CN101404306A - 一种薄膜太阳能电池芯片修复方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于太阳能电池领域，提供了一种薄膜太阳能电池芯片修复方法及装置，所述方法包括以下步骤：在经过最后一道刻划工序之后形成的第二电极层上一条或多条刻划线的两侧施加预定的直流电压，所述直流电压的方向与薄膜太阳能电池芯片在正常使用时对外供电的电压方向相反；持续施加电压至刻划不足部分击穿开路。本发明中，在经过最后一道刻划工序之后形成的第二电极层上一条或多条刻划线的两侧施加反向直流电压，由于在没有刻断或者没有完全刻断的地方形成短路，从而有较大的电流通过，短路之处击穿开路，达到修复的目的，有效地提高了良品率。

Description

一种薄膜太阳能电池芯片修复方法及装置
技术领域
本发明属于太阳能电池领域，尤其涉及一种薄膜太阳能电池芯片修复方法及装置。
背景技术
随着现代工业的高速发展、技术快速的更新换代以及对能源的需求，现在能源结构正在发生着根本性的变革。传统的能源：煤炭、石油、天然气的使用量将在2020年-2040年到达高峰，而在2050年后将会逐渐枯竭。可再生能源(主要是太阳能)等替代能源从2000年开始迅猛发展，到2050年使用量将达到高峰。传统太阳能电池是使用单晶硅或多晶硅薄片，其中硅材料应用较多，浪费严重，硅元素提纯工艺复杂且成本太高。薄膜太阳能电池使用非晶硅或其他材料，硅元素量使用很少或不使用硅材料，所以基本无原料瓶颈，尤其是非晶硅薄膜太阳能电池，成本低且工艺成熟，所以发展很快，成为目前薄膜太阳能电池最成熟的产品之一。
如图1所示，非晶硅薄膜太阳能电池是在低成本基板1(主要是玻璃)上沉积、溅射薄膜而成，这种非晶硅薄膜太阳能电池在基板1上共有三层：第一电极层2、非晶硅层(a-Si)3和第二电极层4。非晶硅薄膜太阳能电池芯片的刻划是通过激光来刻划的，激刻划划是根据这种非晶硅薄膜太阳能电池的制作工艺过程，分别在不同的工艺时段选用不同波长的激光设备进行刻划，由于非晶硅薄膜太阳能电池共有三层，所以需要进行三次刻划才能完成整个制作过程。
第三次刻划完成后，第一电极层2和第二电极层4之间可能会有微短路现象，如图2A和2B所示，其中P21、P22、P2(n-1)、P2n为第一电极层2中的刻划线，P31、P32、P3(n-1)、P3n为非晶硅层(a-Si)3中的刻划线，P41、P42、P4(n-1)、P4n为第二电极层4中的刻划线，若不处理这种微短路现象，则会降低电池转换效率，造成次品或废品影响良品率。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种薄膜太阳能电池芯片修复方法，旨在解决在薄膜太阳能电池芯片制造过程中，由于各个电极层之间有微短路现象而影响良品率的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种薄膜太阳能电池芯片修复方法，所述方法包括以下步骤：
在经过最后一道刻划工序之后形成的第二电极层上一条或多条刻划线的两侧施加预定的直流电压，所述直流电压的方向与薄膜太阳能电池芯片在正常使用时对外供电的电压方向相反；
持续施加电压至刻划不足部分击穿开路。
本发明实施例还提供了一种薄膜太阳能电池芯片修复装置，所述装置包括：
直流电源，进行修复时其输出电压方向与薄膜太阳能电池芯片在正常使用时对外供电的电压方向相反；
与所述直流电源正极连接的可导电的第一压头，所述第一压头带有一探针，修复时与第二电极层上电极块接触；
与所述直流电源负极连接的可导电的第二压头，所述第二压头带有一探针，修复时与第二电极层上电极块接触；
在修复时所述直流电源通过所述第一压头的探针与所述第二压头的探针在第二电极层上一条或多条刻划线的两侧施加预定的直流电压，所述第二电极层为经过最后一道刻划工序之后形成的电极层。
本发明实施例中，在经过最后一道刻划工序之后形成的第二电极层上一条或多条刻划线的两侧施加反向直流电压，由于在没有刻断或者没有完全刻断的地方形成短路，从而有较大的电流通过，短路之处击穿开路，达到修复的目的，有效地提高了良品率。
附图说明
图1是现有技术提供的非晶硅薄膜太阳能电池的结构示意图；
图2A是在第三次刻划完成后第二电极层的平面刻划示意图；
图2B是在第三次刻划完成后基板和各个刻划层的截面结构示意图；
图3是本发明实施例提供的薄膜太阳能电池芯片修复方法的实现流程图；
图4A是本发明实施例提供的在一条刻划线的两侧施加直流电压的示意图；
图4B是本发明实施例提供的在部分刻划线的两侧施加直流电压的示意图；
图4C是本发明实施例提供的在全部刻划线的两侧施加直流电压的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例中，以预定的直流或交流电压施加在薄膜太阳能电池芯片经过最后一次刻划后形成的一条或多条刻划线的两侧，则在没有刻断或者没有完全刻断的地方形成短路，进而击穿开路，达到修复的目的。
图3示出了本发明实施例提供的薄膜太阳能电池芯片修复方法的实现流程，详述如下。
在步骤S301中，在经过最后一道刻划工序之后形成的第二电极层上一条或多条刻划线的两侧施加预定的直流电压。
在薄膜太阳能电池芯片最后一次刻划工序刻划完成后，在某一条或部分或全部刻划线的两侧施加预定数值的直流电压，考虑到由于芯片内阻很小，电流较大，可能会烧毁电池芯片，所施加的电压方向为反向，即所施加直流电压的方向与薄膜太阳能电池芯片在正常使用时对外供电的电压方向相反，图4A、图4B、图4C分别为在一条、部分以及全部刻划线两侧分别施加反向直流电压V的示意图，具体实现时探针Z11、Z12、Z21、Z22、Zn1、Zn2以及Z1、Z2可以安装在一定的机械结构上，在需要加压修复时，机械结构带动探针下压，使探针与第二电极层4上的各个电极块一一接触，接通开关-KA1、-KA2、-KAn之后，预定的直流电压V即可施加在第二电极层4上。
在步骤S302中，持续施加电压至刻划不足部分击穿开路。
本发明实施例中，可以通过检测单元A检测回路电参数(如电流大小)实现监控电池芯片是否合格，例如当第二电极层4刻划后是合格的，则施加电压时，检测单元A检测到的电流小于一定阈值，判断该片合格，输出合格警示信号；而当第二电极层4刻划后是不合格的，则开始施加电压时检测单元A检测到的电流将大于该阈值，待一定时间后，由于在没有刻断或者没有完全刻断的地方形成短路，从而有较大的电流通过，若电流变为小于阈值，说明短路之处击穿开路，判断该片合格，给出合格警示信号；若电流仍然大于阈值，说明修复不成功，输出不合格警示信号。
本发明实施例还提供了一种薄膜太阳能电池芯片修复装置，参照图4A、4B、4C，该装置包括直流电源V、与直流电源V正极连接的可导电的第一压头、与电源负极连接的可导电的第二压头，其中第一压头和第二压头均带有一探针，直流电源V的输出电压方向与薄膜太阳能电池芯片在正常使用时对外供电的电压方向相反，在需要加压修复时，压头带动探针下压，使直流电源V通过第一压头的探针与第二压头的探针在第二电极层上一条(如图4A所示)或多条(如图4B、图4C所示)刻划线的两侧施加预定的直流电压以进行修复，具体原理同上。
进一步地，该薄膜太阳能电池芯片修复装置还包括一与电源连接的开关-KA1，以控制修复回路的接通或断开。
本发明实施例提供的薄膜太阳能电池芯片修复方法及装置除适用于非晶硅薄膜太阳能电池芯片的修复外，同样适用于其它薄膜太阳能电池芯片的修复，如微晶硅薄膜太阳能电池芯片、碲化镉薄膜太阳能电池芯片等。
本发明实施例中，在经过最后一道刻划工序之后形成的第二电极层上一条或多条刻划线的两侧施加反向直流电压，由于在没有刻断或者没有完全刻断的地方形成短路，从而有较大的电流通过，短路之处击穿开路，达到修复的目的，既提高了生产效率又避免了由于次品、废品的出现而造成的浪费。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1、一种薄膜太阳能电池芯片修复方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
在经过最后一道刻划工序之后形成的第二电极层上一条或多条刻划线的两侧施加预定的直流电压，所述直流电压的方向与薄膜太阳能电池芯片在正常使用时对外供电的电压方向相反；
持续施加电压至刻划不足部分击穿开路。
2、如权利要求1所述的薄膜太阳能电池芯片修复方法，其特征在于，所述持续施加电压至刻划不足部分击穿开路的步骤具体为：
检测回路中的电流值，当检测电流值大于阈值时，输出不合格警示信号；
当检测电流值之小于阈值时，输出合格警示信号。
3、一种薄膜太阳能电池芯片修复装置，其特征在于，所述装置包括：
直流电源，进行修复时其输出电压方向与薄膜太阳能电池芯片在正常使用时对外供电的电压方向相反；
与所述直流电源正极连接的可导电的第一压头，所述第一压头带有一探针，修复时与第二电极层上电极块接触；
与所述直流电源负极连接的可导电的第二压头，所述第二压头带有一探针，修复时与第二电极层上电极块接触；
在修复时所述直流电源通过所述第一压头的探针与所述第二压头的探针在第二电极层上一条或多条刻划线的两侧施加预定的直流电压，所述第二电极层为经过最后一道刻划工序之后形成的电极层。
4、如权利要求3所述的薄膜太阳能电池芯片修复装置，其特征在于，所述装置还包括一与所述直流电源连接的开关。
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CN102005503A (zh) * 2010-10-15 2011-04-06 河南新能光伏有限公司 一种激光刻蚀缺陷的修复方法及装置
CN105514220A (zh) * 2016-02-19 2016-04-20 江西共青城汉能薄膜太阳能有限公司 一种柔性太阳能电池的修复方法

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