電鍍銅是一種常見的表面處理方法,用于在金屬表面形成一層銅膜,以提高其耐腐蝕性、導(dǎo)電性和美觀度。電鍍銅的關(guān)鍵是電鍍液,它是由多種化學(xué)物質(zhì)組成的復(fù)雜溶液,主要成分包括以下幾種:1.銅鹽:電鍍液中主要的成分是銅鹽,通常使用的是硫酸銅或酒石酸銅。銅鹽是電鍍銅的原料,通過電解反應(yīng)將其還原成銅金屬。2.酸:電鍍液中的酸可以起到調(diào)節(jié)pH值的作用,使電鍍液保持在適宜的酸堿度范圍內(nèi)。常用的酸有硫酸、酒石酸、草酸等。3.添加劑:電鍍液中還需要添加一些特殊的添加劑,以控制電鍍過程中的各種參數(shù),如電流密度、溫度、表面張力等。常用的添加劑有增塑劑、緩沖劑、表面活性劑等。4.離子:電鍍液中還包含一些離子,如氯離子、硫酸根離子等,它們可以影響電鍍過程中的離子傳輸和沉積速度??傊?,電鍍液是一種復(fù)雜的化學(xué)溶液,其中的各種成分都起到了重要的作用,它們共同作用才能實現(xiàn)高質(zhì)量的電鍍銅。電鍍銅設(shè)備電鍍環(huán)節(jié)主要包括水平鍍、垂直鍍、光誘導(dǎo)電鍍等。上海電鍍銅金屬化設(shè)備
電鍍銅是一種非接觸式的銅電極制備工藝,有望助力光伏電池實現(xiàn)完全無銀化。銅電鍍技術(shù)在印刷電路板PCB等行業(yè)應(yīng)用成熟,亦可用于晶硅電池金屬化環(huán)節(jié),其原理是在基體金屬表面通過電解方法沉積金屬銅制作銅柵線,進(jìn)而作為電極收集光伏效應(yīng)產(chǎn)生的載流子。銅電鍍工藝發(fā)展優(yōu)勢明顯,較銀漿絲網(wǎng)印刷具備更低的銀漿成本、更優(yōu)的導(dǎo)電性能、更好的塑性和高寬比,有望替代高銀耗的絲網(wǎng)印刷技術(shù),進(jìn)一步提高電池效率和降低銀漿成本,助力HJT和XBC電池降本增效和規(guī)模化發(fā)展山東HJT電鍍銅設(shè)備組件電鍍銅在種子層制備方式上,采用物理的氣相沉積(PVD)。
光伏電池是光伏系統(tǒng)實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的重要的器件,其制備流程主要分為清洗制絨、擴(kuò)散制結(jié)、正背面鍍膜、金屬化印刷固化等幾大工藝環(huán)節(jié)。金屬化環(huán)節(jié)主要用于制作光伏電池電極柵線,通過在電池兩側(cè)印刷銀漿固化金屬電極,使得電極與電池片緊密結(jié)合,形成高效的歐姆接觸以實現(xiàn)電流輸出。金屬化環(huán)節(jié)主要有銀漿絲網(wǎng)印刷、銀包銅絲印、激光轉(zhuǎn)印、電鍍銅、噴墨打印等幾類工藝,傳統(tǒng)的絲網(wǎng)印刷成熟簡單是目前主流量產(chǎn)技術(shù)路線,其他工藝尚未實現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。
光伏電鍍銅工藝路線優(yōu)勢之增效:(1)銅電鍍電極導(dǎo)電性能優(yōu)于銀柵線,且與TCO層的接觸特性更好,促進(jìn)提高電池轉(zhuǎn)換效率。A.金屬電阻率影響著電極功率損耗與導(dǎo)電性能,純銅具有更低電阻率。異質(zhì)結(jié)低溫銀漿主要由銀粉、有機(jī)樹脂等材料構(gòu)成,漿料固化后部分有機(jī)物不導(dǎo)電,使低溫銀漿的電阻率較高、電極功率損耗較大;同時,由于低溫銀漿燒結(jié)溫度不超過250℃,漿料中Ag顆粒間粘結(jié)不緊密,具有較多的空隙,導(dǎo)致其線電阻的提高及串聯(lián)電阻的增加。而銅電鍍柵線使用純銅,其電阻率接近純銀但明顯低于低溫銀漿,且其電極結(jié)構(gòu)致密均勻,沒有明顯空隙,可實現(xiàn)更低的線電阻率,降低電池電極歐姆損耗、提高電性能。B.金屬與TCO層的接觸特性影響著異質(zhì)結(jié)太陽電池載流子收集、附著特性及電性能,銅電鍍電極更具優(yōu)勢。銀漿料與TCO透明導(dǎo)電薄膜之間的接觸存在孔洞較多,造成其金屬-半導(dǎo)體接觸電阻的增加和電極附著性降低,影響了載流子的傳輸。而銅電鍍電極易與透明導(dǎo)電薄膜緊密附著,無明顯孔洞,使接觸電阻較小,可以提高載流子收集幾率。電鍍銅工藝能夠?qū)崿F(xiàn)自動化生產(chǎn),提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
電鍍銅導(dǎo)電性與發(fā)電效率雙重提升金屬柵線電極與透明導(dǎo)電膜之間形成一個非整流的接觸——歐姆接觸,歐姆接觸效果決定電池導(dǎo)電性與發(fā)電效率能否達(dá)到適合。影響歐姆接觸效果的因素有接觸面緊密結(jié)合度、柵線材料電阻率,電阻率越大,電池片對電子或載流子的負(fù)荷越高,電子或載流子的通過率越差。銅柵線導(dǎo)電性強(qiáng)于銀漿。銅的導(dǎo)電性與銀相近,但銀漿屬于混合物膠體,銅柵線是純銅,因此銅柵線的電阻率更低,銅柵線電阻率是1.7Ω/m,銀漿的電阻率大約為5-10Ω/m。電鍍銅工藝是一種低成本、高效的金屬表面處理技術(shù),能夠提高生產(chǎn)效率和降低成本。山東HJT電鍍銅設(shè)備組件
光伏電鍍銅技術(shù),開啟無銀時代。上海電鍍銅金屬化設(shè)備
異質(zhì)結(jié)電鍍銅的主要工序:前面的兩道工藝制絨和 PVD 濺射。增加的工藝是用曝光機(jī)替代絲網(wǎng)印刷機(jī)和烤箱。具體分為圖形化和金屬化兩個環(huán)節(jié):(1)圖形化:先使用 PVD 設(shè)備做一層銅的種子層,然后使用油墨印刷機(jī)(掩膜一體機(jī))的濕膜法制作掩膜。在經(jīng)過掩膜一體機(jī)的印刷、烘干、曝光處理后,在感光膠或光刻膠上的圖形可以通過顯影的方法顯現(xiàn) 出來,即圖形化工藝。(2)金屬化:首先完成銅的沉積 (電鍍銅),然后使用不同的抗氧化方法進(jìn)行處理(電鍍鋅或使用抗氧化劑制作保護(hù)層)。然后去掉之前的掩膜、銅種子層,露 出原本的 ITO。然后做表面處理,比如文字、標(biāo)簽或者組裝玻璃,這是一整道工序,即完成銅電鍍的所有過程。上海電鍍銅金屬化設(shè)備