光伏電鍍銅工藝

來源: 發(fā)布時間:2024-01-18

異質結電鍍銅的主要工序:前面的兩道工藝制絨和PVD濺射。增加的工藝是用曝光機替代絲網(wǎng)印刷機和烤箱。具體分為圖形化和金屬化兩個環(huán)節(jié):(1)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行處理(電鍍鋅或使用抗氧化劑制作保護層)。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。(2)圖形化:先使用PVD設備做一層銅的種子層,然后使用油墨印刷機(掩膜一體機)的濕膜法制作掩膜。在經(jīng)過掩膜一體機的印刷、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。電鍍銅技術路線是對傳統(tǒng)絲網(wǎng)印刷環(huán)節(jié)的替代,可以分為“種子層制備 +圖形化+金屬化+后處理”四大環(huán)節(jié)。光伏電鍍銅工藝

光伏電鍍銅工藝,電鍍銅

電鍍銅裝備中工序包括種子層制備、圖形化、電鍍三大環(huán)節(jié),涌現(xiàn)多種設備方案。電鍍銅 工藝尚未定型,各環(huán)節(jié)技術方案包括(1)種子層:設備主要采用 PVD,主要技術分歧 在于是否制備種子層、制備整面/局部種子層和種子層金屬選用;(2)圖形化:感光材料 分為干膜和油墨,主要技術分歧在于曝光顯影環(huán)節(jié)選用掩膜類光刻/LDI 激光直寫/激光 開槽;(3)電鍍:主要技術分歧在于水平鍍/垂直鍍/光誘導電鍍。釜川(無錫)智能科技有限公司,以半導體生產設備、太陽能電池生產設備為主要產品,打造光伏設備一體化服務。擁有強大的科研團隊,憑借技術競爭力,在清洗制絨設備、PECVD設備、PVD設備、電鍍銅設備等方面都有獨特優(yōu)勢;以高效加工制造、快速終端交付的能力,為客戶提供整線工藝設備的交付服務。廣東泛半導體電鍍銅絲網(wǎng)印刷電鍍銅工藝是一種低成本、高效的金屬表面處理技術,能夠提高生產效率和降低成本。

適用電鍍銅工藝的光伏電池片產能:當前PERC生產成本相對較低,且由于具備更高效率的N型電池,如TOPCon、HJT、IBC出現(xiàn),我們認為未來PERC電池會被逐步替代,PERC電池不具有采用電鍍銅工藝的必要性。N型電池作為新技術路線,降本是其規(guī)?;l(fā)展邏輯,電鍍銅工藝作為降本增效的技術,為其降本可選技術路線之一。根據(jù)CPIA對各類電池技術市場占比變化趨勢的預測,我們計算得出2022年到2030年,適用電鍍銅工藝的全球N型電池(TOPCon、HJT、IBC)產能自13.87GW增長至504.28GW。

銅電鍍與傳統(tǒng)絲網(wǎng)印刷的差異主要在TCO膜制備工序之后,前兩道的工藝制絨與PVD濺射未變:傳統(tǒng)異質結產線在TCO膜制備之后采用銀漿印刷和燒結,而銅電鍍則把銀漿絲網(wǎng)印刷替換成制備銅柵線的圖形化和金屬化兩大工序。圖形化工藝:PVD(相沉積法)設備在硅片TCO表面濺射一層100nm的銅種子層,使用石蠟或油墨印刷機(掩膜一體機)的濕膜法制作掩膜/噴涂感光膠,印刷、烘干后經(jīng)過曝光機曝光處理后,將感光膠或光刻膠上的圖形顯影。金屬化工藝:特定圖形的銅沉積(電鍍銅),然后使用不同的抗氧化方法進行處理(電鍍鋅或使用抗氧化劑制作保護層),除去之前的掩膜/感光膠,刻蝕去除多余銅種子層,避免電鍍銅在種子層腐蝕過程中引入缺陷,露出原本的TCO,其后再進行表面處理,至此形成完整的銅電鍍工序。整個過程使用的主要設備是電鍍設備。電鍍銅工序包括電鍍環(huán)節(jié)。

光伏電鍍銅工藝路線優(yōu)勢之增效:(1)銅電鍍電極導電性能優(yōu)于銀柵線,且與TCO層的接觸特性更好,促進提高電池轉換效率。A.金屬電阻率影響著電極功率損耗與導電性能,純銅具有更低電阻率。異質結低溫銀漿主要由銀粉、有機樹脂等材料構成,漿料固化后部分有機物不導電,使低溫銀漿的電阻率較高、電極功率損耗較大;同時,由于低溫銀漿燒結溫度不超過250℃,漿料中Ag顆粒間粘結不緊密,具有較多的空隙,導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,且其電極結構致密均勻,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結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透明導電薄膜之間的接觸存在孔洞較多,造成其金屬-半導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。PVD鍍膜設備的技術經(jīng)驗可延伸至HJT電鍍銅工藝。廣東泛半導體電鍍銅絲網(wǎng)印刷

電鍍銅具有良好的抗沖擊性和抗劃痕性,可以在各種環(huán)境下保持金屬的光澤和完整性。光伏電鍍銅工藝

光伏電鍍銅裝備插片式電鍍:將待鍍電池設置在陰極導電支架上,向下插入使一個導電支撐單元位于相鄰兩個陽極板組件之間以實現(xiàn)電鍍。根據(jù)相關描述,該設備可實現(xiàn)雙面電鍍,單線可做到14000整片/小時,破片率<0.02%,提高了裝置產能和電鍍質量,降低了不良率,結構合理、占地面積小。此外,根據(jù)相關技術通過將電池片設置在導電支撐單元上,移動陰極導電花籃使導電支撐單元在多個陽極單元的陽極板組件間移動以實現(xiàn)電鍍;該電鍍裝置產能可達24000整片/小時,電鍍均勻性更好,提高了電鍍質量,減少了碎片風險光伏電鍍銅工藝