本发明涉及太阳能电池制备,尤其是涉及一种镍钨合金电镀液及其制备方法和太阳能电池金属电极的制备方法。
背景技术:
1、扩散阻挡层在太阳能电池制造中扮演着重要角色,其主要功能是防止导电层金属对硅基底的扩散。目前,常用的材料包括镍、钨、钴等金属。尽管镍具有良好的导电性,但其导电性不及钨,且容易在空气中氧化。氧化层的存在会削弱导电层与扩散阻挡层之间的结合力,因此在电镀导电层前需进行酸洗以去除氧化层。然而,若氧化层未能彻底清除,将影响层间结合的牢固度。
2、钨作为一种具有负的标准电极电位的金属,在水溶液中单独电沉积面临挑战,通常需要与其他金属形成合金共沉积。钨合金镀层的制备方法主要包括磁控溅射和熔盐电镀。磁控溅射会在基材表面全面沉积钨合金,但光伏电池片仅需在特定区域沉积钨,这就需要额外的掩膜保护和清洗步骤,增加了工艺复杂性和成本。熔盐电镀则要求在高温下进行,对设备和操作条件有较高要求。
3、有鉴于此,特提出本发明。
技术实现思路
1、本发明的目的之一在于提供一种提高镍钨合金电镀液,旨在解决现有技术中上述技术问题中的至少一种。
2、本发明的目的之二在于提供一种镍钨合金电镀液的制备方法。
3、本发明的目的之三在于提供一种太阳能电池金属电极。
4、为了实现本发明的上述目的,特采用以下技术方案:
5、本发明的第一方面提供了一种镍钨合金电镀液包括镍盐、钨酸盐、络合剂、润湿剂和水。
6、进一步地,所述镍钨合金电镀液按照重量份数计,每单位体积的镍钨合金电镀液包括镍盐20~100份、钨酸盐100~200份、络合剂20~80份、润湿剂0.2~1份,余量为水。
7、进一步地,所述镍盐包括硫酸镍、氯化镍和氨基磺酸镍中的至少一种。
8、优选地,所述钨酸盐包括钨酸钠和/或钨酸钾。
9、优选地,所述络合剂包括柠檬酸、酒石酸、焦磷酸、酒石酸盐、柠檬酸盐和焦磷酸盐中的至少一种。
10、优选地,所述润湿剂包括二乙基已基硫酸钠、正辛基硫酸钠、羟乙基磺酸钠和琥珀酸酯钠中的至少一种。
11、优选地,所述水包括纯水。
12、本发明第二方面提供了所述的镍钨合金电镀液的制备方法,在水中加入所述镍盐、所述络合剂和所述润湿剂搅拌均匀,最后加入所述钨酸盐搅拌均匀得到所述镍钨合金电镀液。
13、进一步地,所述镍钨合金电镀液的ph为5.0~8.0。
14、本发明第三方面提供了一种太阳能电池金属电极的制备方法,将太阳能电池硅基底置于镍钨合金电镀液中进行直流电镀,得到镍钨合金镀层;
15、之后在所述镍钨合金镀层上进行镀铜和镀锡,得到太阳能电池金属电极;
16、其中,所述镍钨合金电镀液为第一方面所述的镍钨合金电镀液。
17、进一步地,所述直流电镀中,以太阳能电池硅基底作为阴极,以钛网作为阳极。
18、优选地,所述直流电镀的温度为50~70℃,电流密度为4~10a/dm2。
19、优选地,所述直流电镀的时间为30~150s。
20、进一步地,对所述太阳能电池硅基底进行双面直流电镀,得到双面的镍钨合金镀层。
21、优选地,所述镀铜为双面镀铜。
22、优选地,所述镀锡为双面镀锡。
23、进一步地,所述太阳能电池为n型topcon电池。
24、优选地,所述太阳能电池硅基底表面设置有纵横交错的图形化凹槽。
25、优选地,所述图形化凹槽的宽度为10~40μm,深度为80~100nm。
26、优选地,所述镍钨合金镀层的厚度为1.0~1.5μm。
27、优选地,所述镀铜后得到的铜层厚度为8~12μm。
28、优选地,所述镀锡后得到的锡层厚度为1~2μm。
29、进一步地,太阳能电池金属电极的制备方法还包括在直流电镀前对所述太阳能电池硅基底进行酸洗的过程。
30、优选地,使用氢氟酸溶液进行所述酸洗。
31、优选地,所述氢氟酸溶液的浓度为10~40ml/l。
32、优选地,所述酸洗的时间为10~40s。
33、与现有技术相比,本发明至少具有如下有益效果:
34、本发明提供的镍钨合金电镀液中,以镍盐和钨酸盐为基础,能够在镀件表面形成一层均匀、致密的镍钨合金层,这层合金结合了镍的导电性与钨的耐腐蚀和高硬度特性,显著提升了镀件的综合性能。络合剂的加入有效控制了镍离子和钨离子的活性和电沉积过程,优化了镀层的质量和生产效率。润湿剂的使用改善了镀液在镀件表面的润湿性,促进了合金层的均匀沉积,减少了孔隙和缺陷,从而增强了镀层的结合力和耐用性。整个电镀液体系以水为溶剂,减少了有害化学物质的使用,符合现代环保要求。该电镀液为镍钨合金镀层的工业应用提供了便利,简化了工艺流程,降低了生产成本。
35、本发明提供的制备方法,首先将镍盐、络合剂和润湿剂搅拌均匀形成均匀的基础溶液,然后将钨酸盐加入此基础溶液中并继续搅拌至完全均匀,最终得到所需的镍钨合金电镀液。这种方法不仅确保了各组分的均匀分散和有效融合,而且简化了制备流程,降低了操作难度,提高了制备效率。
36、本发明提供的太阳能电池金属电极的制备方法,鉴于上述镍钨合金电镀液所具有的优势,使得制备得到的太阳能电池金属电极具有更好的导电性、耐腐蚀性和耐磨性,提高了太阳能电池在高温或腐蚀性环境中的整体性能和可靠性。
1.一种镍钨合金电镀液,其特征在于,包括镍盐、钨酸盐、络合剂、润湿剂和水。
2.根据权利要求1所述的镍钨合金电镀液,其特征在于,按照重量份数计,每单位体积的镍钨合金电镀液包括镍盐20~100份、钨酸盐100~200份、络合剂20~80份、润湿剂0.2~1份,余量为水。
3.根据权利要求1或2所述的镍钨合金电镀液,其特征在于,所述镍盐包括硫酸镍、氯化镍和氨基磺酸镍中的至少一种;
4.一种权利要求1~3任一项所述的镍钨合金电镀液的制备方法,其特征在于,在水中加入所述镍盐、所述络合剂和所述润湿剂搅拌均匀,最后加入所述钨酸盐搅拌均匀得到所述镍钨合金电镀液。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述镍钨合金电镀液的ph为5.0~8.0。
6.一种太阳能电池金属电极的制备方法,其特征在于,将太阳能电池硅基底置于镍钨合金电镀液中进行直流电镀,得到镍钨合金镀层;
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述直流电镀中,以太阳能电池硅基底作为阴极,以钛网作为阳极;
8.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,对所述太阳能电池硅基底进行双面直流电镀,得到双面的镍钨合金镀层;
9.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述太阳能电池为n型topcon电池;
10.根据权利要求6~9任一项所述的制备方法,其特征在于,还包括在直流电镀前对所述太阳能电池硅基底进行酸洗的过程;