CN111969084A - 一种提升碲化镉电池稳定性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提升碲化镉电池稳定性的方法，包括如下步骤：S1碲化镉太阳能组件经过层压及接线盒安装；S2短接碲化镉太阳能组件的电池的正负极端子；S3使用白色激光照射组件照射碲化镉太阳能组件。本发明的提升碲化镉电池稳定性的方法使得铜离子不会扩散到窗口层，减少了因为铜离子扩散引起的短路及电池内部缺陷，增强了电池的稳定性和寿命。

Description

一种提升碲化镉电池稳定性的方法
技术领域
本发明涉及碲化镉电池领域，具体为一种提升碲化镉电池稳定性的方法。
背景技术
正常情况下，太阳能电池组件在忽略外界主要因素的影响下(如灰尘、斑迹等)，在同等标准环境下测试，电池组件一般前10年衰减较为缓慢，第10年约为初始功率的93％，10-20年衰减加快，第20年约为初始功率的82％，第20-25年衰减变得缓慢，第25年约为初始功率的80％左右，25-30年衰减很小，基本上稳定为初始功率的78％-80％左右，我们可以把它称作组件的老化衰减，即在长期使用中出现的极缓慢的功率下降，产生的主要原因与电池缓慢衰减有关，也与封装材料的性能退化有关。但很多组件在刚开始使用的最初几天内发生较大幅度的下降，但随后趋于稳定或者放置在暗态下组件效率出现大幅度下降，导致这一现象发生的主要原因是电池中的铜离子扩散，导致复合的增加以及缺陷的增加，降低了少子寿命。目前主要采用加温的方法增加热运动，抑制铜离子的扩散。但现有工艺难以精准掌握组件热运动需要的温度及时间，不易控制热运动的方向，且过程复杂。
发明内容
本发明为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种能抑制铜离子的扩散，使得铜离子不会扩散到窗口层，减少因为铜离子扩散引起的短路及电池内部缺陷，增强电池的稳定性和寿命的提升碲化镉电池稳定性的方法。
本发明首先提供一种提升碲化镉电池稳定性的方法，包括如下步骤：
S1碲化镉太阳能组件经过层压及接线盒安装；
S2短接碲化镉太阳能组件的电池的正负极端子；
S3使用白色激光照射组件照射碲化镉太阳能组件。
本发明还提供如下优化方案：
优选的，步骤S3中的白色激光为红绿蓝三种基色激光合成。
优选的，步骤S3中的光辐射强度为1200W/㎡-1500W/㎡。
优选的，步骤S3中的照射时间为30s-60s。
优选的，步骤S3中的辐射面积为2m*2m。
优选的，所述碲化镉太阳能组件包括玻璃衬底层、TCO层、窗口层、吸收层、金属背接触层。
优选的，所述金属背接触层为铜背接触层。
优选的，所述窗口层为CdS窗口层。
本发明的有益效果是：
1、本发明的提升碲化镉电池稳定性的方法的整个操作方法简单易行，具有可推广性；通过激光注入的方法，提高碲化镉组件电池的稳定性，降低衰减。
2、本发明的提升碲化镉电池稳定性的方法使得铜离子不会扩散到窗口层，减少了因为铜离子扩散引起的短路及电池内部缺陷，增强了电池的稳定性和寿命；
3、本发明的提升碲化镉电池稳定性的方法能更好的激发载流子，载流子运动加强，会复合电池内部缺陷从而起到钝化电池内部缺陷的作用。
附图说明
图1为本发明一种优选实施例的提升碲化镉电池稳定性的方法的流程图；
图2为本发明的电注入原理；
图3为本发明的实施例和对比例的PID测试图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，本发明的提升碲化镉电池稳定性的方法，包括如下步骤：
S1碲化镉太阳能组件经过层压及接线盒安装；
S2短接碲化镉太阳能组件的电池的正负极端子；
S3使用白色激光照射组件照射碲化镉太阳能组件。
步骤S3中的白色激光为红绿蓝三种基色激光合成，光辐射强度为1200W/㎡-1500W/㎡，照射时间为30s-60s，辐射面积为2m*2m。组件在短路情况下，经过光照相当于给予组件反压，反向电压一部分降落在PN结区，方向与PN节内建电场相同，加强了内建电场，有利于少子的漂移，此时少子漂移起到主要作用，同时会抑制多子的扩散，这样增加了少子寿命，同时在强辐射照射下，载流子运动加强，会复合电池内部缺陷从而起到钝化电池内部缺陷的作用，同时，因为内建电场的增强，铜离子是正离子，所以会因为电场的作用富集在光吸收层和背电极层之间，起到了更好的背接触的作用，同时内建电场抑制了铜离子的扩散，使得铜离子不会扩散到窗口层，减少了因为铜离子扩散引起的短路及电池内部缺陷，增强了电池的稳定性和寿命。
所述碲化镉太阳能组件包括玻璃衬底层、TCO层、窗口层、吸收层、金属背接触层。所述金属背接触层为铜背接触层。所述窗口层为CdS窗口层。
如图2所示，本发明通过白激光强度大于1000W/㎡照射短路组件，注入大量光子来激发载流子的运动，钝化复合缺陷，同时短路情况下，用白激光照射组件相当于组件反向偏压，增加内建电场，有利于少子漂移，同时可以抑制碲化镉背接触中铜离子向窗口层扩散，使得铜离子稳定在碲化镉膜层与背电极膜层之间，保持良好的欧姆接触，稳定电池的效率。采用白色激光辐射照射，白色激光强度可以大于1000W/㎡，这样能更好的激发载流子，载流子运动加强，会复合电池内部缺陷从而起到钝化电池内部缺陷的作用，同时，因为内建电场的增强，铜离子是正离子，所以会因为电场的作用富集在光吸收层和背电极层之间，起到了更好的背接触的作用，同时内建电场抑制了铜离子的扩散，使得铜离子不会扩散到窗口层，减少了因为铜离子扩散引起的短路及电池内部缺陷，增强了电池的稳定性和寿命。
实施例一
如图1所示，本实施例提升碲化镉电池稳定性的方法，包括如下步骤：
S1碲化镉太阳能组件经过层压及接线盒安装；
S2短接碲化镉太阳能组件的电池的正负极端子；
S3使用白色激光照射组件照射碲化镉太阳能组件。
步骤S3中的白色激光为红绿蓝三种基色激光合成，光辐射强度为1200W/㎡，照射时间为60s，辐射面积为2m*2m。
对比例一
本对比例的常规单晶硅电池的制备方法与实施例一相同的是都包括S1步骤，本对比例没有S2和S3步骤。
对比例二
本对比例的常规多晶硅电池的制备方法与实施例一相同的是都包括S1步骤，本对比例没有S2和S3步骤。
对比例三
本对比例的常规碲化镉电池的制备方法与实施例一相同的是都包括S1步骤，本对比例没有S2和S3步骤。
检测实验
将实施例一与对比例一、二、三的电池进行PID测试，对几种电池的潜在电势诱导衰减量进行测试。
最终得到如图3所示的检测结果，从图中可以看出，本发明的碲化镉电池能显著的减少电池的衰减，使电池在1000小时后依然能保持在1％-2％的衰减量之间，而对比例一二三中的电池均在4％-6％的范围内。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种提升碲化镉电池稳定性的方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1碲化镉太阳能组件经过层压及接线盒安装；
S2短接碲化镉太阳能组件的电池的正负极端子；
S3使用白色激光照射组件照射碲化镉太阳能组件。
2.根据权利要求1所述的提升碲化镉电池稳定性的方法，其特征在于：步骤S3中的白色激光为红绿蓝三种基色激光合成。
3.根据权利要求1所述的提升碲化镉电池稳定性的方法，其特征在于：步骤S3中的光辐射强度为1200W/㎡-1500W/㎡。
4.根据权利要求1所述的提升碲化镉电池稳定性的方法，其特征在于：步骤S3中的照射时间为30s-60s。
5.根据权利要求1所述的提升碲化镉电池稳定性的方法，其特征在于：步骤S3中的辐射面积为2m*2m。
6.根据权利要求1所述的提升碲化镉电池稳定性的方法，其特征在于：所述碲化镉太阳能组件包括玻璃衬底层、TCO层、窗口层、吸收层、金属背接触层。
7.根据权利要求6所述的提升碲化镉电池稳定性的方法，其特征在于：所述金属背接触层为铜背接触层。
8.根据权利要求6所述的提升碲化镉电池稳定性的方法，其特征在于：所述窗口层为CdS窗口层。
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