江苏光伏电池电镀铜技术路线
光伏电池电镀铜工序包括种子层制备、图形化、电镀三大环节,涌现多种设备方案。电镀铜 工艺尚未定型,各环节技术方案包括(1)种子层:设备主要采用 PVD,主要技术分歧 在于是否制备种子层、制备整面/局部种子层和种子层金属选用;(2)图形化:感光材料 分为干膜和油墨,主要技术分歧在于曝光显影环节选用掩膜类光刻/LDI 激光直写/激光 开槽;(3)电镀:主要技术分歧在于水平镀/垂直镀/光诱导电镀。釜川(无锡)智能科技有限公司,以半导体生产设备、太阳能电池生产设备为主要产品,打造光伏设备一体化服务。拥有强大的科研团队,凭借技术竞争力,在清洗制绒设备、PECVD设备、PVD设备、电镀铜设备等方面都有独特优势;以高效加工制造、快速终端交付的能力,为客户提供整线工艺设备的交付服务。电镀铜工艺的应用范围不断扩大,为产品品质提升和工业设计创新提供了有力保障。江苏光伏电池电镀铜技术路线
电镀铜光伏电池渗透率:根据CPIA数据,至2030年光伏电池片正面金属电池技术市场仍以银电极为主导,约占87.5%,非银电极技术包括银包铜等,约为12.5%,该比例口径为所有类型的电池片,而N型电池片在运用银包铜、激光转印等降本路线上较为积极,我们假设在N型电池中,2030年银电极占比下调为65%。目前银包铜技术相较电镀铜更为成熟,但未来一旦铜电镀技术成熟后,大幅降本增效的铜电镀产业化进程会更加快速,因此假设2022-2030年铜电镀工艺在非银电极中占比为自15%提升至70%,对应2022-2030年铜电镀光伏电池渗透率自0.45%提升至24.5%。郑州泛半导体电镀铜设备制造商电镀铜设备专题研究。
铜电镀与传统丝网印刷的差异主要在TCO膜制备工序之后,前两道的工艺制绒与PVD溅射未变:传统异质结产线在TCO膜制备之后采用银浆印刷和烧结,而铜电镀则把银浆丝网印刷替换成制备铜栅线的图形化和金属化两大工序。图形化工艺:PVD(气相沉积法)设备在硅片TCO表面溅射一层100nm的铜种子层,使用石蜡或油墨印刷机(掩膜一体机)的湿膜法制作掩膜/喷涂感光胶,印刷、烘干后经过曝光机曝光处理后,将感光胶或光刻胶上的图形显影。金属化工艺:特定图形的铜沉积(电镀铜),然后使用不同的抗氧化方法进行处理(电镀锌或使用抗氧化剂制作保护层),除去之前的掩膜/感光胶,刻蚀去除多余铜种子层,避免电镀铜在种子层腐蚀过程中引入缺陷,露出原本的TCO,其后再进行表面处理,至此形成完整的铜电镀工序。整个过程使用的主要设备是电镀设备。
电镀铜是一种非接触式的铜电极制备工艺,有望助力光伏电池实现完全无银化。铜电镀技术在印刷电路板PCB等行业应用成熟,亦可用于晶硅电池金属化环节,其原理是在基体金属表面通过电解方法沉积金属铜制作铜栅线,进而作为电极收集光伏效应产生的载流子。铜电镀工艺发展优势明显,较银浆丝网印刷具备更低的银浆成本、更优的导电性能、更好的塑性和高宽比,有望替代高银耗的丝网印刷技术,进一步提高电池效率和降低银浆成本,助力HJT和XBC电池降本增效和规模化发展电镀铜技术路线是对传统丝网印刷环节的替代,可以分为“种子层制备 +图形化+金属化+后处理”四大环节。
异质结电镀铜的主要工序:前面的两道工艺制绒和PVD溅射。增加的工艺是用曝光机替代丝网印刷机和烤箱。具体分为图形化和金属化两个环节:(1)金属化:首先完成铜的沉积(电镀铜),然后使用不同的抗氧化方法进行处理(电镀锌或使用抗氧化剂制作保护层)。去掉之前的掩膜、铜种子层,露出原本的ITO。然后做表面处理,比如文字、标签或者组装玻璃,这是一整道工序,即完成铜电镀的所有过程。(2)图形化:先使用PVD设备做一层铜的种子层,然后使用油墨印刷机(掩膜一体机)的湿膜法制作掩膜。在经过掩膜一体机的印刷、烘干、曝光处理后,在感光胶或光刻胶上的图形可以通过显影的方法显现出来,即图形化工艺。电镀铜设备电镀环节主要包括水平镀、垂直镀、光诱导电镀等。郑州泛半导体电镀铜设备制造商
电镀铜技术不断发展,为未来科技和绿色可持续发展提供了强有力的支持。江苏光伏电池电镀铜技术路线
电镀铜导电性与发电效率双重提升金属栅线电极与透明导电膜之间形成一个非整流的接触——欧姆接触,欧姆接触效果决定电池导电性与发电效率能否达到适合。影响欧姆接触效果的因素有接触面紧密结合度、栅线材料电阻率,电阻率越大,电池片对电子或载流子的负荷越高,电子或载流子的通过率越差。铜栅线导电性强于银浆。铜的导电性与银相近,但银浆属于混合物胶体,铜栅线是纯铜,因此铜栅线的电阻率更低,铜栅线电阻率是1.7Ω/m,银浆的电阻率大约为5-10Ω/m。江苏光伏电池电镀铜技术路线