[发明专利]一种晶硅异质结太阳能电池用化学镀镍工艺

说明书

本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种晶硅异质结太阳能电池用化学镀镍工艺。本发明晶硅异质结太阳能电池用化学镀液包括以下浓度的组分：主盐5～30g/L、还原剂20～35g/L、六偏磷酸钠20～70mg/L、乳酸15～20g/L、2‑羟基‑3‑羧基‑5‑甲氧基苯甲醛8～12g/L、稳定剂3～18mg/L、甘草甜素30～50mg/L和余量去离子水。本发明化学镀液具有稳定性好的优点，当其应用于化学镀镍工艺后，所得到的晶硅电池片具有较强的结合力，接触电阻小。

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种晶硅异质结太阳能电池用化学镀镍工艺。

背景技术

根据太阳电池所用材料的不同，分为硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池和纳米晶太阳能电池，其中硅太阳能电池是在应用中起到主导的地位。硅太阳能电池多用晶硅硅片为原料，在晶硅硅片上镀镍层，可以作为太阳能电池栅 电极的导电底层，以便于进行电镀铜，又可以作为太阳能电池的背极板，而所形成的Ni-P合金还可以充当扩散阻挡层，阻止充当导电层的铜与基体硅的相互扩散，发生短路。

在晶硅硅片镀镍层的前期需对晶硅硅片进行活化，这是因为硅材料在常温下的性质很稳定，氧化后不易发生化学反应，所以现有技术大多数采用以氢氟酸为主，搭配硝酸等其他酸的混合酸溶液来进行，再通过化学镀使金属镍直接在硅表面上沉积出来。作为晶硅硅片活化后的第一层镀层，镀镍层的性能会影响镀铜的效果，当镀镍层的性能变差时，会直接影响镀铜层的性能，从而影响整个太阳能电池的性能。

目前，镀镍层的形成采用化学镀镍或电镀镍工艺，而在化学镀镍工艺中，多以次磷酸钠作为还原剂，其机理之一的原子氢态理论指出，化学镀液中的次磷酸钠会吸附在基材表面之上，在具有催化活性金属的催化作用下，脱氢成亚磷酸根，而镍离子得到初生态原子氢被还原成镍，沉积到基材表面，且亚磷酸根得到原子氢会被还原成磷，相对于电镀镍工艺，化学镀镍工艺具有镀层更为均匀的优势。

在早期，中国专利CN102168258A公开了一种用于制备太阳能电池电极的无电镀镍液，包括a)4.5g/L至10.0g/L的镍离子；b)还原剂；c)30g/L至60g/L的第一螯合剂；d)5g/L至80g/L的第二螯合剂。该发明得到的无电镀镍液具有氮化硅及硅的选择性，且不会伤害铝质表面的优点。虽然采用次磷酸钠作为还原剂具有较多的优点，但是由于化学镀的反应中有亚磷酸根生成，而当其浓度达到饱和时会产生沉淀，导致镀液分解，且由于反应中的稳定剂等物质会因为温度而导致镀液分解，从而使镀液的稳定性变差，使用周期最多在4～6个周期之内。

发明内容

本发明旨在提供一种晶硅异质结太阳能电池用化学镀镍工艺，本发明化学镀液具有稳定性好的优点，当其应用于化学镀镍工艺后，所得到的晶硅电池片具有较强的结合力，接触电阻小。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种晶硅异质结太阳能电池用化学镀液，包括以下浓度的组分：

主盐5～30g/L、还原剂20～35g/L、六偏磷酸钠20～70mg/L、乳酸15～20g/L、 2-羟基-3-羧基-5-甲氧基苯甲醛8～12g/L、稳定剂3～18mg/L、甘草甜素30～50mg/L 和余量去离子水。

进一步改进在于，所述主盐为六水硫酸镍。

进一步改进在于，所述还原剂为次亚磷酸钠。

进一步改进在于，所述稳定剂为硫代硫酸钠、硫代硫酸钾、硫脲和黄原酸酯中的一种或几种。

本发明的化学镀液以六水硫酸镍为主盐、次亚磷酸钠为还原剂、乳酸为络合剂而形成的体系，为了提高化学镀液的稳定性，发明人经过实验发现，当在体系中加入2-羟基-3-羧基-5-甲氧基苯甲醛后，化学镀液的稳定得到了提高，其原因可能是2-羟基-3-羧基-5-甲氧基苯甲醛的分子结构有利于加强乳酸的络合能力，使体系中的Ni²⁺形成稳定的络合物。