CN220149699U - 一种太阳能电池片电镀铜的实验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种太阳能电池片电镀铜的实验装置，包括箱体和电源，所述箱体用于盛放电镀液，所述箱体底部设有光源，所述电源设置在所述箱体外部，所述电源的正极连接阳极金属片，所述阳极金属片设置在所述箱体的内壁上，与所述电镀液接触，所述电源的负极连接有阴极金属片，其中，太阳能电池片可放置在所述电镀液上表面，所述阴极金属片放置在所述太阳能电池片上方，所述光源照射所述太阳能电池片使用所述电镀液对所述太阳能电池片进行光诱导电镀。本实用新型的有益效果是简化了太阳能电池片实验室电镀铜的操作步骤，能实时观察电镀过程，结构简单，操作便捷，成本低廉。
Description
技术领域
本实用新型属于太阳能电池制造技术领域，尤其是涉及一种太阳能电池片电镀铜的实验装置。
背景技术
太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。只要被光照到，瞬间就可输出电压及电流。在晶体硅太阳能电池中，电池片正电极栅线的制备是关键技术，正电极栅线是收集太阳能电池发出的电流的必要部件，其性能直接影响电池的能量转换效率。目前，太阳能电池片正电极栅线采用丝网印刷技术将银浆透过丝网网孔压印在硅片上。但是银浆成本较高，银浆是电池工艺端金属化最主要的原料，占到电池片成本的10％～20％。随着光伏能源的飞速发展，为了进一步降低成本，由于铜的导电性接近银，价格只有银的1％，以铜为原料制作正电极栅线逐渐兴起。由于铜的熔点较高，采用丝网印刷技术制作正电极栅线容易损坏太阳能电池片，因此采用电镀铜的方式进行正电极栅线的制作。
在现有技术中，常规电镀设备昂贵、笨重，需要大量的化学药剂和配套设施，操作复杂，成本昂贵且无法准确观察实验过程，不适合在实验室进行实验。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种太阳能电池片电镀铜的实验装置，有效的解决了现有的电镀设备不适合进行实验室电镀铜的问题，克服了现有技术的不足。
本实用新型采用的技术方案是：一种太阳能电池片电镀铜的实验装置，包括：
箱体，用于盛放电镀液，所述箱体底部设有光源；
电源，设置在所述箱体外部，所述电源的正极连接阳极金属片，所述阳极金属片设置在所述箱体的内壁上，与所述电镀液接触，所述电源的负极连接有阴极金属片；
其中，太阳能电池片可放置在所述电镀液上表面，所述阴极金属片放置在所述太阳能电池片上方，所述光源照射所述太阳能电池片使用所述电镀液对所述太阳能电池片进行光诱导电镀。
进一步，所述箱体包括上层箱体和下层箱体，所述上层箱体用于盛放所述电镀液，所述下层箱体用于放置所述光源。
进一步，所述阳极金属片设置在所述上层箱体的相对内壁上。
进一步，所述上层箱体设有支撑杆，用于支撑所述太阳能电池片，使所述太阳能电池片的待镀面与所述电镀液的上表面接触。
进一步，所述支撑杆的数量为(2～4)根。
进一步，所述光源为LED灯。
进一步，所述箱体被构造成透明结构。
进一步，所述阴极金属片的长度和宽度均小于所述太阳能电池片。
进一步，所述电源为恒流电源。
本实用新型具有的优点和积极效果是：由于采用上述技术方案，简化了太阳能电池片实验室电镀铜的操作步骤，能实时观察电镀过程，结构简单，操作便捷，成本低廉。
附图说明
图1是本实用新型实施例一种太阳能电池片电镀铜的实验装置的整体结构示意图。
图中：
1、箱体 2、阳极金属片 3、电源
4、阴极金属片 5、太阳能电池片 6、隔层
7、上层箱体 8、下层箱体 9、支撑杆
10、光源
具体实施方式
本实用新型实施例提供了一种太阳能电池片电镀铜的实验装置，下面结合附图对本实用新型的实施例做出说明。
在本实用新型实施例的描述中，需要理解的是，术语“顶部”、“底部”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
如图1所示，本实用新型实施例一种太阳能电池片电镀铜的实验装置，包括箱体1，用于盛放电镀液，由于本实验装置是电镀铜，因此电镀液中含有铜离子。箱体1底部设有光源10。箱体1的具体形状不做限制，在本实施例中，箱体1的形状为立方体，箱体1顶部为开口状，便于向电镀液表面放置太阳能电池片5。在箱体1的内壁上安装有阳极金属片2，与电镀液接触。电源3设置在箱体1外部，电源3的正极与阳极金属片2采用导线连接，电源3的负极采用导线连接有阴极金属片4。阳极金属片2与阴极金属片4的材质不做限制，只要可以导电即可。在本实施例中，阳极金属片2与阴极金属片4均采用导电性能较好的铜制成。太阳能电池片5可放置在箱体1内，使太阳能电池片5的正面与电镀液上表面接触，阴极金属片4放置在太阳能电池片5上方与其接触，光源10照射太阳能电池片5，使太阳能电池片5导电，使得电源3、阳极金属片2、电镀液、太阳能电池片5、阴极金属片4形成回路，将电镀液中的铜离子附着在太阳能电池片5的正面，对其进行光诱导电镀。
具体的，箱体1设有隔层6，将整个箱体1分为上下两层，包括上层箱体7和下层箱体8，上层箱体7用于盛放电镀液，下层箱体8用于放置光源10。上层箱体7的高度大于下层箱体8的高度。
为了使电镀液中的铜离子能够均匀的附着在太阳能电池片5中，在上层箱体7的相对内壁上设置有两块相同的阳极金属片2。为了保证观察视野，在本实施例中，只设置一对阳极金属片2，分别设置在上层箱体7相对的两内壁上，阳极金属片2的形状和大小与上层箱体7的内壁适配。固定方式不限，可以采用粘接可也采用卡扣固定，注意卡扣需使用绝缘材料。
为了使太阳能电池片5正面与电镀液表面接触，整个太阳能电池片5又不完全浸入电镀液，上层箱体7的内壁上安装有支撑杆9，支撑杆9设置在同一水平面上对太阳能电池片5进行支撑。支撑杆9的材质为绝缘材料，可以为有机玻璃。
支撑杆9的数量既要保证对太阳能电池片5进行稳定的支撑，又不能影响电镀效果。优选的，支撑杆9的数量为(2～4)根。当太阳能电池片5较小时可采用两根支撑杆9，当太阳能电池片5较大时，由于太阳能电池片5较薄，且上方放置了阴极金属片4，仅使用两根支撑杆9对其支撑，太阳能电池片5中部易产生凹陷变形，电镀液易漫过太阳能电池片5，影响电镀效果，因此使用三根或者四根支撑杆9对其进行稳固支撑。支撑杆9数量过多，会对太阳能电池片5进行遮挡，影响电镀效果。
优选的，光源10采用LED灯，LED灯亮度大可以保证太阳能电池片5产生足够的电流导通整个回路，同时LED灯发出的光为冷光，对电镀的影响也较小。为了便于调节灯光强度，LED灯采用遥控进行控制。太阳能电池片5的面积越大，灯光强度越大。
为了便于观察电镀效果，箱体1被构造成透明结构。在本实施例中，箱体1的材料选用透明的有机玻璃。透过有机玻璃观察太阳能电池片5的电镀情况，随时调整电流强度、LED灯的光强或者电镀液的配比等影响电镀效果的因素来优化电镀效果。
具体的，阴极金属片4的长度和宽度要小于太阳能电池片5，为太阳能电池片5的80％～90％，确保阴极金属片4完全置于太阳能电池片5的上方，避免阴极金属片4与电镀液接触，影响电镀效果。
为了保证电镀效果，电源3为恒流电源，电流设置在(0.05～0.5)A之间，太阳能电池片5需要镀的面积越大，电流越大，确保电流密度在(1～10)A/dm2之间，避免电流过大，损坏太阳能电池片5。
工作原理：太阳能电池片5表面附着一层氮化硅层，氮化硅层绝缘不导电，使用激光在太阳能电池片5正面刻出正电极栅线的网格形状。当进行电镀时，将太阳能电池片5的正面朝下放置在支撑杆9上，在上层箱体7注入含有铜离子的电镀液，使电镀液上表面刚好与太阳能电池片5正面接触。调整电源3电流，打开LED灯，当光源10照射太阳能电池片5上时，太阳能电池片5产生电流，使得电源3、阳极金属片2、电镀液、太阳能电池片5、阴极金属片4形成回路，电镀液中的铜离子按照太阳能电池片5正电极栅线的网格形状附着在太阳能电池片5的正面上，进行光诱导电镀，从而完成正电极栅线的制作。本装置除了可以用于电镀铜，也可以通过选用不同的电镀液，电镀液中含有不同的金属离子，比如镍、铜、银、锡，进行不同金属离子的电镀。
本实用新型具有的优点和积极效果：
由于采用上述技术方案，简化了太阳能电池片实验室电镀铜的操作步骤，通过设置透明的箱体，能够实时观察电镀过程，随时调整各项参数，满足太阳能电池片多种栅线的电镀效果，达到实验验证的目的，结构简单，操作便捷，成本低廉。
以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
Claims (7)
1.一种太阳能电池片电镀铜的实验装置，其特征在于，包括：
箱体，用于盛放电镀液，所述箱体底部设有光源；
电源，设置在所述箱体外部，所述电源的正极连接阳极金属片，所述阳极金属片设置在所述箱体的内壁上，与所述电镀液接触，所述电源的负极连接有阴极金属片；
其中，所述箱体包括上层箱体和下层箱体，所述上层箱体用于盛放所述电镀液，所述下层箱体用于放置所述光源，所述阳极金属片设置在所述上层箱体的相对内壁上，太阳能电池片可放置在所述电镀液上表面，所述阴极金属片放置在所述太阳能电池片上方，所述光源照射所述太阳能电池片使用所述电镀液对所述太阳能电池片进行光诱导电镀。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能电池片电镀铜的实验装置，其特征在于：所述上层箱体设有支撑杆，用于支撑所述太阳能电池片，使所述太阳能电池片的待镀面与所述电镀液的上表面接触。
3.根据权利要求2所述的一种太阳能电池片电镀铜的实验装置，其特征在于：所述支撑杆的数量为2～4根。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种太阳能电池片电镀铜的实验装置，其特征在于：所述光源为LED灯。
5.根据权利要求1-3任一所述的一种太阳能电池片电镀铜的实验装置，其特征在于：所述箱体被构造成透明结构。
6.根据权利要求1-3任一所述的一种太阳能电池片电镀铜的实验装置，其特征在于：所述阴极金属片的长度和宽度均小于所述太阳能电池片。
7.根据权利要求1-3任一所述的一种太阳能电池片电镀铜的实验装置，其特征在于：所述电源为恒流电源。
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