La tecnología de galvanoplastia de cobre es una de las rutas técnicas importantes para células solares de heterounión para reducir costos y aumentar la eficiencia en los últimos años. Su ventaja es que tiene una conductividad más fuerte que la pasta de plata tradicional y una baja resistencia de contacto. El uso de tecnología de galvanoplastia de cobre puede mejorar la eficiencia de conversión. En las condiciones del mercado en las que los precios de la plata continúan fluctuando, la tecnología de galvanoplastia de cobre ha atraído la atención de muchos fabricantes y su desarrollo continúa mejorando.

Principios básicos de la mejora de la eficiencia de los electrodos de galvanoplastia de cobre.

La galvanoplastia de cobre es una tecnología de metalización de electrodos sin contacto. El principio básico del proceso es depositar cobre metálico en la superficie del metal base mediante una reacción química electrolítica para formar líneas de rejilla de cobre y recoger los portadores generados por el efecto fotovoltaico. La principal diferencia entre la tecnología de galvanoplastia de cobre y la tecnología de serigrafía tradicional es posterior al proceso ITO. Las líneas de producción de heterounión tradicionales realizarán la impresión y sinterización de pasta de plata después del proceso ITO. El proceso de galvanoplastia de cobre se divide principalmente en dos partes: patrón de línea de puerta y metalización. Después del proceso ITO en la parte de modelado, no se utiliza pasta de plata, sino cobre para galvanoplastia.

Proceso de galvanoplastia de cobre.

El proceso de galvanoplastia de cobre de las células solares de heterounión incluye principalmente cuatro eslabones principales del proceso: preparación de la capa de semillas, modelado, metalización (galvanoplastia) y posprocesamiento. Los procesos de cada enlace son complejos, existen múltiples rutas técnicas y los principios del equipo varían mucho.

En la preparación de la capa de semillas, la deposición física de vapor (PVD) es la solución técnica principal. Cuando se galvaniza directamente sobre TCO, el contacto entre la capa de revestimiento y el TCO es contacto físico. La adhesión se debe principalmente a la fuerza de Van der Waals, que puede provocar que el electrodo se caiga fácilmente. Además, la galvanoplastia de metal sobre TCO no es selectiva y es necesario depositar semillas en la superficie de la película conductora transparente antes de la galvanoplastia. capa (generalmente 100 nm) para aumentar la adhesión entre el metal galvanizado y el TCO.

En el proceso de producción gráfica, las rutas técnicas actualmente existentes incluyen principalmente: ruta de fotolitografía, ruta láser y ruta de impresión inkjet. Entre ellos, la ruta de fotolitografía de exposición y revelado que utiliza tinta fotosensible como materia prima es la solución técnica principal para los gráficos.

En el proceso de metalización, existe una variedad de soluciones técnicas convencionales, como el revestimiento vertical, horizontal y el revestimiento tipo chip.

En el proceso de postprocesamiento, los principales métodos de tratamiento incluyen tratamiento térmico, químico, mecánico, etc., con el fin de mejorar el rendimiento y apariencia de los electrodos de cobre galvanizado.

Las propiedades de los electrodos de cobre galvanizado incluyen conductividad, estabilidad química, resistencia mecánica, etc.

La conductividad es una de las propiedades más básicas de los electrodos de cobre galvanizado y se puede optimizar controlando la composición de la solución de galvanoplastia y las condiciones del proceso.

La estabilidad química es un indicador importante de la estabilidad a largo plazo de los electrodos de cobre galvanizado en células solares y puede mejorarse añadiendo estabilizadores y otros métodos.

La resistencia mecánica es una de las propiedades importantes de los electrodos de cobre galvanizado durante la preparación y el uso, y puede optimizarse controlando la composición de la solución de galvanoplastia y las condiciones del proceso.

¿Cuáles son las ventajas y desventajas de los alambres de rejilla de cobre en comparación con los alambres de rejilla de plata tradicionales?

La línea de rejilla debe formar un muy buen contacto con el material base de la celda, es decir, contacto óhmico. La calidad del contacto óhmico determina la conductividad de la célula solar y si la eficiencia de generación de energía puede ser óptima. El hecho de que la superficie de contacto esté estrechamente acoplada y la resistencia (resistividad) del material de la línea de compuerta al paso de electrones o portadores afectarán la calidad del contacto óhmico. Cuanto mayor es la resistividad, mayor es la carga que tiene la celda sobre los electrones o portadores, y peor es la tasa de paso de electrones o portadores.

ventaja:

1. La conductividad de la pasta de plata es más débil que la del alambre de cobre. Debido a que la pasta de plata es una mezcla y un coloide que fluye, mientras que el alambre de la rejilla de cobre es cobre puro, la resistividad de los electrones del cuerpo del alambre de la rejilla de cobre es menor que la de los electrones de la pasta de plata.

2. El ancho de línea de la impresión con pasta de plata es más ancho que el de la galvanoplastia de cobre, lo que resulta en una menor eficiencia de generación de energía en la impresión con pasta de plata.

defecto:

1. Las líneas de compuerta de la galvanoplastia de cobre son más delgadas, lo que hará que la galvanoplastia de cobre enfrente el problema de si las líneas de compuerta serán más fuertes y si la adhesión puede cumplir con los requisitos de la producción de componentes. Debido a que los alambres de la puerta son más delgados y el área de adhesión es más pequeña, bajo las mismas condiciones de tensión, la adhesión de los alambres de la rejilla de cobre no es suficiente. Los alambres de la rejilla de cobre se caen más fácilmente que los alambres de la rejilla de plata. La caída de los cables de la puerta causará problemas con el contacto de la línea de la puerta, lo que afectará el uso posterior de las celdas y componentes.

Dirección de optimización: utilizando tecnología de semiconductores para el modelado, el ancho de la línea de puerta de la galvanoplastia de cobre puede alcanzar los 10 μm.

2. Después de un uso prolongado, la pasta de plata no sufrirá fallas de oxidación, mientras que el alambre de la puerta de cobre sufrirá fallas de oxidación. Mientras el cobre esté expuesto al aire, se oxidará muy rápidamente, lo que dará como resultado óxido de cobre u óxido cuproso, que afectará la conductividad del cobre. El óxido de cobre también se difundirá. El cobre se difunde muy lentamente en ciertas condiciones como ITO. Sin embargo, el cobre seguirá difundiéndose después de la oxidación, lo que provocará fallos en las celdas o componentes de la rejilla.

Dirección de optimización: proteger las líneas de la puerta o realizar un tratamiento antioxidante.

La galvanoplastia de cobre tiene ventajas más obvias en la reducción de costos y la mejora de la eficiencia.

La galvanoplastia de cobre es una tecnología de reducción de costes disruptiva y completamente libre de plata. En el proceso de serigrafía tradicional, el polvo de plata representa aproximadamente el 90% de la pasta de plata a baja temperatura, y los materiales restantes son aglutinantes dispersos y polvo de vidrio. Después de galvanizar el cobre, la pérdida de sombreado en la parte frontal de la célula solar se reduce aún más y también se reduce la pérdida de resistencia de la línea de la red. Reducción integral, a medida que el contacto entre el electrodo y el TCO se mejora integralmente, la preparación de electrodos de bajo costo puede lograr una producción en masa a gran escala, lo que proporciona una nueva dirección para el desarrollo de la tecnología de metalización de células solares. Esta nueva tecnología no sólo puede reducir los costos en todos los ámbitos, sino también mejorar aún más la eficiencia.