电镀技术是利用电化学方法在导电固体表面沉积一层薄金属、合金或复合材料的过程。 光伏铜电镀技术是一种旨在用成本更低的铜完全替代贵金属银来制造光伏电池电极的先进工艺。它不仅能显著降低成本，还能提升电池的光电转换效率，是未来光伏行业能否实现完全“去银化”的关键技术路径之一。
基本原理：铜电镀技术通过在导电的电池基底上，通过电解液中的电化学反应，将铜离子还原成铜原子，并使其牢固地沉积在预设的图形区域，从而形成高导电性的铜栅线电极。这个过程完全摆脱了对银浆的依赖。
详细工艺流程：一条完整的铜电镀产线主要包含以下四个步骤：
- 种子层制备
：首先在电池片的透明导电膜（TCO）上沉积一层极薄的金属种子层（如100nm），这层种子层能增强后续铜栅线与电池片的附着力。 - 图形化
：这是形成精密电极图案的关键。通过在种子层上涂覆感光胶，并采用直写光刻（LDI）等技术进行曝光和显影，将设计好的栅线图形精确地呈现出来，后续电镀将只发生在这些图形区域。 - 电镀金属化
：将完成图形化的电池片放入电镀设备中，作为阴极进行电镀。铜离子在电场作用下沉积在暴露的种子层上，形成铜栅线。目前设备路线主要有垂直电镀和水平电镀两种。 - 后处理
：电镀完成后，需要去除之前涂覆的感光胶，并蚀刻掉非栅线区域的薄种子层，最终得到纯净、牢固的铜电极。
铜电镀技术优势：
光伏铜电镀技术是采用金属铜完全代替银浆作为栅线电极，具备低成本、高效率等优势。
针对不同主流电池技术，光伏铜电镀技术的技术优势也有所区别。
1．异质结+铜电镀：降本增效
早期异质结银浆用量相对较大，当时希望通过铜电镀来实现降本。
从目前情况来看，由于银包铜技术已经在异质结上大规模应用，铜电镀未来对于异质结的主要贡献在于提升电池转换效率。
2．TOPCon+铜电镀：改善Voc
使用铜电镀可帮助TOPCon电池实现低接触电阻、改善Voc等。双面TOPCon太阳电池Ni/Cu/Ag电接触的实现是基于激光接触开窗(LCO)与在线电镀Ni/Cu/Ag结合。
LCOs和镀Ni/Cu/Ag的技术优势包括：在n型TOPCon层和轻硼掺杂发射极上实现低接触电阻、低接触复合、硼发射极可改善Voc、具有低线电阻率的窄接触宽度(<25μm)。
3．BC+铜电镀：成本、工艺匹配
当前金属化方案中，铜电镀、银浆各具优势，长期看，对于工艺复杂，人力、设备、材料成本高昂的BC电池而言，铜电镀在成本、工艺匹配上表现出巨大潜力。的主要意义在于提效而非降本：即相较于传统丝网印刷技术，铜电镀可以实现0.3%-0.5%的光电转换效率提升。
挑战与展望：
铜电镀技术虽在光伏领域展现出诸多优势，但仍面临三大挑战。首先，电镀过程中会产生重金属、含氮废液以及干膜废弃物，这些废弃物不仅影响项目的环境评估，还增加了成本投入。随着国内环保政策的日益严格，环保问题已成为制约铜电镀技术大规模推广的关键因素。其次，光伏行业产能巨大，但水平电镀的出片效率相对较低，这导致在等效条件下，单GWh的设备投资额显著增加。最后，与传统的丝印工艺相比，铜电镀的工艺流程更为复杂，对设备精准度的要求也更高，这在一定程度上增加了设备工艺成本和对良率的控制难度。未来2年内，铜电镀技术能否大规模量产，仍然有待观察。
资料来源：恒卓光伏
编辑：阿远
校对：赵新煜
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