本發(fā)明涉及非金屬表面化學(xué)鍍技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種化學(xué)鍍液及其制備方法，以及一種非金屬化鍍的方法。

背景技術(shù)：

硅片是太陽(yáng)能電池的核心組成部分，硅片正極柵線的制作目前大批量生產(chǎn)電池時(shí)應(yīng)用的兩種低成本工藝是絲網(wǎng)印刷和電鍍，另外就是需要昂貴真空設(shè)備的PVD工藝。絲網(wǎng)印刷工藝是含有金屬的漿料通過一個(gè)掩模印刷到硅片上，而后燒結(jié)去除漿料中的粘結(jié)劑，金屬于硅接觸面合金化，降低金屬電阻率和提高接觸電阻，目前大量應(yīng)用的是銀漿，且業(yè)內(nèi)存在技術(shù)壟斷，成本居高不下。雖然鎳、鋁和銅漿是可能的低成本替代物，但目前技術(shù)不成熟，需用特定設(shè)備，成本依然較高。另一條技術(shù)路線是直接電鍍工藝，將電池表面的絕緣層腐蝕出圖形，在腐蝕出的圖形上電鍍出金屬層線路。但是這種制作的產(chǎn)品容易出現(xiàn)斷線和結(jié)合力差的問題。

除了上述兩種方法外，還可以采用將硅片表面粗化活化后進(jìn)行化學(xué)鍍方法獲得硅片金屬化效果。但由于硅片表面較為光滑，難以粗化，同時(shí)這樣形成的線路精度較差，不能滿足光伏產(chǎn)品需要。因此，現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)于上述方法做了一定改進(jìn)，先在硅片上涂覆含有絡(luò)合物的預(yù)處理漿料，經(jīng)能量線輻照后形成線路圖形后，通過高溫?zé)Y(jié)使線路圖形與硅片緊密結(jié)合，經(jīng)活化處理，后進(jìn)行化學(xué)鍍。這樣形成的線路精度有所提高，線路圖形對(duì)活性物質(zhì)的吸附能力也有一定增加，但活化中心物質(zhì)仍然較少，常規(guī)的化學(xué)鍍液對(duì)其鍍覆能力差，容易產(chǎn)生漏鍍溢鍍問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種化學(xué)鍍液，所述化學(xué)鍍液為含有鎳鹽，銅鹽，絡(luò)合劑，pH緩沖劑，表面活性劑，還原劑和二甲基甲酰胺的水溶液。

本發(fā)明提供的化學(xué)鍍液具有很好的化學(xué)鍍活性，可在硅片上實(shí)現(xiàn)鍍覆效果優(yōu)良的化學(xué)鍍層。其中所添加的二甲基甲酰胺具有一定的表面活性，能降低金屬離子在基材上的接觸阻力，同時(shí)，二甲基甲酰胺還能絡(luò)合一部分金屬離子，使其更容易被吸附到基材上，從而有效提高了化學(xué)鍍效果，減少漏鍍、溢鍍的發(fā)生。

本發(fā)明還提供了一種化學(xué)鍍液的制備方法，包括將鎳鹽、銅鹽先溶解于水中，再加入絡(luò)合劑、pH緩沖劑、表面活性劑及二甲基甲酰胺，最后加入還原劑，攪拌至溶解即可。

本發(fā)明還提供了一種非金屬表面金屬化的方法，包括將表面經(jīng)過預(yù)處理的非金屬基材先采用離子鈀活化液進(jìn)行活化處理，然后置于還原液中進(jìn)行還原處理后，再浸漬于化學(xué)鍍液中進(jìn)行化學(xué)鍍鎳-銅；其中，所述化學(xué)鍍液為本發(fā)明提供的化學(xué)鍍液。

本發(fā)明提供的化學(xué)鍍液由多種組分復(fù)配而成，由于組分間的相互作用，該化學(xué)鍍液在基材上具有很好的化鍍活性，其引發(fā)周期短，鍍速快，鍍覆完整、有效降低了漏鍍溢鍍的問題。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的技術(shù)方案涉及一種化學(xué)鍍液，所述鍍液為含有鎳鹽，銅鹽，絡(luò)合劑，pH緩沖劑，表面活性劑，還原劑和二甲基甲酰胺的水溶液。

發(fā)明人通過大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)化學(xué)鍍液內(nèi)含有二甲基甲酰胺時(shí)，二甲基甲酰胺能降低金屬離子在基材上的附著阻力，同時(shí)二甲基甲酰胺能絡(luò)合部分金屬離子，促進(jìn)金屬離子在基材上的附著，進(jìn)而提高鎳、銅在基材上的附著量。發(fā)明人通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，當(dāng)二甲基甲酰胺的含量控制在1-5g/L時(shí)效果最佳。

在本發(fā)明中，所述鎳鹽的含量為10-30g/L，所述銅鹽的含量為1-7g/L，所述絡(luò)合劑的含量為30-80g/L，所述pH緩沖劑的含量為10-20g/L，所述表面活性劑的含量為0.001-0.05g/L，所述還原劑的含量為10-30g/L。

優(yōu)選情況下，所述鎳鹽的含量為10-25g/L，所述銅鹽的含量為1-5g/L，所述絡(luò)合劑的含量為15-50g/L，所述pH緩沖劑的含量為5-20g/L，所述表面活性劑的含量為0.001-0.05g/L，所述還原劑的含量為15-30g/L。

在本發(fā)明中，所用的鎳鹽為硫酸鎳、氯化鎳、氨基磺酸鎳中的至少一種；銅鹽為氯化銅、硫酸銅中的至少一種。其中，以重量計(jì)，鎳鹽：銅鹽=1:0.03-0.2。所得的鎳銅合金鍍層有利于后續(xù)的電鍍工藝，從而進(jìn)一步提高線路導(dǎo)電能力。

在本發(fā)明中，采用的絡(luò)合劑為檸檬酸鈉、氨基磺酸、丁二酸、醋酸鈉、乳酸、檸檬酸、乙二胺中的至少一種。進(jìn)一步優(yōu)選為采用檸檬酸銨、氨基磺酸、丁二酸、醋酸鈉和乳酸多種絡(luò)合劑復(fù)配，以重量計(jì)，檸檬酸銨：氨基磺酸：丁二酸：醋酸鈉：乳酸=1：0.06-0.6：0.03-0.42：0.17-0.75：0.17-0.75，在該種配比下絡(luò)合劑的絡(luò)合能力較強(qiáng)，穩(wěn)定性好。

在本發(fā)明中，pH緩沖劑為硼酸、碳酸鈉中的至少一種；表面活性劑為聚乙二醇、十二烷基硫酸鈉、烷基酚聚氧乙烯醚中的至少一種；還原劑為次亞磷酸鈉。

在本發(fā)明中，可以加入一定量的氯化銨，當(dāng)氯化銨含量在1-5g/L之間時(shí)，有利于加速待鍍金屬在基材上的附著。

在本發(fā)明中，還可以加入一定量的穩(wěn)定劑，如硫脲、葡萄酸鈉、碘酸鉀、硫脲、氟化鈉、硝酸鉛中的至少一種作為穩(wěn)定劑。用量在0.001-0.003g/L范圍內(nèi)時(shí)，能起到加強(qiáng)鍍液穩(wěn)定性，提高使用壽命的作用。

在本發(fā)明中，將化學(xué)鍍液的pH值控制在8-9之間時(shí)，會(huì)有更好的化鍍效果。

本發(fā)明還提供了所述化學(xué)鍍液的制備方法，將鎳鹽、銅鹽先溶解于水中，再加入絡(luò)合劑、pH緩沖劑、表面活性劑及二甲基甲酰胺，最后加入還原劑，攪拌至溶解。當(dāng)pH值控制在8-9之間時(shí)，化學(xué)鍍效果最佳。

本發(fā)明還提供了非金屬表面化學(xué)鍍的方法，包括將表面經(jīng)過預(yù)處理后的非金屬基材采用離子鈀活化液進(jìn)行活化處理，然后置于離子鈀還原液中進(jìn)行還原處理，最后將其浸漬于化學(xué)鍍液中進(jìn)行化學(xué)鍍；其中，所述化學(xué)鍍液為本發(fā)明提供的化學(xué)鍍液。

本發(fā)明提供的化學(xué)鍍液具有優(yōu)異的化學(xué)鍍覆效果，因此化鍍處理的條件無需過高，僅需將經(jīng)過前處理的基材與化學(xué)鍍液接觸即可。優(yōu)選情況下，化鍍處理的條件包括：溫度為40-50℃，時(shí)間為1-10min。

所述預(yù)處理為將預(yù)處理漿料涂覆在基體表面，往涂覆有所述處理液的基體表面需要金屬化的區(qū)域照射能量線，使得該區(qū)域上的處理液發(fā)生降解反應(yīng)；將經(jīng)能量線照射的基體用顯影藥水進(jìn)行浸泡，使得未經(jīng)能量線照射的區(qū)域上的處理液溶解在所述顯影藥水中而經(jīng)能量線照射的區(qū)域上的降解產(chǎn)物不溶解在所述顯影藥水中，以形成光刻圖案；將得到的產(chǎn)物進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，使光刻圖案與基體緊密結(jié)合。

所述預(yù)處理漿料為一種含有絡(luò)合物的溶液，所述絡(luò)合物的形成體可以為鈦離子、鎳離子中的至少一種，配位體可以為麥芽酚，乙酰丙酮中的至少一種。該預(yù)處理漿料可以通過商購(gòu)，或者自制獲得。

另外，在對(duì)基材進(jìn)行預(yù)處理之前，還可對(duì)其表面進(jìn)行除油，如超聲除油，但不限于此。

所述離子鈀活化液為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，本發(fā)明沒有特殊限定。對(duì)于活化時(shí)間和溫度也沒有特殊限定，在本領(lǐng)域內(nèi)常規(guī)范圍內(nèi)即可。同時(shí)，所述還原液也為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，本發(fā)明沒有特殊限定，例如可以采用各種常見的還原液，但不局限于此。

為了進(jìn)一步說明本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果，以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明中所述實(shí)施例中的所有原料如非特指，均為市售產(chǎn)品。

實(shí)施例1~6

1、制備化學(xué)鍍液：將硫酸鎳、硫酸銅溶于水，加入絡(luò)合劑，穩(wěn)定劑，pH緩沖劑，還原劑，最后加入二甲基甲酰胺， pH值控制在8-9。按照表1中的組分配比得到化學(xué)鍍液A1~A5。各組分具體用量見表1。

2、將2×2cm的多晶硅片，經(jīng)超聲除油，用預(yù)處理漿料（該預(yù)處理漿料為由鈦酸四異丙酯、乙酰丙酮鎳、乙基麥芽酚、溶劑乙酸乙酯按照重量比0.20：0.05：0.31：1混合形成的漿料）涂覆硅片表面，之后再硅片表面上遮蓋掩模，掩模包括透光區(qū)和不透光區(qū)，經(jīng)UV光照后在透光區(qū)域內(nèi)形成電路圖形，用顯影藥水（該顯影藥水是濃度為2重量%的四甲基氫氧化銨水溶液）浸泡洗去多余預(yù)處理漿料后，在500℃下燒結(jié)0.5h。將燒結(jié)后的硅片放入25℃的離子活化液中活化3min，該離子鈀活化液為永星化工公司，商品號(hào)為POP-PLUS MIDs AD-457的活化液；活化完成后將塑料件浸漬于還原液中1min，該還原液為1%的水合肼溶液，還原處理溫度為25℃；最后在40℃下步驟（1）中配置的化學(xué)鍍液中進(jìn)行化學(xué)鍍。

表1：

對(duì)比例1

化學(xué)鍍液D1配方與實(shí)施例1相比，缺少二甲基甲酰胺，其余與實(shí)施例1相同。并按照實(shí)施1同樣的方法進(jìn)行化學(xué)鍍。

對(duì)比例2

以公開號(hào)為CN104445997A中實(shí)施例1的化學(xué)鍍鎳液作為D2，并采用，其余與實(shí)施例1相同。并按照實(shí)施1同樣的方法進(jìn)行化學(xué)鍍。

性能測(cè)試及結(jié)果

1、使用上述化學(xué)鍍液A1~A5及D1~D2進(jìn)行化學(xué)鍍效果測(cè)試，觀察引發(fā)周期、完全鍍覆時(shí)間及化學(xué)鍍后樣品外觀。

引發(fā)周期：浸入化學(xué)鍍銅液起到試片表面產(chǎn)生氣泡所需時(shí)間為引發(fā)周期；完全鍍覆時(shí)間：從試片浸入鍍液起到試片完全鍍覆銅所需時(shí)間為完全鍍覆時(shí)間。測(cè)試結(jié)果見表2。

表2：

從表2中可以看出，使用本發(fā)明提供的化鍍鍍液可以顯著縮短化學(xué)鍍引發(fā)周期及完全度鍍覆時(shí)間，提高鍍覆效果，有效防止漏鍍、溢鍍現(xiàn)象。

顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉，而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明創(chuàng)造權(quán)利要求的保護(hù)范圍之中。