CN204550742U - 一种制备hit太阳能电池栅线电极的电镀装置及设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种制备HIT太阳能电池栅线电极的电镀装置及设备，其包括：电镀室，所述电镀室内设有电镀液；所述电镀室内设有第一阳极板、第二阳极板；连接第一阳极板的第一电源及连接第二阳极板的第二电源；挂钩，所述挂钩用于夹持太阳能电池基板，太阳能电池基板两面暴露出种晶层；所述挂钩位于第一阳极板及第二阳极板之间；所述挂钩上设有第一阴极接点与第一电源连接，设有第二阴极接点与第二电源连接；所述第一阳极板、第一电源与第一阴极接点组成一组偏压电极；所述第二阳极板、第二电源与第二阴极接点组成另一组；两组偏压电极分别对太阳能电池基板两面的种晶层电镀导电层。本实用新型提高了生产良率，改善了电镀质量，降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池领域，尤其涉及一种制备HIT太阳能电池栅线电极的电镀装置及设备。
背景技术
HIT太阳能电池是一种利用晶体硅基板和非晶硅薄膜制成的混合型太阳能电池，相对传统单/多晶硅电池，有更高的发电效率，更好的稳定性和更低的成本。
如图1和图2，HIT太阳能电池包括前侧电极508A、前侧减反层505A、p层a-Si 503、前侧i层a-Si 502A、n型c-Si衬底501、后侧i层a-Si 502B、n+层a-Si 504、后侧减反层505B、后侧电极508B。当太阳光照在太阳能电池上时，入射光子能量会激发P/N层中的电子，形成“电子-空穴”对，在内建电场的作用下，空穴和电子分别扩散到电池前侧510A和后侧510B，并分别被前侧电极508A和后侧电极508B收集，所以电极和硅片的接触电阻和电极本身的体电阻对电池的特性都有很大的影响，由于其处在电池表面，因此一般设计成栅线结构。
目前，HIT太阳能电池的栅线电极制备主要分为两种形式：1、多次丝网印刷银浆方式，2、有挂具的电化学电镀铜方式。基于第一种方式制备的栅线电极接触电阻和体电阻较大；高宽比小，阴影损耗大；印刷压力导致破片率高；银材料本身的价格昂贵，制造成本高。采用第二种方式的栅线电极技术，虽然解决了丝网印刷存在的接触电阻大、体电阻大、阴影损失大等问题，但是由于太阳能电池基板500C摆放在挂具810上(如图3)，挂具变形以及从挂具810上 取放电池基板都会导致电池基板破裂，生产良率低；从挂具上取放电池基板和从电镀设备上取放挂具都比较困难，不易实现自动化流水作业(如图4)。
因此，开发一种更有效的制备太阳能电池栅线电极的加工设备，克服现有加工设备上存在的不足，对于提高晶硅太阳能电池的电转换效率及生产良率，降低生产成本有着重大意义和应用前景。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种制备HIT太阳能电池栅线电极的电镀装置及设备，其改善了电镀质量，也提高了生产良率。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种制备HIT太阳能电池栅线电极的电镀装置，其包括：电镀室，所述电镀室内设有电镀液；所述电镀室内设有第一阳极板、第二阳极板；连接第一阳极板的第一电源及连接第二阳极板的第二电源；挂钩，所述挂钩上用于夹持太阳能电池基板，太阳能电池基板两面暴露出种晶层；所述挂钩位于第一阳极板及第二阳极板之间；所述挂钩上设有第一阴极接点与第一电源连接，设有第二阴极接点与第二电源连接；所述第一阳极板、第一电源与第一阴极接点组成一组偏压电极；所述第二阳极板、第二电源与第二阴极接点组成另一组偏压电极；两组偏压电极分别对太阳能电池基板两面的种晶层电镀导电层。
优选的，所述电镀装置还包括溢流室及循环泵，所述溢流室与电镀室通过循环泵连通；循环泵将溢流室中的电镀液抽回到电镀室中，保证电镀液的流动性。
优选的，所述电镀装置还包括储液室、回流阀及升压泵；所述电镀室的电镀液通过回流阀流入储液室；所述储液室的电镀液通过升压泵抽回电镀室。
优选的，所述电镀装置还包括制动器，所述制动器连接挂钩。
一种电镀设备，为多个电镀装置连续排列，其还包括：上料工位：用于太阳能电池基板的上料；预处理槽：对太阳能电池基板进行预处理；后处理槽： 用于对电镀后的太阳能电池基板进行后处理；下料工位：用于太阳能电池基板的下料；脱挂槽：对电镀过程中电镀到挂钩上的电镀液进行处理。
本实用新型采用以上技术方案，实现了对太阳能电池基板通过电镀的方法电镀导电层电极铜(栅线电极)，使得导电层电极铜的接触电阻和体电阻都很小，且制备速度快，生产效率高，可以制备较厚的导电层电极铜，制成的导电层电极内应力小，不易折断，使用挂钩直接取放电池基板到电镀设备上，取消了取放挂具过程，减少了由于取放挂具造成的破片，提高了生产良率；不使用挂具，避免了由于挂具本身变形造成的破片以及电镀时挂具造成的扩散，改善了电镀质量，也提高了生产良率；没有挂具，减少设备维护工作量，降低了设备成本和生产成本；可以实现循环连续电镀，结构简洁，易于实现自动化流水作业。
附图说明
图1为现有含有前侧栅线电极的太阳能电池立体图；
图2为现有太阳能电池的剖视示意图；
图3为传统有挂具电镀方式电池基板排放在挂具上的示意图
图4为传统有挂具的电化学电镀装置的立体视图；
图5为本实用新型电镀装置的剖视示意图；
图6为本实用新型所电镀设备的立体示意图；
图7A-图7H为本实用新型所制备太阳能电池不同工艺阶段的剖视示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图5所示，本实用新型所述的电镀装置600，其包括：电镀室612，所 述电镀室612内设有电镀液；所述电镀室612内设有第一阳极板620A、第二阳极板620B；连接第一阳极板620A的第一电源640A及连接第二阳极板620B的第二电源640B；挂钩651，所述挂钩651用于夹持太阳能电池基板500C，所述太阳能电池基板500C两面暴露出种晶层5092A、5092B；所述挂钩651位于第一阳极板620A及第二阳极板620B之间；所述挂钩651上设有第一阴极接点641A与第一电源640A连接，设有第二阴极接点641B与第二电源640B连接；所述第一阳极板620A、第一电源640A与第一阴极接点641A组成一组偏压电极；所述第二阳极板620B、第二电源640B与第二阴极接点641B组成另一组偏压电极；两组偏压电极分别对太阳能电池基板500C两面的种晶层电镀导电层。所述电镀装置600还包括溢流室611及循环泵614，所述溢流室611与电镀室612通过循环泵614连通；循环泵614将溢流室611中的电镀液抽回到电镀室612中，保证电镀液的流动性，所述电镀装置还包括储液室613、回流阀616及升压泵615；所述电镀室612的电镀液通过回流阀616流入储液室；所述储液室613的电镀液通过升压泵615抽回电镀室。所述电镀装置600还包括制动器650，所述制动器650连接挂钩。
电镀时，为保证镀层的均匀性，电镀过程中，循环泵614始终把溢流过堰610B到溢流室611中的电镀液660B抽回到电镀室612中，且从电镀室612的下部进入，保证电镀装置中电镀液660A的流动性；在设备维护保养时，电镀液660A通过回流阀616流入储液室613，清空电镀室612，方便对电镀室612的清洗保养工作；需要时，再有升压泵615抽回电镀室612。
其中，如图6所示，本实用新型所述的电镀设备由多个电镀装置600组成，其还包括上料工位900、电池基板预处理槽910、电镀装置600、电池基板后处理槽920、下料工位930和脱挂槽940。电镀时，在上料工位900处，使用机械手(未示出)把一个或多个电池基板500C挂在挂钩651上，制动器650带动挂钩651进而带动电池基板500C从一个电镀装置移向另一个电镀装置，电镀完成后，在下料工位930处，使用机械手(未示出)把电池基板500C从挂钩651 上取下，挂钩651在制动器650的带动下移到脱挂槽940，对电镀过程中电镀到挂钩651上的电镀材料进行脱挂处理，脱挂后的挂钩651在制动器650的带动下移动到在上料工位900处，继续通过机械手把一个或多个电池基板500C挂在挂钩651上，进入下一个循环，进而实现连续电镀。
其中，制备太阳能电池的方法可以如下步骤：
参照图7A，采用PECVD的方法，以n型硅501为基板，经过清洗制绒后，制成有p(503)-i(502A)-n(501)-i(502B)-n+(504)结构的太阳能电池基板；
参照图7B，采用PVD的方法，在上述已制成p/n结的电池基板上连续沉积毯覆式前后侧减反层505A和505B(材料ITO)、前后侧阻障层5091A和5091B(氮化钛或氮化钽)、前后侧种晶层5092A和5092B(铜或铜合金)；
参照图7C，使用常规热压干膜方式，在上述前后侧毯覆式种晶层5092A和5092B上沉积掩蔽层506A和506B，此掩蔽层为一种可沉积在种晶层表面上的非导电性材料，一般是光阻之类的有机材料；
参照图7D，利用传统光微影蚀刻曝光及化学显影技术，移除掩蔽层的部分区域，将掩蔽层图案化，以暴露出基板表面上可导电的种晶层，即在掩蔽层506A和506B中形成槽507A、507B；
参照图7E，使用阴极电化学电镀铜的方法，即阴极偏压毯覆式种晶层，将太阳能电池基板500C放入到电镀装置600的挂钩651上，使得电镀液中的铜离子在槽507A、507B中曝露出来的种晶层上形成导电层电极5081A、5081B；
参照图7F，使用可溶解该掩蔽层所使用的材料的液体溶刻晶层表面上全部的掩蔽层；
参照图7G，使用湿蚀刻，将基板浸泡在合适的酸性或碱性溶液中，去除毯覆式减反射层表面上未使用的阻障层和种晶层或过量的导电层电极；
参照图7H，使用非电化学沉积法，在导电层电极5081A、5081B表面形成接点界面层5082A、5082B(材料：锡或锡合金)，使导电层电极与外部连线(未示出)焊接时形成良好的欧姆接点，减小接触电阻。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种制备HIT太阳能电池栅线电极的电镀装置，其特征在于，其包括：
电镀室，所述电镀室内设有电镀液；
所述电镀室内设有第一阳极板、第二阳极板；
连接第一阳极板的第一电源及连接第二阳极板的第二电源；
挂钩，所述挂钩用于夹持太阳能电池基板，太阳能电池基板两面暴露出种晶层；所述挂钩位于第一阳极板及第二阳极板之间；
所述挂钩上设有第一阴极接点与第一电源连接，设有第二阴极接点与第二电源连接；所述第一阳极板、第一电源与第一阴极接点组成一组偏压电极；所述第二阳极板、第二电源与第二阴极接点组成另一组偏压电极；两组偏压电极分别对太阳能电池基板两面的种晶层电镀导电层。
2.根据权利要求1所述的制备HIT太阳能电池栅线电极的电镀装置，其特征在于：所述电镀装置还包括溢流室及循环泵，所述溢流室与电镀室通过循环泵连通；循环泵将溢流室中的电镀液抽回到电镀室中，保证电镀液的流动性。
3.根据权利要求1所述的制备HIT太阳能电池栅线电极的电镀装置，其特征在于：所述电镀装置还包括储液室、回流阀及升压泵；所述电镀室的电镀液通过回流阀流入储液室；所述储液室的电镀液通过升压泵抽回电镀室。
4.根据权利要求1所述的制备HIT太阳能电池栅线电极的电镀装置，其特征在于：所述电镀装置还包括制动器，所述制动器连接挂钩。
5.一种包括权利要求1至4任一所述的电镀装置的电镀设备，其特征在于，其为多个电镀装置连续排列，其还包括：
上料工位：用于太阳能电池基板的上料；
预处理槽：对太阳能电池基板进行预处理；
后处理槽：用于对电镀后的太阳能电池基板进行后处理；
下料工位：用于太阳能电池基板的下料；
脱挂槽：对电镀过程中电镀到挂钩上的电镀液进行处理。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN106757220A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-05-31 | 华侨大学 | 一种适用于分段电镀的屏蔽层去除自动化生产线及其方法 |
| CN108123010A (zh) * | 2016-11-29 | 2018-06-05 | 茂迪股份有限公司 | 太阳能电池及其制造方法 |
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2014
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