[实用新型]电镀框架

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年12月14日提交的美国临时申请No.62/267202以及于2015年12月29日提交的美国专利申请No.14/983301的权益，其出于所有目的而通过引用全部并入本文。

技术领域

本公开总体涉及对太阳能电池进行处理。更具体地，本公开描述了一种用于在电镀工艺期间支持太阳能电池的电镀框架。

定义

“太阳能电池”或“电池”是一种能够将光转化成电的光伏结构。电池可具有任何尺寸和任何形状，并且可以由各种材料制成。例如，太阳能电池可以是在基底材料(例如，玻璃、塑料或其它任何能够支撑光伏结构的材料)上的硅晶片或一个或多个薄膜上制造的光伏结构，或它们的组合。

“太阳能电池条带”、“光伏条带”或“条带”是指光伏结构(例如太阳能电池)的部分或片段。太阳能电池可被划分成多个条带。条带可具有任何形状和任何尺寸。条带的宽度和长度可彼此相同或彼此不同。可通过对预先分割好的条带进一步进行分割来形成多个条带。

“指状线”、“指状电极”和“指状物”是指光伏结构中的用于收集载流子的细长的导电(例如，金属的)电极。

“汇流条”、“汇流线”或“汇流电极”是指光伏结构中的用于聚集由两个或多个指状线所收集的电流的细长的导电(例如，金属的)电极。汇流条通常宽于指状线，并可被沉积或以其它方式定位在光伏结构上或光伏结构内的任何位置。单个光伏结构可具有一个或多个汇流条。

“光伏结构”可以指太阳能电池、片段或太阳能电池条带。光伏结构并不限于通过特定的方法制造的器件。例如，光伏结构可以是晶体硅系太阳能电池、薄膜太阳能电池，非晶硅系太阳能电池、多晶硅系太阳能电池，或其条带。

背景技术

太阳能电池技术中的最新发展已帮助克服了生产高效率的且经济上可行的光伏(PV)模块的许多壁垒。传统地，晶体硅(c-Si)系太阳能电池依赖于使用银(Ag)格栅(例如指状线和汇流条)来收集电流。通过将Ag浆料印刷到晶片上并在700-800℃之间的温度对该浆料进行烧灼来形成Ag格栅。

较新的太阳能电池使用非晶硅(a-Si)来与c-Si层一起形成异质结或提供表面钝化。然而，a-Si不能在超过200℃的温度被处理，因此与传统的Ag浆料不兼容。解决这一问题的一种方法是使用低温Ag浆料来形成导电格栅。但是，与传统浆料相比，低温Ag浆料的电阻较高，因此需要较厚的层。这需要使用分层技术，在该技术中，依次施加若干层低温浆料。这种工艺的成本和复杂性最终使人望而却步。

解决这一问题的一种不同的方法是完全不使用Ag浆料，而是施加铜层，该铜层可通过光刻法被蚀刻从而形成栅格。但是使用铜存在其自身的问题，因为使用电镀技术不能使铜很好地粘附到硅上。行业的创新者，例如Silevo公司，率先采用了首先通过物理气相沉积将铜的薄籽晶层施加到a-Si上的工艺。这种籽晶层具有优异的粘附性能，并且为通过电镀沉积的厚铜层形成了基础。在公开号US20130125974A1中披露了这种工艺的细节，其通过引用并入本文。

明显地，近年来，通过对于提高PV模块的效率的突破，太阳能技术已取得了长足的进步。这种改进正在使太阳能成为更为可行的能源。尽管在效率上实现了这些技术突破，但是在决定实施太阳能电力时，每瓦成本可能仍是最决定性的因素。因此，PV模块制造工艺中的能够提高产能并且从而降低成本的任何方面，对太阳能的可行性至关重要。

电镀铜通常是一种简单的程序，但是，虽然有籽晶层，对硅太阳能电池的电镀仍然可能是一种人工密集型工艺。这是因为每个太阳能电池需要将若干小的电镀电极人工放置到太阳能电池的部分上，以形成电镀层。每个电极必须单独放置并对齐。由于每个太阳电池需要若干电极，因此这可能是非常耗时的工艺，会受到由所需的密集的处理而导致的损坏的困扰。因此，改进这一工艺并减少处理，对于提高PV模块生产的产能至关重要。

实用新型内容

本公开描述了关于一种用于在电镀工艺期间处理一个或多个太阳能电池的电镀框架的各种实施例。

公开了一种用于在制造操作期间支撑太阳能电池的电镀框架。电镀框架可由多个不同的部件构成。该框架可由在电镀操作期间所经历的条件下不易劣化的坚固材料形成。当该材料由与电镀液直接接触后可能会被侵蚀的金属制成时，可通过防止或缓解这种侵蚀的层来保护该材料。