镀镍液及其制备方法、太阳能电池的制备方法与流程

1.本技术涉及电镀技术领域，特别涉及一种镀镍液及其制备方法、太阳能电池的制备方法。

背景技术：

2.太阳能是一种清洁绿可再生能源，在煤、石油、天然气等传统化学能源日益枯竭、环境污染愈来愈烈的背景下，太阳能发电越来越受到人们的关注。
3.目前，硅太阳能电池是利用太阳能发电的主流形式，硅太阳能电池通常包括基底(硅片)以及设置于基底上的电极，电极通常包括层叠设置的镍层和铜层，其中，镍层一般采用电镀的方法形成于基底上，然而，现有的镀镍方法形成的镍层与基底之间的结合力较差，导致镍层容易从基底上脱落，进而导致电极与基底分离。

技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种镀镍液及其制备方法、太阳能电池的制备方法，采用该镀镍液制备的太阳能电池，其中的镍层与基底之间的结合力较强，使得太阳能电池的电极与基底不容易分离，提升了太阳能电池的结构稳定性。
5.第一方面，本技术实施例提供一种镀镍液，以重量份计，所述镀镍液包括：含镍主盐30～40份、导电盐10～20份、缓冲剂1～2份、阳极活化剂0.5～1份、润湿剂0.1～0.2份、水900～1000份。
6.在一些实施例中，所述含镍主盐包括硫酸镍和氯化镍中的至少一种；
7.所述导电盐包括硫酸钠、硫酸镁和硫酸钾中的至少一种。
8.在一些实施例中，所述缓冲剂包括硼酸和乙酸中的至少一种；
9.所述阳极活性剂包括氯化钠、氯化钾和氯化镍中的至少一种。
10.在一些实施例中，所述润湿剂包括十二烷基硫酸钠、2-乙基己基硫酸钠和正辛基硫酸钠中的至少一种。
11.在一些实施例中，所述镀镍液的ph值为4～6。
12.第二方面，本技术实施例提供一种镀镍液的制备方法，所述镀镍液为如上所述的镀镍液，所述制备方法包括：
13.将包括所述含镍主盐、所述导电盐、所述缓冲剂、所述阳极活化剂以及所述润湿剂在内的原料溶解于水中，得到所述镀镍液。
14.在一些实施例中，所述制备方法包括：
15.将所述阳极活化剂和所述润湿剂溶解于水中，得到第一溶液；
16.将所述含镍主盐和所述导电盐溶解于所述第一溶液中，得到第二溶液；
17.将所述第二溶液和所述缓冲剂混合，得到所述镀镍液。
18.第三方面，本技术实施例提供一种太阳能电池的制备方法，包括：
19.提供基底；
20.采用镀镍液对所述基底进行电镀镍处理，得到镍层，所述镀镍液为如上所述的镀镍液或者为如上所述的制备方法制得的镀镍液；
21.在所述镍层上形成第二金属层，得到电极，所述电极包括层叠设置的镍层和第二金属层。
22.在一些实施例中，当采用镀镍液对所述基底进行电镀镍处理时，所述镀镍液的温度为20℃～30℃，所述电镀镍处理的时间为5分钟～15分钟，所述基底上的电流密度为0.05a/dm2～0.1a/dm2。
23.在一些实施例中，所述基底的材料包括硅；在所述镍层上形成第二金属层之前，对镀有镍层的基底进行烧结，使所述镍层中的镍与所述基底中的硅反应形成镍硅合金，其中，烧结温度为300℃～360℃，烧结时间为30秒～60秒。
24.本技术实施例提供的镀镍液，可以用于在太阳能电池的制备过程中在基底上镀设形成镍层，采用该镀镍液制备的镍层与基底之间的结合力较强，使得太阳能电池的电极与基底不容易分离，提升了太阳能电池的结构稳定性。另外，由于本技术实施例的镀镍液中添加有润湿剂，润湿剂可以改变基底的表面张力，在电镀镍的过程中可以使产生的氢气气泡尽快的脱离基底表面，避免镀设的镍层出现不连续的情形，从而提升镍层的电学性能，另外，还可以提升镍层的不同区域的厚度均匀性，提升镀镍质量。
附图说明
25.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。
26.图1为本技术实施例提供的太阳能电池的制备方法的流程图。
27.图2为本技术实施例制备的太阳能电池的结构示意图。
28.图3为实施例3制得的镍层的结构示意图。
29.图4为对比例1制得的镍层的结构示意图。
具体实施方式
30.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
31.本技术实施例提供一种镀镍液，以重量份计，镀镍液包括：含镍主盐30～40份、导电盐10～20份、缓冲剂1～2份、阳极活化剂0.5～1份、润湿剂0.1～0.2份、水900～1000份。
32.示例性地，本技术实施例的镀镍液中，以重量份计，含镍主盐的份数可以为30份、31份、32份、33份、34份、35份、36份、37份、38份、39份、40份等；
33.导电盐的份数可以为10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份、20份等；
34.缓冲剂的份数可以为1份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份、1.5份、1.6份、1.7份、1.8份、1.9份、2份等；
35.阳极活化剂的份数可以为0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份等；
36.润湿剂的份数可以为0.1份、0.11份、0.12份、0.13份、0.14份、0.15份、0.16份、0.17份、0.18份、0.19份、0.2份等；
37.水的份数可以为900份、910份、920份、930份、940份、950份、960份、970份、980份、990份、1000份等。
38.可以理解的是，本技术实施例的镀镍液中的水是用于溶解含镍主盐、导电盐、缓冲剂、阳极活化剂以及润湿剂等组分的溶剂。示例性地，镀镍液中添加的水为去离子水。
39.示例性地，含镍主盐可以包括硫酸镍和氯化镍中的至少一种。可以理解的是，含镍主盐主要起到提供镍离子的作用，以在电镀的过程中在基底(硅片)上形成镍层。示例性地，硫酸镍可以包括无水硫酸镍(niso)和六水合硫酸镍(niso
·
6h o)中的至少一种，氯化镍可以包括无水氯化镍(nicl)和六水合氯化镍(nicl
·
6h o)中的至少一种。
40.示例性地，导电盐可以包括硫酸钠(na so)、硫酸镁(mgso)和硫酸钾(k so)中的至少一种。可以理解的是，导电盐主要起到增强镀镍液的导电性能的作用，在电镀镍的过程中有利于提升镍层的沉积速度，即，提升镀镍效率。
41.示例性地，缓冲剂可以包括硼酸(h bo)和乙酸(ch cooh)中的至少一种。可以理解的是，缓冲剂主要起到稳定镀镍液的ph值的作用，当镀镍液的ph值稳定在合适范围内时，在电镀镍过程中才能够维持稳定的镀镍速率。
42.示例性地，本技术实施例的镀镍液的ph值为4～6(例如4、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9、5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7、5.8、5.9、6等)。需要说明的是，本技术发明人在试验中发现，当镀镍液的ph值小于4时，在电镀镍的过程中氢气的析出会增加，由于基底表面的氢气气泡会影响镍在基底上的沉积，即，氢气气泡聚集的地方容易出现镍无法沉积的现象，从而导致基底上的部分区域无法沉积镍，进而导致镀设的镍层出现不连续的情形，即镍层被分割为多个不连续的区域，从而导致镍层的电学性能较差，并且，氢气气泡也会导致镍层的不同区域出现厚度不均匀的现象；另外，当镀镍液的ph值大于7时，镀镍液中容易产生氢氧化镍沉淀，从而导致镀镍液中的镍离子的浓度降低，进而导致镀镍速率降低。
43.值得一提的是，本技术发明人在镀镍工艺的实践中发现，当本技术实施例的镀镍液的ph值为5～6时，采用该镀镍液通过电镀形成的镍层与基底之间的结合力优于镀镍液的ph值为4～5的情形。
44.示例性地，阳极活性剂可以包括氯化钠(nacl)、氯化钾(kcl)和氯化镍(nicl)中的至少一种。需要说明的是，阳极活性剂可以在电镀镍过程中起到促进阳极中镍离子溶解的作用，在电镀镍过程中，镀镍液中的镍离子逐渐沉积于基底(硅片)上，从而导致镀镍液中的镍离子的浓度逐渐降低，本技术实施例通过在镀镍液中添加阳极活性剂，可以促进阳极(阳极的材料为金属镍)中镍离子的溶解，使得阳极中的镍离子逐渐释放于镀镍液中，从而起到为镀镍液补充镍离子，维持稳定的镀镍速率的作用。
45.示例性地，润湿剂可以包括十二烷基硫酸钠、2-乙基己基硫酸钠和正辛基硫酸钠中的至少一种。需要说明的是，本技术实施例通过在镀镍液中添加润湿剂，润湿剂可以改变基底的表面张力，在电镀镍的过程中可以使产生的氢气气泡尽快的脱离基底(硅片)的表面，避免镀设的镍层出现不连续的情形，提升镍层的电学性能，另外，还可以提升镍层的不同区域的厚度均匀性。
46.综上所述，本技术实施例提供的镀镍液，可以用于在太阳能电池的制备过程中在基底(硅片)上镀设形成镍层，采用该镀镍液制备的镍层与基底之间的结合力较强，使得太阳能电池的电极与基底不容易分离，提升了太阳能电池的结构稳定性。另外，由于本技术实施例的镀镍液中添加有润湿剂，润湿剂可以改变基底的表面张力，在电镀镍的过程中可以使产生的氢气气泡尽快的脱离基底表面，避免镀设的镍层出现不连续的情形，从而提升镍层的电学性能，另外，还可以提升镍层的不同区域的厚度均匀性，提升镀镍质量。
47.本技术实施例还提供一种镀镍液的制备方法，镀镍液为上述任一实施例中的镀镍液，制备方法可以包括：
48.将包括含镍主盐、导电盐、缓冲剂、阳极活化剂以及润湿剂在内的原料溶解于水中，得到镀镍液。
49.示例性地，本技术实施例的镀镍液的制备方法具体可以包括：
50.将阳极活化剂和润湿剂溶解于水中，得到第一溶液；
51.将含镍主盐和导电盐溶解于第一溶液中，得到第二溶液；
52.将第二溶液和缓冲剂混合，得到镀镍液。
53.示例性地，可以采用机械搅拌的方式将阳极活化剂和润湿剂完全溶解于水中、将含镍主盐和导电盐完全溶解于第一溶液中以及将第二溶液和缓冲剂混合均匀。
54.可以理解的是，由于阳极活化剂和润湿剂的含量较少，因此将阳极活化剂和润湿剂首先溶解于水中，溶解速率较快，溶解时间短，其次将含量较多的含镍主盐和导电盐添加于第一溶液中，制得的第二溶液具有适合电镀的ph值，之后将用于维持ph值的缓冲剂添加于第二溶液中，得到的镀镍液可以维持其ph值范围稳定，从而在电镀过程中保持稳定的镀镍速率。
55.请参阅图1和图2，图1为本技术实施例提供的太阳能电池的制备方法的流程图，图2为本技术实施例制备的太阳能电池的结构示意图。本技术实施例还提供一种太阳能电池的制备方法，包括：
56.s100，提供基底10。
57.示例性地，基底10的材料可以为硅。
58.s200，采用镀镍液对基底10进行电镀镍处理，得到镍层11，镀镍液为上述任一实施例中的镀镍液或者为上述任一实施例中的制备方法制得的镀镍液。
59.示例性地，当采用镀镍液对基底10进行电镀镍处理时，镀镍液的温度为20℃～30℃(例如20℃、22℃、25℃、28℃、30℃等)，电镀镍处理的时间为5分钟～15分钟(例如5分钟、8分钟、10分钟、13分钟、15分钟等)，基底上的电流密度为0.05a/dm2～0.1a/dm2(例如0.05a/dm2、0.06a/dm2、0.07a/dm2、0.08a/dm2、0.09a/dm2、0.1a/dm2等)。
60.s300，在镍层11上形成第二金属层12，得到电极20，电极20包括层叠设置的镍层11和第二金属层12。
61.示例性地，当基底10的材料为硅时，在镍层11上形成第二金属层12之前，可以对镀有镍层11的基底10进行烧结，使镍层11中的镍与基底10中的硅反应形成镍硅合金，其中，烧结温度为300℃～360℃(例如300℃、310℃、320℃、330℃、340℃、350℃等)，烧结时间为30秒～60秒(例如30秒、40秒、50秒、60秒等)。
62.示例性地，可以采用物理气相沉积(pvd)或者电镀的方法在镍层11上形成第二金
属层12。
63.示例性地，第二金属层12的材料可以包括铜，可以理解的是，铜具有较好的导电性能，从而能够提升电极20的导电性能，进而提升太阳能电池100的电学性能。由于铜元素扩散进入基底10(硅片)后会影响基底10中pn结的电学性能，因此，本技术实施例在基底10和第二金属层12之间设置镍层11，镍层11可以阻挡铜元素向基底10中进行扩散，而镍本身的扩散系数很小，不会在基底10中迁移扩散，因此不会对pn结造成影响。另外，镍还可以与基底10中的硅形成镍硅合金，从而提升电极20与基底10之间的结合力，另外，当在镍层11上形成第二金属层12时，镍层11还可以起到种子层的作用，使得第二金属层12可以附着在镍层11上逐渐生长(即厚度逐渐增加)，由于第二金属层12(铜层)在镍层11上的附着力大于第二金属层12(铜层)在基底10上的附着力，因此可以起到避免第二金属层12脱落的作用。
64.可以理解的是，电极20可以为太阳能电池100的正极或负极。
65.示例性地，在镍层11上形成第二金属层12之后，还可以在第二金属层12上形成第三金属层(未图示)，第三金属层的材料可以为银或镍，第三金属层可以用于与相关线路(例如太阳能电池的封装结构中的线路)进行焊接，以实现电极20与相关线路的连接。
66.得到电极20，电极20包括层叠设置的镍层11和第二金属层12。
67.请结合图2，本技术实施例提供的太阳能电池100包括基底10以及设置于基底10上的电极20，电极20包括在基底10上依次层叠设置的镍层11和第二金属层12。由于镍层11采用本技术特制的镀镍液镀设而成，因此镍层11与基底10之间的结合力较强，电极20与基底10不容易分离，也即是说，太阳能电池100具有较好的结构稳定性。
68.示例性，电极20还可以包括第三金属层(未图示)，第三金属层设于第二金属层12远离镍层11的一侧，第三金属层的材料可以为银或镍。
69.下面以具体实施例的形式对本技术的镀镍液进行详细描述。
70.实施例1
71.一种镀镍液，包括六水硫酸镍30g/l、硫酸钠10g/l、硼酸1g/l、氯化钠0.5g/l以及十二烷基硫酸钠0.1g/l，其余为水。
72.采用上述镀镍液对基底(硅片)进行电镀镍处理，得到镍层，之后在镍层上形成铜层，得到电极。
73.通过对实施例1制得的电极和基底之间的结合力进行检测，发现需要采用1.5n以上的拉力，才能够使电极与基底分离，这说明电极与基底之间具有较强的结合力，由于电极中与基底直接接触的结构层为镍层，也即是说，镍层与基底之间具有较强的结合力，使得电极不容易从基底上脱落，从而使太阳能电池具有较好的结构稳定性。
74.实施例2
75.一种镀镍液，包括六水硫酸镍40g/l、硫酸钠20g/l、硼酸2g/l、氯化钠1g/l以及十二烷基硫酸钠0.2g/l，其余为水。
76.采用上述镀镍液对基底(硅片)进行电镀镍处理，得到镍层，之后在镍层上形成铜层，得到电极。
77.通过对实施例2制得的电极和基底之间的结合力进行检测，发现需要采用3n以上的拉力，才能够使电极与基底分离，这说明电极与基底之间具有较强的结合力，由于电极中与基底直接接触的结构层为镍层，也即是说，镍层与基底之间具有较强的结合力，使得电极
不容易从基底上脱落，从而使太阳能电池具有较好的结构稳定性。
78.实施例3
79.一种镀镍液，包括六水硫酸镍35g/l、硫酸钠15g/l、硼酸1.5g/l、氯化钠0.75g/l以及十二烷基硫酸钠0.15g/l，其余为水。
80.采用上述镀镍液对基底(硅片)进行电镀镍处理，得到镍层。图3为实施例3制得的镍层的结构示意图，从图3可以看出，镍层11中的主栅部分111和细栅部分112均保持连续不间断的状态，使得镍层11具有良好的电学性能，由于镍层11作为种子层有利于实现铜层的附着，因此有利于使铜层中的主栅部分和细栅部分均保持连续不间断的状态，进而使制得的电极保持良好的结构稳定性和较好的电学性能。
81.之后在镍层上形成铜层，得到电极。通过对实施例3制得的电极和基底之间的结合力进行检测，发现需要采用2.5n以上的拉力，才能够使电极与基底分离，这说明电极与基底之间具有较强的结合力，由于电极中与基底直接接触的结构层为镍层，也即是说，镍层与基底之间具有较强的结合力，使得电极不容易从基底上脱落，从而使太阳能电池具有较好的结构稳定性。
82.对比例1
83.一种镀镍液，包括六水硫酸镍35g/l、硫酸钠15g/l、硼酸1.5g/l、氯化钠0.75g/l，其余为水。
84.可以看出，与实施例3的镀镍液相比，区别在于，对比例1的镀镍液中未添加润湿剂(十二烷基硫酸钠)。
85.采用上述镀镍液对基底(硅片)进行电镀镍处理，得到镍层。图4为对比例1制得的镍层的结构示意图，从图4可以看出，镍层11中的细栅部分112出现了多处断裂的情形，这是因为对比例1的镀镍液中未添加润湿剂，因此在采用该镀镍液对基底(硅片)进行电镀镍处理时，氢气气泡附着在基底表面，由于基底上被氢气气泡覆盖的区域难以镀上金属镍，从而导致镍层出现不连续的情形。
86.之后在镍层上形成铜层，得到电极。通过对对比例1制得的电极和基底之间的结合力进行检测，发现采用1n以下的拉力，就可以使电极与基底分离，这说明电极与基底之间的结合力较弱，由于电极中与基底直接接触的结构层为镍层，也即是说，镍层与基底之间的结合力较弱。
87.以上对本技术实施例提供的镀镍液及其制备方法、太阳能电池的制备方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术。同时，对于本领域的技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。

技术特征：

1.一种镀镍液，其特征在于，以重量份计，所述镀镍液包括：含镍主盐30～40份、导电盐10～20份、缓冲剂1～2份、阳极活化剂0.5～1份、润湿剂0.1～0.2份、水900～1000份。2.根据权利要求1所述的镀镍液，其特征在于，所述含镍主盐包括硫酸镍和氯化镍中的至少一种；所述导电盐包括硫酸钠、硫酸镁和硫酸钾中的至少一种。3.根据权利要求1所述的镀镍液，其特征在于，所述缓冲剂包括硼酸和乙酸中的至少一种；所述阳极活性剂包括氯化钠、氯化钾和氯化镍中的至少一种。4.根据权利要求1所述的镀镍液，其特征在于，所述润湿剂包括十二烷基硫酸钠、2-乙基己基硫酸钠和正辛基硫酸钠中的至少一种。5.根据权利要求1-4任一项所述的镀镍液，其特征在于，所述镀镍液的ph值为4～6。6.一种镀镍液的制备方法，所述镀镍液为如权利要求1-5任一项所述的镀镍液，其特征在于，所述制备方法包括：将包括所述含镍主盐、所述导电盐、所述缓冲剂、所述阳极活化剂以及所述润湿剂在内的原料溶解于水中，得到所述镀镍液。7.根据权利要求6所述的镀镍液的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将所述阳极活化剂和所述润湿剂溶解于水中，得到第一溶液；将所述含镍主盐和所述导电盐溶解于所述第一溶液中，得到第二溶液；将所述第二溶液和所述缓冲剂混合，得到所述镀镍液。8.一种太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括：提供基底；采用镀镍液对所述基底进行电镀镍处理，得到镍层，所述镀镍液为如权利要求1-5任一项所述的镀镍液或者为如权利要求6或7所述的制备方法制得的镀镍液；在所述镍层上形成第二金属层，得到电极，所述电极包括层叠设置的镍层和第二金属层。9.根据权利要求8所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，当采用镀镍液对所述基底进行电镀镍处理时，所述镀镍液的温度为20℃～30℃，所述电镀镍处理的时间为5分钟～15分钟，所述基底上的电流密度为0.05a/dm2～0.1a/dm2。10.根据权利要求8所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述基底的材料包括硅；在所述镍层上形成第二金属层之前，对镀有镍层的基底进行烧结，使所述镍层中的镍与所述基底中的硅反应形成镍硅合金，其中，烧结温度为300℃～360℃，烧结时间为30秒～60秒。

技术总结

本申请实施例提供一种镀镍液及其制备方法、太阳能电池的制备方法。以重量份计，镀镍液包括：含镍主盐30～40份、导电盐10～20份、缓冲剂1～2份、阳极活化剂0.5～1份、润湿剂0.1～0.2份、水900～1000份。本申请实施例提供的镀镍液，可以用于在太阳能电池的制备过程中在基底上镀设形成镍层，采用该镀镍液制备的镍层与基底之间的结合力较强，使得太阳能电池的电极与基底不容易分离。另外，由于本申请实施例的镀镍液中添加有润湿剂，润湿剂可以改变基底的表面张力，在电镀镍的过程中可以使产生的氢气气泡尽快的脱离基底表面，避免镀设的镍层出现不连续的情形，从而提升镍层的电学性能。从而提升镍层的电学性能。从而提升镍层的电学性能。