铜栅线更细,线宽线距尺寸小,发电效率更高。栅线细、线宽线距小意味着栅线密度更大,更多的栅线可以更好地将光照产生的内部载流子通过电流形式导出电池片,从而提高发电效率,铜电镀技术电池转化效率比丝网印刷高0.3%~0.5%。①低温银浆较为粘稠,印刷宽度更宽。高温银浆印刷线宽可达到20μm,但是低温银浆印刷的线宽大约为40μm。②铜电镀铜离子沉积只有电子交换,栅线宽度更小。铜电镀的线宽大约为20μm,采用类半导体的光刻技术可低于20μm。光伏异质结电池电镀铜行业情况电镀铜的优势主要是性能提升和成本节约。山东光伏电池电镀铜设备组件
铜电镀相较银浆丝网印刷,优势主要在两方面:降本与提效。1)降本:在自然界中,金属导电性由高到低分别是银、铜、金、铝、镍、铁,但银属于贵金属,价格较高,不适合做导线,若采用其做导线,将拉高生产成本,因此在光伏电池片中,无论是使用高温银浆还是低温银浆,银浆成本高昂是产业规模化痛点,铜作为贱金属,若能替代银,降本问题基本迎刃而解。2)效率提升:金属银导电性强于金属铜,但银浆属于混合流动胶体,导电性较纯铜的铜栅线弱,线宽可以做到更细的铜栅线发电效率也更高。成都自动化电镀铜设备费用电镀铜设备是实现金属化的重点,各家纷纷布局主要电镀设备有龙门电镀线、水平电镀线、VCP垂直连续电镀线。
铜电镀是一种非接触式的电极金属化技术,在基体金属表面通过电解方法沉积金属铜制作铜栅线,收集光伏效应产生的 载流子。为解决电镀铜与透明导电薄膜(TCO)之间的接触与附着性问题,需先 使用 PVD 设备镀一层极薄的铜种子层(100nm),衔接前序的 TCO 和后序的电 镀铜,种子层制备后还需对其进行快速烧结处理,以进一步强化附着力。同时, 铜种子层作为后续电镀铜的势垒层,可防止铜向硅内部扩散。银浆成本高有四大降本路径,两大方向。一是减少高价低温银浆用量,例如多主 栅(MBB)、激光转印;二是减少银粉的用量,使用贱金属替代部分银粉,例 如银包铜、电镀铜。
光伏电镀铜工艺路线优势之增效:(1)铜电镀电极导电性能优于银栅线,且与TCO层的接触特性更好,促进提高电池转换效率。A.金属电阻率影响着电极功率损耗与导电性能,纯铜具有更低电阻率。异质结低温银浆主要由银粉、有机树脂等材料构成,浆料固化后部分有机物不导电,使低温银浆的电阻率较高、电极功率损耗较大;同时,由于低温银浆烧结温度不超过250℃,浆料中Ag颗粒间粘结不紧密,具有较多的空隙,导致其线电阻的提高及串联电阻的增加。而铜电镀栅线使用纯铜,其电阻率接近纯银但明显低于低温银浆,且其电极结构致密均匀,没有明显空隙,可实现更低的线电阻率,降低电池电极欧姆损耗、提高电性能。B.金属与TCO层的接触特性影响着异质结太阳电池载流子收集、附着特性及电性能,铜电镀电极更具优势。银浆料与TCO透明导电薄膜之间的接触存在孔洞较多,造成其金属-半导体接触电阻的增加和电极附着性降低,影响了载流子的传输。而铜电镀电极易与透明导电薄膜紧密附着,无明显孔洞,使接触电阻较小,可以提高载流子收集几率。电镀铜助力光伏电池金属化环节降本增效。
电镀铜的电流效率是指在电镀过程中,实际沉积在工件表面的铜质量与理论上应沉积的铜质量之比。电流效率的计算公式为:电流效率=实际沉积铜质量/理论沉积铜质量×100%其中,实际沉积铜质量可以通过称量电镀前后工件的重量差来计算,而理论沉积铜质量则可以通过法拉第电解定律来计算。法拉第电解定律表明,在相同的电流密度下,电解质量与电流时间成正比,与电解液中离子浓度成正比。因此,在电镀铜的过程中,需要控制电流密度和电解液中铜离子的浓度,以提高电流效率。同时,还需要注意电镀过程中的温度、搅拌速度、PH值等因素,以保证电镀质量的稳定性和一致性。光伏电镀铜主要对栅线进行电镀,相对来说电镀加工自身来说加工难度不高。广东釜川电镀铜设备费用
电镀铜路线PVD镀膜技术镀出的膜层,具有高硬度、高耐磨性、高耐腐蚀性及化学稳定性,膜层的寿命更长。山东光伏电池电镀铜设备组件
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。山东光伏电池电镀铜设备组件