CN107464858A - 一种电注入退火系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种电注入退火系统，包括箱体，所述箱体内设置有多个放置太阳能电池片的载具架，所述箱体连接有供电装置，所述供电装置与所述太阳能电池片连接并对所述太阳能电池片供电加热，所述箱体还连接有通风装置，所述通风装置连接有冷却装置，所述冷却装置和所述箱体之间连接有温控装置，所述温控装置用于根据检测到所述箱体内的温度控制所述冷却装置的冷却速度以维持所述箱体内恒温。上述电注入退火系统，能够提高降温速度，缩短电注入退火的工艺处理时间，提高生产效率，是太阳能电池片具有更优良的抗LID性能。
Description
技术领域
本发明属于光伏电池制造技术领域，特别是涉及一种电注入退火系统。
背景技术
国内的主流电池大多数以掺硼的P型硅片为原料，电池片光致衰减(LID)现象无法避免，而且在早期，硅片的生产设备和工艺都比较落后，硼氧复合体和杂质的浓度较高，电池片的LID现象十分严重。随着技术进步，硅片的生产设备和工艺得到改进，硅片质量大大提高，电池片的LID现象虽然已经得到改善，但是仍然困扰众多电池制造厂商。为了提升电池效率，满足市场需求，本领域技术人员不断升级生产设备并改进生产工艺，研发出了PERC高效电池。经过实践发现，如果不对成品高效电池进行处理，高效电池的LID现象会减小电池的效率增益，降低电池片转换效率。
为了减小高效电池的LID现象，目前的处理设备主要为减值隧道式结构，隧道内安装有光源，电池片经过隧道时，利用光对电池片加热到一定温度，从而实现对电池片的抗PID处理，然而，此种方法对电池片LID的改善作用不大，且这主要是针对的单晶PERC电池片，其对多晶电池片的LID基本没有效果。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种电注入退火系统，能够提高降温速度，缩短电注入退火的工艺处理时间，提高生产效率，是太阳能电池片具有更优良的抗LID性能。
本发明提供的一种电注入退火系统，包括箱体，所述箱体内设置有多个放置太阳能电池片的载具架，所述箱体连接有供电装置，所述供电装置与所述太阳能电池片连接并对所述太阳能电池片供电加热，所述箱体还连接有通风装置，所述通风装置连接有冷却装置，所述冷却装置和所述箱体之间连接有温控装置，所述温控装置用于根据检测到所述箱体内的温度控制所述冷却装置的冷却速度以维持所述箱体内恒温。
优选的，在上述电注入退火系统中，所述箱体内部的所述载具架的周围环绕有冷却风匀流板，所述冷却风匀流板均匀布满通风孔。
优选的，在上述电注入退火系统中，所述供电装置包括3个电源柜，每个所述电源柜里面设置有4台直流稳压电源，每个所述直流稳压电源都通过耐高温电缆连接至位于所述箱体内的太阳能电池片。
优选的，在上述电注入退火系统中，所述通风装置包括与所述箱体的出风口连接的第一冷却风道和与所述箱体的进风口连接的第二冷却风道，所述第一冷却风道和所述第二冷却风道之间设置有冷却风机和冷却腔。
优选的，在上述电注入退火系统中，所述冷却装置包括设置在所述冷却腔内部的冷却水管路，所述冷却水管路还设置有球阀。
优选的，在上述电注入退火系统中，所述温控装置包括连接在一起的PLC和热电偶温度传感器，所述热电偶温度传感器与所述载具架连接并将感应到的载具架温度传输至所述PLC，所述PLC还与所述球阀连接，用于控制所述球阀的开口大小以保持所述箱体内恒温。
优选的，在上述电注入退火系统中，所述箱体还设置有氮气注入口和热排风口。
优选的，在上述电注入退火系统中，所述载具架包括三层，每个所述载具架上固定8套载具，每个所述载具上具有5个格子，每个所述格子内放置100片太阳能电池片。
优选的，在上述电注入退火系统中，所述载具架为不锈钢载具架。
通过上述描述可知，本发明提供的上述电注入退火系统，由于包括箱体，所述箱体内设置有多个放置太阳能电池片的载具架，所述箱体连接有供电装置，所述供电装置与所述太阳能电池片连接并对所述太阳能电池片供电加热，所述箱体还连接有通风装置，所述通风装置连接有冷却装置，所述冷却装置和所述箱体之间连接有温控装置，所述温控装置用于根据检测到所述箱体内的温度控制所述冷却装置的冷却速度以维持所述箱体内恒温，因此能够提高降温速度，缩短电注入退火的工艺处理时间，提高生产效率，是太阳能电池片具有更优良的抗LID性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的第一种电注入退火系统的示意图；
图2为本申请实施例提供的一种具体的电注入退火系统的示意图；
图3为电池片载具的布局示意图。
具体实施方式
本发明的核心思想在于提供一种电注入退火系统，能够提高降温速度，缩短电注入退火的工艺处理时间，提高生产效率，是太阳能电池片具有更优良的抗LID性能。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请实施例提供的第一种电注入退火系统如图1所示，图1为本申请实施例提供的第一种电注入退火系统的示意图，该退火系统包括箱体101，所述箱体101内设置有多个放置太阳能电池片的载具架，所述箱体101连接有供电装置102，所述供电装置102与所述太阳能电池片连接并对所述太阳能电池片供电加热，所述箱体102还连接有通风装置103，所述通风装置103连接有冷却装置104，所述冷却装置104和所述箱体101之间连接有温控装置105，所述温控装置105用于根据检测到所述箱体101内的温度控制所述冷却装置104的冷却速度以维持所述箱体101内恒温。
需要说明的是，所述箱体为立方结构且带有加热功能，并且利用冷却装置进行冷却以保持内部恒温，使其中的太阳能电池在恒温下通电，以实现抗LID性能，
通过上述描述可知，本申请实施例提供的第一种电注入退火系统，由于包括箱体，所述箱体内设置有多个放置太阳能电池片的载具架，所述箱体连接有供电装置，所述供电装置与所述太阳能电池片连接并对所述太阳能电池片供电加热，所述箱体还连接有通风装置，所述通风装置连接有冷却装置，所述冷却装置和所述箱体之间连接有温控装置，所述温控装置用于根据检测到所述箱体内的温度控制所述冷却装置的冷却速度以维持所述箱体内恒温，因此能够提高降温速度，缩短电注入退火的工艺处理时间，提高生产效率，是太阳能电池片具有更优良的抗LID性能。
本申请实施例提供的第二种电注入退火系统，是在上述第一种电注入退火系统的基础上，还包括如下技术特征：
所述箱体内部的所述载具架的周围环绕有冷却风匀流板，所述冷却风匀流板均匀布满通风孔。
需要说明的是，所述冷却风匀流板上布满通风孔，其作用是保证箱体内部的电池片降温均匀，降低处于冷却风道出口处的载具受到冷冲击的影响。
本申请实施例提供的第三种电注入退火系统，是在上述第一种电注入退火系统的基础上，还包括如下技术特征：
所述供电装置包括3个电源柜，每个所述电源柜里面设置有4台直流稳压电源，每个所述直流稳压电源都通过耐高温电缆连接至位于所述箱体内的太阳能电池片。
具体的，可以在箱体上设置穿线孔，这种穿线孔的作用是：耐高温缆线通过这个孔道连接箱体外部的直流稳压电源和箱体内部的载具。
本申请实施例提供的第四种电注入退火系统，是在上述第一种电注入退火系统的基础上，还包括如下技术特征：
所述通风装置包括与所述箱体的出风口连接的第一冷却风道和与所述箱体的进风口连接的第二冷却风道，所述第一冷却风道和所述第二冷却风道之间设置有冷却风机和冷却腔。
本申请实施例提供的第五种电注入退火系统，是在上述第四种电注入退火系统的基础上，还包括如下技术特征：
所述冷却装置包括设置在所述冷却腔内部的冷却水管路，所述冷却水管路还设置有球阀。
在这种情况下，由PLC控制球阀的开关，冷却风机使冷却腔和箱体内的气体能够循环流动，当冷却风机工作的时候，球阀打开，冷却水管路进水，流出箱体的热风，经风机抽送到冷却腔，经过热交换降温之后，再吹送到箱体内部，如此循环往复，直到给太阳能电池片温度降到设定值。
本申请实施例提供的第六种电注入退火系统，是在上述第五种电注入退火系统的基础上，还包括如下技术特征：
所述温控装置包括连接在一起的PLC和热电偶温度传感器，所述热电偶温度传感器与所述载具架连接并将感应到的载具架温度传输至所述PLC，所述PLC还与所述球阀连接，用于控制所述球阀的开口大小以保持所述箱体内恒温。
本申请实施例提供的第七种电注入退火系统，是在上述第一种至第六种电注入退火系统中任一种的基础上，还包括如下技术特征：
所述箱体还设置有氮气注入口和热排风口。
其中，氮气注入口的作用是在电注入退火处理电池片的过程中，向箱体内部通氮气，一方面氮气能够起保护作用，另一方面氮气在箱体内部循环流动能够带走热量，起到降温作用，而热排风口的作用就是排除箱体内部多余的高温气体，防止箱体内部压力过高。
本申请实施例提供的第八种电注入退火系统，是在上述第一种至第六种电注入退火系统中任一种的基础上，还包括如下技术特征：
所述载具架包括三层，每个所述载具架上固定8套载具，每个所述载具上具有5个格子，每个所述格子内放置100片太阳能电池片。
在这种情况下，每个载具有5个格子，每个格子能够放100片太阳能电池，固定在载具架上面，放置在箱体内部，通过耐高温电缆线与直流稳压电源连接，由直流稳压电源给电池片通电，电池片升温的热源来自两方面，一方面是箱体内部的电热丝加热，另一方面是通电过程中，电池片自身会发热，热电偶温度传感器采集电池片的温度之后输入PLC。
本申请实施例提供的第九种电注入退火系统，是在上述第八种电注入退火系统的基础上，还包括如下技术特征：
所述载具架为不锈钢载具架。
这种不锈钢材质的载具架能够抵抗水的侵蚀，在这种高湿环境下能够具有更高的使用寿命。该载具架可以分为上中下三层，每层固定8套电池片载具，其中背靠背放置的2套电池片载具串联成一组，连接一台直流稳压电源，一层有4组，电池片载具和直流稳压电源之间有快插，所以每层共8套载具可以一次性从箱体内部用电动液压叉车取出，在箱体外部人工装片，载具架一共承载24套电池片载具，一次能够处理12000pcs电池片，具有优良的产能。
下面参考图2对一个具体例子进行说明，图2为本申请实施例提供的一种具体的电注入退火系统的示意图，包括：电源柜1、直流稳压电源2、耐高温电缆线3、箱体5、第一冷却风道6、第二冷却风道11、冷却风机7、冷却腔8、冷却水管路9、球阀10、冷却风匀流板12、PLC13、热电偶温度传感器14、载具架17、电池片载具18和快插19。
所述的箱体5是立方体结构带加热功能，里面有第一冷却风道6和第二冷却风道11、冷却风匀流板12，箱体5设计了穿线孔4、氮气注入口15和热排风口16，冷却风匀流板12上布满通风孔，作用是保证箱体5内部的电池片降温均匀，降低处于冷却风道出口处11的电池片载具18受到冷冲击的影响；穿线孔4的作用是保证耐高温缆线3能够通过这个孔道连接箱体5外部的直流稳压电源2和箱体5内部的电池片载具18；氮气注入口15的作用是在电注入退火处理电池片的过程中，向箱体5内部通氮气，一方面氮气能够起保护作用，另一方面氮气在箱体5内部循环流动能够带走热量，起到降温作用；热排风口16的作用就是排除箱体5内部多余的高温气体，防止箱体5内部压力过高。
高效冷却系统包括冷却腔8、冷却水管路9，球阀10、冷却风机7、第一冷却风道6和第二冷却风道11组成，冷却腔8安装在箱体5顶部，里面有盘绕的冷却水管路9，在冷却水管路9进水口安装一个球阀10，由PLC13控制球阀10的开关，冷却风机7安装在冷却腔8左边，连接冷却腔8和箱体5内部，使冷却腔8和箱体5内的气体能够循环流动，当冷却风机7工作的时候，球阀10打开，冷却水管路9进水，流出箱体5的热风，经风机7抽送到冷却腔8，经过热交换降温之后，再吹送到箱体5内部，如此循环往复，直到给电池片温度降到预先设定值。
电池片载具18有5个格子，每个格子能够放100片电池，固定在载具架17上面，放置在箱体5内部，通过耐高温电缆线3与直流稳压电源2连接，由直流稳压电源2给电池片通电，电池片升温的热源来自两方面，一方面箱体5内部电热丝加热，另一方面通电过程电池片自身会发热，热电偶温度传感器14采集电池片的温度之后输入PLC13。
载具架17可以是不锈钢材质，分上中下三层，参阅图3，图3为电池片载具的布局示意图，每层固定8套电池片载具18，其中背靠背放置的2套电池片载具18串联成一组，利用耐高温电缆线3连接至一台直流稳压电源，一层有4组，电池片载具18和直流稳压电源2之间有快插19，所以每层共8套载具可以一次性从箱体5内部用电动液压叉车取出，在箱体5外部人工装上太阳能电池片20，载具架17一共承载24套电池片载具18。电源柜里面放置4台直流稳压电源，一台直流稳压电源给2套电池片载具18供电，本方案一共采用3台电源柜，12台直流稳压电源。
上述技术方案的工作过程为：(1)用电动液压叉车将载具架上的三层载具依次取出箱体，在箱体外部完成装片，然后放回设备内部，将箱体的门关上；(2)设置工艺参数包括升温时间、保温时间和降温时间；打开加热开关开始升温，打开直流稳压电源给载具通电，升温阶段，由于箱体内部加热和电池片通电自身发热的双重作用，温度很快可以升到设定值，保温阶段当热电偶温度传感器测量的温度超过设定值，PLC会发出指令，冷却风机启动，打开冷却水管路的球阀，开始冷却降温，将温度降到设定值后，PLC发出指令，关闭冷却风机和冷却水管路的球阀，停止冷却，设备内保持恒温状态，降温阶段，冷却水管路的球阀打开，冷却风机工作，设备全速降温，在设定时间内温度降至30度左右；(3)电注入退火工艺处理时间较长，整个工艺耗时3个小时左右，所以一共有48套载具，分2批循环使用，节省设备待机时间，在完成工艺，电池片温度降到30度可以人工取片之后，打开箱体的门，将24套载具分三次取出，同时将满载未处理的24套载具分三次放入箱体内部开始电注入退火处理，操作员在指定区域将处理完成的电池片从载具取出来装箱，然后放入未处理的电池片等待电注入退火处理。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种电注入退火系统，其特征在于，包括箱体，所述箱体内设置有多个放置太阳能电池片的载具架，所述箱体连接有供电装置，所述供电装置与所述太阳能电池片连接并对所述太阳能电池片供电加热，所述箱体还连接有通风装置，所述通风装置连接有冷却装置，所述冷却装置和所述箱体之间连接有温控装置，所述温控装置用于根据检测到所述箱体内的温度控制所述冷却装置的冷却速度以维持所述箱体内恒温。
2.根据权利要求1所述的电注入退火系统，其特征在于，所述箱体内部的所述载具架的周围环绕有冷却风匀流板，所述冷却风匀流板均匀布满通风孔。
3.根据权利要求1所述的电注入退火系统，其特征在于，所述供电装置包括3个电源柜，每个所述电源柜里面设置有4台直流稳压电源，每个所述直流稳压电源都通过耐高温电缆连接至位于所述箱体内的太阳能电池片。
4.根据权利要求1所述的电注入退火系统，其特征在于，所述通风装置包括与所述箱体的出风口连接的第一冷却风道和与所述箱体的进风口连接的第二冷却风道，所述第一冷却风道和所述第二冷却风道之间设置有冷却风机和冷却腔。
5.根据权利要求4所述的电注入退火系统，其特征在于，所述冷却装置包括设置在所述冷却腔内部的冷却水管路，所述冷却水管路还设置有球阀。
6.根据权利要求5所述的电注入退火系统，其特征在于，所述温控装置包括连接在一起的PLC和热电偶温度传感器，所述热电偶温度传感器与所述载具架连接并将感应到的载具架温度传输至所述PLC，所述PLC还与所述球阀连接，用于控制所述球阀的开口大小以保持所述箱体内恒温。
7.根据权利要求1-6任一项所述的电注入退火系统，其特征在于，所述箱体还设置有氮气注入口和热排风口。
8.根据权利要求1-6任一项所述的电注入退火系统，其特征在于，所述载具架包括三层，每个所述载具架上固定8套载具，每个所述载具上具有5个格子，每个所述格子内放置100片太阳能电池片。
9.根据权利要求8所述的电注入退火系统，其特征在于，所述载具架为不锈钢载具架。
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