[发明专利]电沉积装置及其电沉积方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池领域，具体涉及一种电沉积装置及其电沉积方法。

背景技术

太阳能电池又称为“太阳能芯片”或光电池，是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。其中，以光电效应工作的薄膜太阳能电池为主。

一般，薄膜太阳能电池迎向太阳光朝上放置，从下往上依次主要包括下封装层、某底层、背电极层、背接触层、吸收层、窗口层、上接触层和上封装层等。中国专利CN101807622A 公开了一种制备碲化镉薄膜太阳能电池组件的方法，其包括如下步骤：

首先，在透明导电薄膜玻璃上沉积CdS 薄膜获得"glass/TCO/CdS";

然后，在"glass/TCO/CdS" 上沉积CdTe薄膜获得"glass/TCO/CdS/CdTe";

然后，对"glass/TCO/CdS/CdTe" 进行含氯化镉气氛下的热处理；

然后，使用激光刻划热处理后的"glass/TCO/CdS/CdTe", 刻划掉"TCO/CdS/CdTe"

后进行化学腐蚀使碲化镉表面富碲；

然后，在"glass/TCO/CdS/CdTe" 上刻划掉"TCO/CdS/CdTe" 的刻痕上填注低温固化胶；

然后，沉积背接触层，然后进行背接触层热处理；

然后使用激光在TCO/CdS/CdTe 刻痕附近刻刻划掉CdS/CdTe/ 背接触层；

然后，沉积金属背电极层，然后使用激光刻划掉TCO/CdS/CdTe 刻痕和CdS/CdTe/背接触层刻痕附近的CdS/CdTe/背接触层／金属背电极。

上述制备太阳能电池组件的方法中，沉积CdTe的步骤是物理干法，例如近空间升华、溅射、真空蒸发等。物理干法通常要求在真空和/或者高温的环境进行，对设备的要求很高，而且对镉元素和碲元素的材料浪费严重。从设备投入角度和环境保护角度来说，上述制备CdTe薄膜太阳能电池组件的方法制造成本很高。

为了解决上述技术问题，美国专利文献US2011/0290641Al 公开了一种快速电化学沉积法生产太阳能电池的装置和方法，美国专利文献US2012/0043215A1公开了另一种一种电化学沉积法生产太阳能电池的装置和方法。这些电化学沉积法通常使用水作为溶剂，不需要真空和/或者高温环境，含镉元素和碲元素的溶液可以循环利用，大大降低了电化学沉积法制备CdTe薄膜太阳能电池组件的制造成本。在电化学沉积过程中，“glass/TCO/CdS”阴极上发生的主要电化学反应为：

Cd2+ + HTeO2+ + 3H+ + 6e- à CdTe + 2H2O；

对电极阳极上发生的主要电化学反应为：

2H2O à O2 + 4H+ + 4e-；

在电化学沉积过程中，为了降低表面能以便让电化学沉积得到的CdTe和“glass/TCO/CdS”有更好的接触，电化学沉积溶液中通常加入表面活性剂，这些表面活性剂通常是有机物，会在阳极表面上被氧化。表面活性剂氧化这个副反应有如下负面效果：1、降低了表面活性剂的有效浓度；2、副反应产物继续停留在溶液中，对溶液造成污染。在实际生产过程中，由于上述两个负面效果，循环利用含镉元素和碲元素的电化学沉积溶液会导致太阳能电池组件效率逐渐下降，因此含镉元素和碲元素的电化学沉积溶液无法无限循环利用。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种电沉积装置及其电沉积方法，解决现有化学沉积法技术中因表面活性剂在对电极表面被氧化而造成的电化学沉积溶液无法无限循环利用的技术问题，进一步降低生产成本和环境污染治理成本。

本发明是通过如下技术方案实现的：

提供一种电沉积装置，包括阴极、阳极和电沉积槽，所述电沉积装置还包括离子交换膜，所述离子交换膜的下端及两侧分别与电沉积槽的底壁及侧壁对应密封连接，将电沉积槽分为阴极溶液槽和阳极溶液槽，所述阴极溶液槽内设有阴极电沉积液，所述阳极溶液槽内设有阳极电沉积液，所述阴极位于所述阴极电沉积液中，所述阳极位于所述阳极电沉积液中。