形，所述横向铜带和所述纵向铜带交叉连接。
9.如权利要求9所述的镂空铜箔的制备方法，其特征在于，所述横向铜带的宽度为30μm-100μm，所述纵向铜带的宽度为30μm-100μm。
10.如权利要求6-9任一所述的镂空铜箔的制备方法，其特征在于，所述铜箔的厚度小于等于所述聚丙烯薄膜的厚度。
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