[发明专利]一种水平电化学沉积金属的方法

说明书

本发明公开了一种在薄片基板上实施电化学沉积金属的方法。本发明所公开的在薄片基板上实施电化学沉积金属的方法是把电化学沉积金属工艺中的金属阳极置于电化学沉积金属工艺中的电解质溶液液位上方，电化学沉积金属工艺中电解质溶液在接触金属阳极后自上而下的流到薄片基板的上表面。上金属阳极在正电势的作用下发生氧化反应，失去电子生成金属离子后随电解质溶液流下到薄片基板的上表面。电解质溶液中的金属离子在薄片基板上的阴极获得电子，生成金属并沉积在薄片基板的阴极表面。

技术领域

本发明是有关电化学沉积金属的方法，特别是涉及在薄片基板上实施间隙或者连续水平电化学沉积金属的方法。本发明的电化学沉积金属的方法具有应用领域广泛以及适用于大规模生产的特点。

背景技术

目前，应用最广泛的晶体硅太阳能电池的金属电极的生成方法是，采用丝网印刷技术，把金属浆料，例如银浆和铝浆等，分别印刷在晶体硅太阳能电池的负极和正极表面。这些金属浆料经过高温烧结后，形成晶体硅太阳能电池的金属电极。该方法的优点是工艺简单，便于大规模生产。

随着晶体硅原材料的成本和价格的大幅度降低，银浆在生产晶体硅太阳能电池中的成本比例不断地上升。特别是，由于银粉价格的上升，使得银浆在整个生产晶体硅太阳能电池的成本中高于15%。因此，采用价格低廉的金属替代部分甚至全部银浆，在降低晶体硅太阳能电池的目标中有着显著的意义。

金属铜是替换昂贵银浆的方法之一。但是在高温下，扩散到晶体硅中得金属铜会明显降低晶体硅的少子寿命。因此，金属铜只能在低温下沉积到晶体硅太阳能电池上，从而生成晶体硅太阳能电池的电极。

基于以上的温度限制，采用金属铜替代银浆的一种方法是，首先在晶体硅太阳能电池负极上丝网印刷一层少量的银浆，在高温烧结后，使银浆与晶体硅太阳能电池的负极形成欧姆接触，即生成晶体硅太阳能电池的金属电极，然后在该银浆上再电化学沉积金属铜，满足收集和传输晶体硅太阳能电池所产生的电能的要求。

另外一种采用金属铜替换银浆的方法是在晶体硅太阳能电池上直接电化学沉积各种金属，例如镍铜银叠层，最终生成晶体硅太阳能电池的金属电极。

相比于丝网印刷银浆技术，电化学沉积金属是一个工艺简单，生产成本低的生成晶体硅太阳能电池金属电极的方法。因此，利用电化学的方法在晶体硅太阳能电池上沉积金属是目前相当活跃的一个技术研发领域。

专利CN101257059A公开了利用晶体硅太阳能电池受到光照后所产生的电位差，在晶体硅太阳能电池的负极表面实施电化学沉积金属的方法，即光诱导电化学沉积金属的方法。由于该方法缺乏可靠的晶体硅太阳能电池的正极电子接触技术，该方法只能在实验室得到应用。

专利CN102083717A公开了一种在晶体硅太阳能电池的正极电子接触方法，使电化学沉积金属在大规模生产晶体硅太阳能电池过程中得到应用。但是，该方法存在二个缺点。一是晶体硅太阳能电池的负极表面，在上金属弹簧滚轮的作用下，与下滚轮不断地摩擦，不仅损伤了晶体硅太阳能电池的负极表面，而且对由电化学沉积金属的方法所沉积的金属电极也造成一定程度的破坏。另一个缺点是该方法有其应用的局限性，该方法仅限于在有丝网印刷铝背场的晶体硅太阳能电池上应用。

为了提高光电转换效率，晶体硅太阳能电池的背钝化技术将会逐渐取代传统的晶体硅太阳能电池的铝背场技术。在采用背钝化技术后，晶体硅太阳能电池的正极也可以使用电化学沉积金属的方法生成晶体硅太阳能电池的电极。但是以上所公开二种电化学沉积金属的方法只能在晶体硅太阳能电池的负极上实施电化学沉积金属。这样，如果晶体硅太阳能电池的负极和正极的电极都需要采用电化学沉积金属的方法生成电极，就必须对其负极和正极分别实施电化学沉积金属的过程，不利于大规模生产。

发明内容

针对以上现有技术的缺陷，本发明提供了一种对薄片基板实施水平电化学沉积金属的方法。