南京新型電鍍銅工藝

來源: 發(fā)布時間:2024-04-14

銅電鍍是一種非接觸式的電極金屬化技術,在基體金屬表面通過電解方法沉積金屬銅制作銅柵線,收集光伏效應產(chǎn)生的 載流子。為解決電鍍銅與透明導電薄膜(TCO)之間的接觸與附著性問題,需先 使用 PVD 設備鍍一層極薄的銅種子層(100nm),銜接前序的 TCO 和后序的電 鍍銅,種子層制備后還需對其進行快速燒結處理,以進一步強化附著力。同時, 銅種子層作為后續(xù)電鍍銅的勢壘層,可防止銅向硅內(nèi)部擴散。銀漿成本高有四大降本路徑,兩大方向。一是減少高價低溫銀漿用量,例如多主 柵(MBB)、激光轉??;二是減少銀粉的用量,使用賤金屬替代部分銀粉,例 如銀包銅、電鍍銅。光伏電鍍銅技術,開啟無銀時代。南京新型電鍍銅工藝

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電鍍銅的電流效率是指在電鍍過程中,實際沉積在工件表面的銅質(zhì)量與理論上應沉積的銅質(zhì)量之比。電流效率的計算公式為:電流效率=實際沉積銅質(zhì)量/理論沉積銅質(zhì)量×100%其中,實際沉積銅質(zhì)量可以通過稱量電鍍前后工件的重量差來計算,而理論沉積銅質(zhì)量則可以通過法拉第電解定律來計算。法拉第電解定律表明,在相同的電流密度下,電解質(zhì)量與電流時間成正比,與電解液中離子濃度成正比。因此,在電鍍銅的過程中,需要控制電流密度和電解液中銅離子的濃度,以提高電流效率。同時,還需要注意電鍍過程中的溫度、攪拌速度、PH值等因素,以保證電鍍質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性。四川泛半導體電鍍銅設備報價非接觸式電極金屬化技術——電鍍銅。

光伏電鍍銅設計的導電方式主要有彈片式導電舟方式、水平滾輪導電、模具掛架式、彈片重力夾具等方式。合理的導電方式對光伏電鍍銅設備非常重要是實現(xiàn)可量產(chǎn)的關鍵因素之一。優(yōu)良的導電方式可以實現(xiàn)設備的便捷維修和改善電鍍銅片與片之間的電鍍銅厚極差,甚至可以實現(xiàn)單片硅上分布電流的可監(jiān)控性。釜川(無錫)智能科技有限公司,以半導體生產(chǎn)設備、太陽能電池生產(chǎn)設備為主要產(chǎn)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。

銅電鍍工藝流程:種子層沉積—圖形化—電鍍—后處理,光伏電鍍銅工藝流程主要包括種子層沉積、圖形化、電鍍及后處理四大環(huán)節(jié),目前各環(huán)節(jié)技術路線不一,多種組合工藝方案 并行,需要綜合性能、成本來選擇合適的工藝路線。(3)電鍍:將待電鍍電池(陰極)浸泡在電鍍設備的硫酸銅(陽極)溶液中,通電進行電解,銅離子(陽離子Cu2+)被還原,在需要鍍銅的線路區(qū)域內(nèi)沉積成銅,形成選擇性的銅電極。(4)后處理:進行電鍍錫或使用抗銅氧化劑制作保護層,可應用濕法刻蝕、激光刻蝕、等離子體刻蝕等工藝,剝離掩膜、刻蝕掉剩余種子層,并做表面處理,得到具有優(yōu)異塑形和良好選擇性的銅電極。電鍍銅設備專題研究。

光伏電鍍銅優(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(zhì)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(zhì)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。光伏電鍍銅設計的導電方式主要有彈片式導電舟方式、水平滾輪導電、模具掛架式、彈片重力夾具等方式。南京新型電鍍銅工藝

電鍍銅工藝簡單,易于操作和維護,可以在短時間內(nèi)完成高質(zhì)量的表面處理。南京新型電鍍銅工藝

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(zhì)結產(chǎn)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。南京新型電鍍銅工藝