一种制备hit太阳能电池栅线电极的电镀装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及太阳能电池领域，特别涉及一种制备HIT太阳能电池栅线电极的电镀装置。
【背景技术】
[0002]从1954年美国贝尔研宄所的Chapin Fuller和Pearson成功研制娃PN结太阳能电池以来，利用p-n结光伏效应工作的器件经过半个多世纪的改进和演变，发展成为具有多种几何结构和相应制造流程的一系列太阳能电池产品，但晶硅太阳能电池仍然是当今光伏工业的主流。
[0003]如图1、图2为传统的在硅片210上制造的晶硅太阳能电池200，其中硅片210包括P型区201、η型区202以及他们之间的p-η结合区203。η型射极区是通过掺杂某些五价原子(如，磷(P))而制成的，用以提高电子的数量。类似的，P型基极区是通过添加三价原子(如，硼(B))到硅晶格中而制成的，使得硅晶格中的四个共价键其中之一缺少电子而形成“空穴”。一般的，在电池受光面η型区202上还沉积一层氮化硅等材料制成的减反射层213，以减少太阳光的反射。
[0004]当光线照射在所述太阳能电池上时，入射光子能量会在该p-n结合区203的两侧形成“电子-空穴”对。电子扩散通过该P-n结合区到较低的能阶，而空穴则朝相反方向扩散，因而在射极202上产生出负电荷并在基极201累积出相对应的正电荷，由此半导体所产生的电流流过前侧220( S卩，光接收侧)以及太阳能电池200的背侧221上的多个接点211和211A。前侧接点结构负责收集光生电子，由于其处在受光面，因此一般设计成比较细的栅状结构(如图1中211所示)，再向较大型总线212提供电流。背面不受光照，所以背部接点211A不限于只形成多条薄金属线。总体上，太阳能电池包括起支撑作用的太阳能电池片以及连接于电池片的表面电极，电池片产生的电流通过电极导出。为了减少电流导出的功率损耗，提高太阳能转化率，使用的太阳能电池的电极多为呈栅网图案的栅线电极，栅线电极包括横向设置的子栅线(finger)和纵向设置的母栅线(busbar)，子栅线与母栅线交叉连接为一体；电池片通过光电效应产生的电流汇集到子栅线上，子栅线再将电流汇集到母栅线上最终流出。
[0005]目前，晶硅太阳能电池的电极(包括前面电极211和背面电极211A)主要是经过多次丝网印刷银浆技术制备。丝网印刷制备栅线电极是将含有银的导电浆料透过丝网网孔压印在硅片表面上形成栅状，然后进行快速烧结，银浆里的玻璃体会穿透氮化硅等材料制成的减反射层以形成对硅的接触。这种方法因为工艺简单、成熟、设备产能较高，而得到大规模的应用。然而，随着市场竞争的加剧，丝网印刷技术愈发不能满足高效、低成本的要求，许多缺陷凸显出来:1、烧结完成的银电极和硅之间存在一层不导电的玻璃体，导致银电极和硅之间的接触电阻大；2、由于银浆中的有机物在烧结过程中蒸发，使得银电极呈疏松多孔的结构，使得银电极本身体电阻较大。玻璃烧结导致的接触电阻大和线的多孔性导致的体电阻大，使得栅线的导电性与纯金属制成的线相比降低了大约4倍；3、烧结时银可能从接点扩散至P型基极区，形成短路，产生电分流；4、丝网印刷的栅线一般大于lOOum，很难减小线宽，而且还有断线，且一次印刷只能产生小于25微米的线高，虽然可以多次印刷增高，但是，由于重复印刷精度问题，又会造成栅线进一步加宽，因此高宽比小，较大的线宽导致阴影损耗大，降低了太阳能电池的受光面积；5、由于太阳能电池应用的硅片比较薄，一般180微米或更小，丝网印刷时压力可能导致破片；6、由于银材料本身的价格昂贵，制造成本较高；由于丝网印刷银电极技术的缺陷，限制了太阳能电池转换效率的进一步提高和生产成本的下降。
[0006]为了克服上述缺陷，新的栅线电极技术也不断涌现。新的栅线电极技术主要分为两种形式:1、采用丝网印刷或喷印的方式在晶硅电池上制备很薄的栅状金属涂层，通过烧结形成同硅的接触，以作为电镀的种子层，然后采用电镀或光诱导电镀制备金属传导层。2、采用激光刻蚀、化学腐蚀或机械刻蚀的方法在太阳电池的减反射层上开槽，然后采用电化学电镀、光诱导电镀或者化学镀的方式制备栅线电极。其它还有激光烧结技术等。
[0007]基于第一种方式的丝网印刷栅线电极技术不但可以有效减少印刷银浆的用量，而且体电阻较小，阴影损耗也少，但是制备种子层后还有烧结的过程，仍然存在接触电阻过大、工序复杂、成本过高的缺点。喷印虽然可以产生较窄的栅线，由于原理同丝网印刷相似，依然存在接触电阻过大、含金属的墨水成本高、生产效率低的缺点。采用第二种方式的栅线电极技术，由于不存在烧结浆料的过程，因此接触电阻小，也可以有效减少体电阻和阴影损耗，但是，这种方式都需要采用激光蚀刻、化学定向腐蚀或机械刻蚀开槽以便为电镀、化学镀或光诱导电镀提供掩膜板，虽然解决了丝网印刷存在的接触电阻大、体电阻大、阴影损失大的问题，但却因工艺过于复杂、成本过高、设备生产效率低等问题，并未得到大规模工业应用。其它如激光烧结法，也存在金属粉末分离和重新收集难、生产效率低的问题。
[0008]因此，开发一种制备太阳能电池栅线电极的加工设备，克服现有加工技术上存在的不足，对于提高晶硅太阳能电池的电转换效率，降低生产成本有着重大意义和应用前景。
【发明内容】
[0009]本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种制备HIT太阳能电池栅线电极的电镀装置，其制得的产品良率高，降低了生产成本。
[0010]为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0011]一种制备HIT太阳能电池栅线电极的电镀装置，其包括:电镀室，所述电镀室内设有电镀液；所述电镀室内设有第一阳极板、第二阳极板；连接第一阳极板的第一电源及连接第二阳极板的第二电源；挂钩，挂钩上固定挂具，所述挂具上设有至少一个太阳能电池基板，所述太阳能电池基板两面暴露出种晶层；所述挂钩位于第一阳极板及第二阳极板之间；所述挂钩上设有第一阴极接点与第一电源连接，设有第二阴极接点与第二电源连接；所述第一阳极板、第一电源与第一阴极接点组成一组偏压电极；所述第二阳极板、第二电源与第二阴极接点组成另一组偏压电极；两组偏压电极分别对太阳能电池基板两面的种晶层电镀导电层。
[0012]优选的，所述电镀装置还包括溢流室及循环泵，所述溢流室与电镀室通过循环泵连通；循环泵将溢流室中的电镀液抽回到电镀室中，保证电镀液的流动性。
[0013]优选的，所述电镀装置还包括储液室、回流阀及升压泵；所述电镀室的电镀液通过回流阀流入储液室；所述储液室的电镀液通过升压泵抽回电镀室。
[0014]优选的，所述电镀装置还包括制动器，所述制动器连接挂钩。
[0015]本实用新型的有益效果在于:效率高、成本低、无需丝网印刷银浆和高温烧结而制备HIT太阳能电池栅线电极的设备，并且采用此电镀装置所得到的栅线电极高宽比高、阴影损失小、接触电阻及体电阻低、电极厚度和电镀沉积速度容易控制。使用电镀法，生产效率高、生产成本低，电极厚度和电镀沉积速度容易控制，结合传统光微影蚀刻曝光和化学显影技术，所得到的栅线电极高宽比高、阴影损失小、接触电阻及体电阻低，提高了电池发电效率。
【附图说明】
[0016]图1为现有含有前侧栅线电极的太阳能电池立体图；
[0017]图2为现有太阳能电池的剖视示意图；
[0018]图3为本实用新型电镀装置的剖视示意图；
[0019]图4为本实用新型太阳能电池基板排放在挂具上的示意图；
[0020]图5为本实用新型含有多个电镀装置的设备立体示意图；
[0021]图6A-图6H为本实用新型所制备太阳能电池不同工艺阶段的剖视示意图。
【具体实施方式】
[0022]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0023]如图3、图4所示，本实用新型所述的电镀装置600，其包括:电镀室612，所述电镀室612内设有电镀液；所述电镀室612内设有第一阳极板620A、第二阳极板620B ;连接第一阳极板620A的第一电源640A及连接第二阳极板620B的第二电源640B ;挂钩651，挂钩651上固定挂具630A，所述挂具630放置有多个太阳能电池基板500C，所述太阳能