CN202688481U - 一种太阳电池镀膜设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种太阳电池镀膜设备。现有技术必须外接电镀电源或通过简单的辊轮将太阳电池传输至电镀液中进行电镀，存在着易损伤太阳电池且镀膜不良的问题。本实用新型的太阳电池镀膜设备包括盛放电镀液的镀膜槽、待镀太阳电池传输模块和镀膜光源，待镀太阳电池通过待镀太阳电池传输模块传输至镀膜槽中，所述传输模块具有多个配套设置且以相同线速度水平传输待镀太阳电池的上辊轮和下辊轮，待镀太阳电池通过上辊轮与电镀液形成电镀回路，镀膜光源照射待镀太阳电池的受光面且在其上产生光生电能，待镀太阳电池通过所述光生电能在其待镀区域上镀膜。本实用新型提高了镀膜的可靠性和效率，降低了太阳电池镀膜的碎片率，并避免必须外接电镀电源。

Description

一种太阳电池镀膜设备

技术领域

本实用新型涉及太阳电池制造领域，特别涉及一种太阳电池镀膜设备。

背景技术

在太阳电池制造领域，金属化制程是非常重要的关键制程，其直接形成引出太阳电池所产生电能的电极且对太阳电池的效率有较大的影响。现大规模的太阳电池制造中，通常会采用丝网印刷方式来实现太阳电池的金属化制程，但丝网印刷所形成的栅线高宽比较低，从而造成太阳电池受光面被栅线遮蔽面积较大，另外造成太阳电池的串联电阻较大。电镀可有效降低栅线的遮光并有效降低栅线的电阻及太阳电池的串联电阻。

现有技术中一种工艺是将太阳电池连接在电镀夹具上且将电镀电源的阴极连接在待镀太阳电池上，之后将其放置在电镀溶液中，该种工艺电镀效率较低无法满足大规模工业化生产的需要且存在夹具易损伤太阳电池的问题。

为实现电镀在太阳电池大规模制造上的应用，通常会采用辊轮传输的方式来将太阳电池传输到电镀液中进行电镀，此时太阳电池已完成大部分的工艺步骤并已形成了PN结、减反膜、背场(或背结)和背电极，并已去除了太阳电池受光面上电极区域的减反膜。通过电镀在受光面上电极区域上形成籽晶层和铜，或籽晶层和银，或籽晶层和铜和银等电极结构。

但采用辊轮方式将太阳电池传输到电镀液进行电镀处理时，太阳电池可能会偏离输送方向上下浮动或左右移动，此时需采用包括上辊轮和下辊轮的配套辊轮对来将太阳电池传输到电镀液中。但随着太阳电池用硅片厚度的不断减薄(已达200μm以下)，对配套辊轮特别是上辊轮的要求就相应增高，上下棍轮组同样结构的配套辊轮容易造成太阳电池电镀时碎片率很高。

另外，现有技术中将电镀电源的阴极连接在待镀太阳电池上通常会通过在水平传输待镀太阳电池的辊轮上连接其他附件，会造成辊轮结构复杂，再者也不能充分利用太阳电池其作为电池的优势，从而造成能源的浪费。

专利号为200710188267.8发明名称为“一种电化学沉积太阳能电池金属电极的方法”的中国专利提供了一种电化学沉积太阳能电池金属电极的方法，其通过对太阳电池的受光面进行光照，从而产生光能电能，将所述光生电能作为电镀电源。具体为先将太阳能电池的含有阴极的表面与电解质溶液接触，并将太阳能电池的阳极和固体金属连接，并对太阳能电池的主受光表面进行光照，所述电解质溶液中的金属离子接受所述太阳能电池阴极表面产生的电子后生成金属并沉积在所述太阳能电池的阴极表面，同时所述固体金属为所述太阳能电池的阳极提供电子后生成金属离子并溶入电解质溶液。该专利方法可解决由于金属沉积在阳极造成短路而引起的电池效率下降的问题，同时避免了任何电镀挂具对太阳电池的损坏，另可避免必须外接电镀电源。但上述专利并未提供实现该光诱导电镀的任何装置。

因此，如何提供一种太阳电池镀膜设备以采用光诱导电镀来避免电镀不良导致的短路，并避免必须外接电镀电源及降低太阳电池的电镀碎片率，已成为业界亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是要提供一种太阳电池镀膜设备，通过所述镀膜设备可提高镀膜的可靠性，降低太阳电池镀膜的碎片率，并避免必须外接电镀电源。

为实现上述目的，本实用新型提供一种太阳电池镀膜设备，用于在待镀太阳电池的受光面的待镀区域上镀膜，包括：镀膜槽，用于盛放电镀液，所述电镀液中设置有多个用于在待镀区域上镀膜且与待镀太阳电池正极连接的金属阳极，所述待镀太阳电池具有硅衬底、形成在硅衬底上的PN结、位于太阳电池受光面上的减反膜以及设置在背光面上的背电极，所述减反膜覆盖除待镀区域外的受光面；待镀太阳电池传输模块，水平铺设在镀膜槽中且用于传输受光面朝下设置的待镀太阳电池，包括多个配套设置且以相同线速度水平传输待镀太阳电池的上辊轮和下辊轮，所述上辊轮电性连接在待镀太阳电池的背电极和电镀液之间；以及镀膜光源，用于照射待镀太阳电池的受光面且在待镀太阳电池上产生光生电能，所述待镀太阳电池通过所述光生电能在其待镀区域上镀膜。

在一较佳实施例中，所述镀膜光源设置在镀膜槽的外底部，包括多个串联和/或并联连接的发光二极管，所述镀膜槽底部为透光材质，所述金属阳极与所述发光二极管交错排布。

在进一步的较佳实施例中，所述镀膜槽底部的材质为透明聚乙烯、透明聚偏氟乙烯或透明聚四氟乙烯。

在一较佳实施例中，所述镀膜光源设置在镀膜槽中且包括多组并列设置的光源串，所述光源串与所述金属阳极交错排布或设置在金属阳极上，所述光源串包括多个串联连接的发光二极管和包覆在多个发光二极管外用于隔离电镀液的透明保护壳。

在进一步的较佳实施例中，所述透明保护壳的材质为石英玻璃。

在一较佳实施例中，所述待镀太阳电池的受光面和背光面分别为太阳电池的负极和正极，所述待镀太阳电池的硅衬底为P型，所述受光面上形成有N型掺杂区且其与硅衬底形成PN结，所述减反膜覆盖所述N型掺杂区，所述背光面上形成有背场，所述背电极与背场电性连接。

在一较佳实施例中，所述待镀太阳电池的受光面和背光面分别为太阳电池的负极和正极，所述待镀太阳电池的硅衬底为N型，所述背光面上形成有P型掺杂区且其与硅衬底形成PN结，所述受光面上形成有N型重掺区，所述减反膜覆盖所述N型重掺区，所述背电极与P型掺杂区电性连接。

在一较佳实施例中，所述待镀太阳电池受光面的待镀区域为其电极区域，所述金属阳极为籽晶层金属、第一电极金属或第二电极金属，所述第一电极金属镀设在籽晶层金属上，所述第二电极金属镀设在籽晶层金属上或第一电极金属上。

在进一步的较佳实施例中，所述籽晶层金属为镍，对应的电镀液包括水溶性镍盐、硼酸和湿润剂；所述第一电极金属材质为铜，对应的电镀液包括水溶性铜盐、硫酸、整平剂和光亮剂；所述第二电极金属材质为银，对应的电镀液包括水溶性银盐、硝酸和光亮剂。

在一较佳实施例中，所述太阳电池镀膜设备还包括储液槽，所述储液槽和电镀槽通过管道连接，所述管道上设置有泵浦，所述储液槽中的电镀液通过泵浦驱动至镀膜槽。

在一较佳实施例中，所述上辊轮包括主轴和环绕设置在主轴上的弹性导电件，所述弹性导电件与待镀太阳电池的背电极接触。

在进一步的较佳实施例中，所述弹性导电件通过连接导线电性连接至电镀液，所述金属阳极电性连接在所述连接导线上。

在进一步的较佳实施例中，所述弹性导电件为金属弹簧，所述金属弹簧具有与待镀太阳电池背面电极接触的接触部以及不与待镀太阳电池接触的连接部。

在进一步的较佳实施例中，所述金属弹簧为纺锤形，所述接触部和连接部对应纺锤的中部和两侧。

在进一步的较佳实施例中，所述金属弹簧为栅栏形，所述接触部和连接部对应栅栏的凸起和凹陷。

在进一步的较佳实施例中，所述弹性导电件上连接有补充电源，所述补充电源与待镀太阳电池串联连接以控制其受光面的镀膜速度。

与现有技术中将太阳电池设置在夹具上并将其放置在电镀液中进行相比，本实用新型的太阳电池镀膜设备包括多个配套设置且以相同线速度水平传输待镀太阳电池的上辊轮和下辊轮，所述上辊轮与待镀太阳电池的背电极和电镀液电性连接，从而提高了制造效率。

与现有技术中必须外接电镀电源相比，本实用新型的太阳电池镀膜设备包括镀膜光源，通过镀膜光源在待镀太阳电池上产生光生电能，所述太阳电池通过所述光生电能在太阳电池受光面镀膜形成电极。本实用新型避免了与待镀太阳电池背电极电性连接的区域电镀上金属，提高了电镀的可靠性，简化了工艺和设备，有效降低了成本。

附图说明

图1为本实用新型的太阳电池镀膜设备第一实施例的组成结构示意图；

图2为本实用新型的太阳电池镀膜设备中第一实施例中镀膜光源的组成结构示意图；

图3为本实用新型的太阳电池镀膜设备第一实施例中上辊轮的组成结构示意图；

图4为本实用新型的太阳电池镀膜设备第二实施例的组成结构示意图；

图5为本实用新型的太阳电池镀膜设备第二实施例中镀膜光源的组成结构示意图。

具体实施方案

下面结合具体实施例及附图来详细说明本实用新型的目的及功效。

参见图1，其显示了本实用新型的太阳电池镀膜设备的第一实施例的组成结构示意图，所述太阳电池镀膜设备包括镀膜槽1、金属阳极2、待镀太阳电池传输模块3、储液槽4和镀膜光源5。所述太阳电池镀膜设备用于在待镀太阳电池6的受光面的待镀区域即电极区域上镀膜。所述待镀太阳电池6的受光面和背光面分别为太阳电池的负极和正极。

在本实施例中，所述待镀太阳电池6为P型衬底电池，具有P型硅衬底、PN结、减反膜、铝背场和背电极，所述受光面上形成有N型掺杂区且其与硅衬底形成PN结，所述减反膜覆盖所述除待镀区域外的N型掺杂区，所述待镀区域为电极区域，所述铝背场和背电极交错形成在背光面上，所述背电极材质为银铝合金且其与铝背场电性连接。

在本实用新型其他实施例中，所述待镀太阳电池6为N型衬底电池，具有N型硅衬底、减反膜、PN背结和背电极，所述背光面上形成有P型掺杂区(例如铝掺杂区)且其与硅衬底形成PN背结(铝背结)，所述受光面上形成有N型重掺区(例如磷重掺杂区)，所述减反膜覆盖所述除待镀区域外的N型重掺区，所述背电极材质为铝或银铝合金且其与铝背结电性连接。

以下将详述太阳电池镀膜设备各构件的详细结构。

镀膜槽1用于盛放电镀液供待镀太阳电池6在其中镀膜，所述金属阳极2设置在镀膜槽1中且与待镀太阳电池6的正电极电性连接，其可为电镀槽1补充电镀金属离子。所述金属阳极2为籽晶层金属、第一电极金属或第二电极金属，所述第一电极金属镀设在籽晶层金属上，所述第二电极金属镀设在籽晶层金属上或第一电极金属上。所述籽晶层金属为镍，对应的电镀液包括水溶性镍盐(可为硫酸镍或氯化镍等)、硼酸和湿润剂等可提高镀膜速度或质量的添加剂；所述第一电极金属材质为铜，对应的电镀液包括水溶性铜盐(可为硫酸铜等)、硫酸、整平剂和光亮剂等可提高镀膜速度或质量的添加剂；所述第二电极金属材质为银，对应的电镀液包括水溶性银盐(可为硝酸银等)、硝酸和光亮剂等可提高镀膜速度或质量的添加剂。

所述待镀太阳电池传输模块3水平铺设在镀膜槽1中，可通过垂直设置在镀膜槽1的槽壁上来实现其在镀膜槽1中的水平铺设。所述待镀太阳电池传输模块3用于传输受光面朝下设置的待镀太阳电池6，其包括多个配套设置且以相同线速度水平传输待镀太阳电池6的上辊轮30和下辊轮32，所述上辊轮30电性连接在待镀太阳电池6的背电极和电镀液之间。结合参见图3，所述上辊轮30包括主轴300和环绕设置在主轴300上的弹性导电件302，所述弹性导电件302与待镀太阳电池6的背电极接触，所述弹性导电件302可为金属弹簧或弹性轮等。

参见图3，在本实施例中，所述弹性导电件302为金属弹簧，所述金属弹簧为栅栏形，其具有与待镀太阳电池6背面电极接触的接触部A以及不与待镀太阳电池6接触的连接部B，所述接触部A和连接部B对应栅栏的凸起和凹陷，所述接触部A与待镀太阳电池6的铝背场区域接触，所述连接部B与背电极区域相对。

在本实用新型其他实施例中，所述金属弹簧可为纺锤形，所述与待镀太阳电池背面电极接触的接触部和不与待镀太阳电池接触的连接部分别对应纺锤的中部和两侧。

所述储液槽4和电镀槽1通过管道连接40，所述管道上设置有泵浦42，所述储液槽4中的电镀液通过泵浦42驱动至镀膜槽1。

镀膜光源5用于照射待镀太阳电池6的受光面且在待镀太阳电池6上产生光生电能，所述待镀太阳电池6通过所述光生电能在其待镀区域上镀膜。

参见图2，结合参加图1，在本实施例中，所述镀膜光源5设置在镀膜槽1中且包括多组并列设置的光源串50，所述光源串50可与所述金属阳极2交错排布或设置在金属阳极2上，所述光源串50包括多个串联连接的发光二极管500和包覆在多个发光二极管500外用于隔离电镀液的透明保护壳502。所述多个串联连接的发光二极管500连接在电源P上，所述发光二极管500照射待镀太阳电池6的光照强度能使太阳电池上产生600毫伏左右的光生电压。所述透明保护壳502的材质为石英玻璃。所述光源串50通过电镀液进行冷却。需强调的是，所述透明保护壳502在电镀液中的部分为密封的，发光二极管500与电源P连接在透明保护壳502延伸出镀膜槽1外的部分实现。

参见图4，结合参见图5，图4显示了本实用新型的太阳电池镀膜设备的第二实施例的组成结构示意图，所述太阳电池镀膜设备包括镀膜槽1、金属阳极2、待镀太阳电池传输模块3、储液槽4和镀膜光源5’，本实施例中镀膜槽1、金属阳极2、待镀太阳电池传输模块3、储液槽4与第一实施例中对应部分相同。本实施例中的镀膜光源5’与第一实施例的镀膜光源5不同，以下结合图4和图5对本实施例中的镀膜光源5’进行详述。

镀膜光源5’设置在镀膜槽1的外底部，包括多个串联和/或并联连接的发光二极管50’以及设置容纳发光二极管50’的底座52’，所述发光二极管50’与所述金属阳极2交错排布以降低金属阳极2的遮光，所述多个发光二极管50’先几个串联为一组，然后再对每组进行并联，所有并联好的组再统一并联连接在电源P上。所述底座52’上对应发光二极管50’设置有多个凹槽(未图示)，所述发光二极管50’设置在凹槽中，所述基座52’中具有冷却管道(未图示)，冷却管道中通有冷却液来对发光二极管50’进行冷却。所述镀膜槽1的底部为透光材质，例如为透明聚乙烯(PE)、透明聚偏氟乙烯(PVDF)或透明聚四氟乙烯(PTFE)等。

需说明的是，所述上辊轮30的弹性导电件302上可连接有补充电源，所述补充电源与待镀太阳电池6串联连接且对待镀太阳电池6供电以控制待镀太阳电池6受光面的镀膜速度，例如增加待镀太阳电池6上的电压以增加其镀膜速度，或减小待镀太阳电池6上的电压来降低其镀膜速度。

采用图1或图4所示的本实用新型太阳电池镀膜设备对太阳电池进行镀膜时，首先提供待镀太阳电池6；接着将待镀太阳电池6受光面朝下放置在待镀太阳电池传输模块2上且通过其传输至镀膜槽1的镀膜槽1中，所述待镀太阳电池6的部分淹没在电镀液中；然后所述待镀太阳电池6通过镀膜光源5照射其受光面而产生光生电能；所述待镀太阳电池6通过光生电能在其待镀区域即受光面电极区上镀膜。

综上所述，本实用新型的太阳电池镀膜设备包括镀膜槽1、待镀太阳电池传输模块2和镀膜光源5，待镀太阳电池6通过多个配套设置且以相同线速度水平传输待镀太阳电池6的上辊轮30和下辊轮32传输至镀膜槽1中，所述待镀太阳电池6通过上辊轮30与电镀液形成电镀回路，所述待镀太阳电池6部分浸泡在电镀液中且在镀膜光源5的照射下其上产生光生电能并藉此在其受光面的待镀区域上电镀形成电极。本实用新型提高了镀膜的可靠性和效率，降低太阳电池镀膜的碎片率，并避免必须外接电镀电源。

Claims (16)

1.一种太阳电池镀膜设备，用于在待镀太阳电池的受光面的待镀区域上镀膜，其特征在于，包括：

镀膜槽，用于盛放电镀液，所述电镀液中设置有多个用于在待镀区域上镀膜且与待镀太阳电池正极连接的金属阳极，所述待镀太阳电池具有硅衬底、形成在硅衬底上的PN结、位于太阳电池受光面上的减反膜以及设置在背光面上的背电极，所述减反膜覆盖除待镀区域外的受光面；

待镀太阳电池传输模块，水平铺设在镀膜槽中且用于传输受光面朝下设置的待镀太阳电池，包括多个配套设置且以相同线速度水平传输待镀太阳电池的上辊轮和下辊轮，所述上辊轮电性连接在待镀太阳电池的背电极和电镀液之间；以及

镀膜光源，用于照射待镀太阳电池的受光面且在待镀太阳电池上产生光生电能，所述待镀太阳电池通过所述光生电能在其待镀区域上镀膜。

2.根据权利要求1所述的太阳电池镀膜设备，其特征在于，所述镀膜光源设置在镀膜槽的外底部，包括多个串联和/或并联连接的发光二极管，所述镀膜槽底部为透光材质，所述金属阳极与所述发光二极管交错排布。

3.根据权利要求2所述的太阳电池镀膜设备，其特征在于，所述镀膜槽底部的材质为透明聚乙烯、透明聚偏氟乙烯或透明聚四氟乙烯。

4.根据权利要求1所述的太阳电池镀膜设备，其特征在于，所述镀膜光源设置在镀膜槽中且包括多组并列设置的光源串，所述光源串与所述金属阳极交错排布或设置在金属阳极上，所述光源串包括多个串联连接的发光二极管和包覆在多个发光二极管外用于隔离电镀液的透明保护壳。

5.根据权利要求4所述的太阳电池镀膜设备，其特征在于，所述透明保护壳的材质为石英玻璃。

6.根据权利要求1所述的太阳电池镀膜设备，其特征在于，所述待镀太阳电池的受光面和背光面分别为太阳电池的负极和正极，所述待镀太阳电池的硅衬底为P型，所述受光面上形成有N型掺杂区且其与硅衬底形成PN结，所述减反膜覆盖所述N型掺杂区，所述背光面上形成有背场，所述背电极与背场电性连接。

7.根据权利要求1所述的太阳电池镀膜设备，其特征在于，所述待镀太阳电池的受光面和背光面分别为太阳电池的负极和正极，所述待镀太阳电池的硅衬底为N型，所述背光面上形成有P型掺杂区且其与硅衬底形成PN结，所述受光面上形成有N型重掺区，所述减反膜覆盖所述N型重掺区，所述背电极与P型掺杂区电性连接。

8.根据权利要求1所述的太阳电池镀膜设备，其特征在于，所述待镀太阳电池受光面的待镀区域为其电极区域，所述金属阳极为籽晶层金属、第一电极金属或第二电极金属，所述第一电极金属镀设在籽晶层金属上，所述第二电极金属镀设在籽晶层金属上或第一电极金属上。

9.根据权利要求8所述的太阳电池镀膜设备，其特征在于，所述籽晶层金属为镍，对应的电镀液包括水溶性镍盐、硼酸和湿润剂；所述第一电极金属材质为铜，对应的电镀液包括水溶性铜盐、硫酸、整平剂和光亮剂；所述第二电极金属材质为银，对应的电镀液包括水溶性银盐、硝酸和光亮剂。

10.根据权利要求1所述的太阳电池镀膜设备，其特征在于，所述太阳电池镀膜设备还包括储液槽，所述储液槽和电镀槽通过管道连接，所述管道上设置有泵浦，所述储液槽中的电镀液通过泵浦驱动至镀膜槽。

11.根据权利要求1所述的太阳电池镀膜设备，其特征在于，所述上辊轮包括主轴和环绕设置在主轴上的弹性导电件，所述弹性导电件与待镀太阳电池的背电极接触。

12.根据权利要求11所述的太阳电池镀膜设备，其特征在于，所述弹性导电件通过连接导线电性连接至电镀液，所述金属阳极电性连接在所述连接导线上。

13.根据权利要求11所述的太阳电池镀膜设备，其特征在于，所述弹性导电件为金属弹簧，所述金属弹簧具有与待镀太阳电池背面电极接触的接触部以及不与待镀太阳电池接触的连接部。

14.根据权利要求13所述的太阳电池镀膜设备，其特征在于，所述金属弹簧为纺锤形，所述接触部和连接部对应纺锤的中部和两侧。

15.根据权利要求13所述的太阳电池镀膜设备，其特征在于，所述金属弹簧为栅栏形，所述接触部和连接部对应栅栏的凸起和凹陷。

16.根据权利要求11所述的太阳电池镀膜设备，其特征在于，所述弹性导电件上连接有补充电源，所述补充电源与待镀太阳电池串联连接以控制其受光面的镀膜速度。

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