CN102496653A - 晶体硅太阳能电池片硫化电极的矫正方法及矫正装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种晶体硅太阳能电池片硫化电极的矫正方法，其步骤是：将待处理的晶体硅太阳能电池片置于氢气H₂环境下，加热并保持设定的时间，晶体硅太阳能电池片被硫化的电极表面的硫化银被氢气还原成银单质。同时还公开了一种实现所述的晶体硅太阳能电池片硫化电极的矫正方法的矫正装置，包括反应容器；所述反应容器带有加热装置、氢气/氮气进气管、尾气排气管；反应容器内设有电池片架，氢气/氮气进气管的管口、尾气排气管的管口分别设置在电池片架的两端。本发明方法，操作简单，成本低，处理效果好。装置简单，处理过程快捷、有效，适合对硫化电池片进行批量处理。

Description

晶体硅太阳能电池片硫化电极的矫正方法及矫正装置

技术领域

本发明公开了一种晶体硅太阳电池片由于储存条件不当或储存时间过长引起的银电极变色、电性能下降的矫正方法和矫正装置。 

技术背景

太阳能电池是当今世界最有发展前景的可再生环保型能源技术，晶体硅太阳电池是其中的主流产品。在晶体硅太阳能电池的制作流程中，通常采用丝网印刷导电银浆并烧结固化的方法，在电池正反面形成电极。刚制作完成的电池电极主体和表面是亮白色的银，具有极佳的电导和焊接性。 

一般在电池制作完成到被售到组件厂家进行组件封装，需要几个月的时间，在这期间，如果存储、运输条件符合要求，电池的外观和性能是不会发生变化的。但是，如果存储、运输的环境比较恶劣，比如大气中的硫化物超标、空气湿度太高等，电池的电极就会被硫化而发黄、变色。研究表明，银很容易产生硫化而变色，很多含硫化合物都会对银产生硫化作用。其中，硫化氢气体可能最具腐蚀性，当硫化氢的含量为2*10^-10就足以对银腐蚀，形成β-Ag₂S，它的蔓延速度很快，且湿度较高时，腐蚀加剧。空气中的SO₂也会转变成S^-2而形成Ag₂S，引起银变色。且在空气中暴露的时间越长，变色越严重，颜色变化的顺序依次为：银白、黄、棕、蓝。这种电池电极的硫化发黄现象在南方地区的梅雨季节尤为突出，一般情况下，只是电极边缘的栅线发黄，影响电池外观；更严重者，电极的主栅线被硫化，会影响后续的组件焊接工艺，导致组件效率的降低。目前，对于这种电极硫化的电池尚没有比较有效的矫正处理方法，通常是作为色差片降档低价出售。 

发明内容

本发明的目的是，解决现有技术中存在的缺陷，提出了一种晶体硅太阳能电池片硫化电极的矫正方法及矫正装置，对于电极被硫化的晶体硅电池片，利用简单的设备和方法，采用适合批量处理的可工业化手段进行处理，能够快速、有效地使银电极硫化发黄的电池片恢复原来的外观和电性能。 

本发明方法对晶体硅太阳能电池片硫化电极矫正处理的原理是：利用氢气与银电极表面被硫化生成的硫化银在加热的条件下发生反应，硫化银被氢气还原成银单质，从而使电池外观和电性能得以恢复。 

本发明晶体硅太阳能电池片硫化电极的矫正方法，其步骤是：将待处理的晶体硅太阳能电池片置于氢气H₂环境下，加热并保持设定的时间，晶体硅太阳能电池片被硫化的电极表面的硫化银被氢气还原成银单质。 

上述方法进一步细化的处理步骤是： 

1、将待处理的晶体硅太阳能电池片（又称为：硫化电池片）置于反应容器中，用氮气N₂将反应容器内的空气置换；将反应容器内的温度加热到200～400℃，保持设定的时间；

2、用氢气H₂将反应容器内的氮气N₂置换，保持设定的时间和温度。

本发明晶体硅太阳能电池片硫化电极的矫正装置，包括反应容器；其特征是：所述反应容器带有加热装置、氢气/氮气进气管、尾气排气管；反应容器内设有电池片架，氢气/氮气进气管的管口、尾气排气管的管口分别设置在电池片架的两端。 

所述反应容器为管状容器，一端封闭，另一端开口；设有反应器门，与管状容器的开口适配；所述电池片架与反应器门连为一体；氢气/氮气进气管的管口设置在管状容器的封闭端，尾气排气管的管口设置在管状容器的开口端，或两者反向位置设置。 

所述电池片架由承载桨和石英舟构成，石英舟设有若干电池片支架槽，石英舟放置在承载桨上，承载桨与反应器门连为一体。 

反应容器可根据需要处理的晶体硅太阳能电池片的数量设计不同大小的容积，形状可以是方形，也可以是管状；反应容器壁可以是陶瓷或者石英材料。 

加热装置对反应容器内的环境进行加热，加热方式可采用电阻丝加热或者红外灯管加热。 

尾气排气管的作用是把反应残余物气体和生成气体排出反应容器。 

本发明装置的反应容器为还原反应进行的场所，氢气/氮气进气管有选择性地通入氢气或者氮气，尾气排气管将反应残余物和生成物排出，反应器门起到密封的作用，随着反应器门的开闭，可以使得电池片架进入或者抽出反应容器，电池片架用来放置将要处理的电池片。 

所述氢气/氮气进气管的氢气和氮气流量可以单独调节，范围为0～30slm/min。 

尾气排气管外接排风系统。 

反应容器的外壁有加热丝和隔热层包裹，反应容器内温度可以通过加热功率调节。

电池片架和反应器门相对位置固定，随步进电机做一维的运动，进入或者抽出反应容器。 

石英舟可以从承载桨上取下，放置在工作台上进行将待处理的电池片插入石英舟或者将处理完成的电池片从石英舟上取下的操作。石英舟有100～400个支架槽，每次最多可处理100～400片硫化电池片。 

本发明方法，操作简单，成本低，处理效果好。装置简单，处理过程快捷、有效，适合对硫化电池片（晶体硅太阳能电池片硫化电极）进行批量处理。 

附图说明

   图1是本发明晶体硅太阳能电池片硫化电极的矫正装置结构示意图（反应器门处于打开状态）。 

图2是本发明晶体硅太阳能电池片硫化电极的矫正装置结构示意图（反应器门处于关闭状态）。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明做进一步详细说明。 

实施例：如图1和图2所示，晶体硅太阳能电池片硫化电极的矫正装置，包括反应容器。所述反应容器为管状容器1，为石英内壁（石英管），一端封闭，另一端开口；设有反应器门2，与管状容器的开口适配。管状容器外壁有加热丝3和隔热层包裹，反应容器内温度可以通过加热功率调节。氢气/氮气进气管的管口4设置在管状容器的封闭端，尾气排气管的管口5设置在管状容器的开口端。电池片架是由承载桨6和石英舟7构成的，石英舟设有若干电池片支架槽，石英舟放置在承载桨上，承载桨与反应器门连为一体。电池片架和反应器门相对位置固定，随步进电机做一维的运动，进入或者抽出反应容器。石英舟有100～400个支架槽，每次最多可处理100～400片硫化电池片。 

1、如图1所示，打开反应器门，承载桨及石英舟随着步进电机的转动而抽出反应容器。 

2、将石英舟取下，将待处理的硫化电池片8插入石英舟槽，之后把石英舟再置于承载桨上，开动电机将承载桨和石英舟送入反应容器，关闭反应器门，如图2所示。 

3、将氢气/氮气进气管的氮气N₂阀门打开，调节N₂流量为5～30slm/min，打开尾气排气管阀门，将反应容器内的空气赶出，然后关闭尾气排气管阀门。同时调节加热丝的功率，将反应容器内的温度加热到200～400度。 

4、5～10分钟后，关闭氮气阀门，将氢气/氮气进气管的氢气H₂阀门打开，调节氢气流量为50～300sccm/min。打开尾气排气管阀门，将反应容器内的氮气赶出门。 

5、5分钟后，关闭氢气阀门和尾气排气管阀门。打开炉门，承载桨及石英舟随着步进电机的转动而抽出反应容器，如图1所示。 

此时，石英舟上的硫化电池片已处理完成，电极已恢复原来银白色的外观。 

Claims (5)

1.晶体硅太阳能电池片硫化电极的矫正方法，其步骤是：将待处理的晶体硅太阳能电池片置于氢气环境下，加热并保持设定的时间，晶体硅太阳能电池片被硫化的电极表面的硫化银被氢气还原成银单质。

2.晶体硅太阳能电池片硫化电极的矫正方法，其步骤是：

A、将待处理的晶体硅太阳能电池片置于反应容器中，用氮气将反应容器内的空气置换；将反应容器内的温度加热到200～400℃，保持设定的时间；

B、用氢气将反应容器内的氮气置换，保持设定的时间和温度。

3.一种实现权利要求1或2所述的晶体硅太阳能电池片硫化电极的矫正方法的矫正装置，包括反应容器；其特征是：所述反应容器带有加热装置、氢气/氮气进气管、尾气排气管；反应容器内设有电池片架，氢气/氮气进气管的管口、尾气排气管的管口分别设置在电池片架的两端。

4.根据权利要求3所述一种实现权利要求1或2所述的晶体硅太阳能电池片硫化电极的矫正方法的矫正装置，其特征是：所述反应容器为管状容器，一端封闭，另一端开口；设有与管状容器的开口适配的反应器门；所述电池片架与反应器门连为一体；氢气/氮气进气管的管口设置在管状容器的封闭端，尾气排气管的管口设置在管状容器的开口端，或两者反向位置设置。

5.根据权利要求4所述一种实现权利要求1或2所述的晶体硅太阳能电池片硫化电极的矫正方法的矫正装置，其特征是：所述电池片架由承载桨和石英舟构成，石英舟设有若干电池片支架槽，石英舟放置在承载桨上，承载桨与反应器门连为一体。

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