CN114400271A - 一种具备气体均匀弥散功能的钝化设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具备气体均匀弥散功能的钝化设备,包括隔离箱、位于隔离箱的钝化箱以及位于钝化箱内部的载具装置以及加热装置，载具装置承载切片电池，加热装置控制钝化箱内的温度，载具装置与加热装置间设有喷淋装置，喷淋装置喷淋氧气或对切片电池的断面喷淋钝化气体，还包括紫外灯管，紫外灯管的紫外线将喷淋装置喷淋通入的氧气反应成臭氧，臭氧与切片电池的断面接触进行钝化处理，本发明采用喷淋装置对切片电池的断面喷淋臭氧进行钝化处理的技术方案，操作简单，可形成产业化，规模化的发展，本发明可通过紫外灯管产生的臭氧对切片电池的断面进行钝化处理，臭氧产生方式多样。
Description
技术领域
本发明属于半导体制造及太阳能光伏电池制造领域，尤其涉光伏电池片切割后处理工序。
背景技术
近年来，光伏技术发展迅速、应用范围广，市场从原来仅重视高功率，日益转变为兼具高功率、在任何安装条件下的高发电量、低衰减和低成本的综合要求，从而进一步降低度电成本，所以如何降低度电成本成为目前行业最核心的问题，而作为光伏系统端发电的核心部件-光伏组件是重中之重，组件高功率是促成“平价上网”最直接、最有利的技术通道，提升组件功率主要从有双面、切半、多主栅、叠瓦等技术。
时至今日，切半已证实是可以与多种提升组件功率技术兼容，且已经取得较好的成绩，半片电池具有的优势：整个组件的电流损失减小到原来的1/4,输出功率比同版型整片电池组件高约5～10W；可有效降低组件的热斑效应；半片组件自身温度比常规整片组件温度低；半片电池组件满足1500V系统电压设计要求，可降低系统端成本约10％；有效减少因遮挡造成的发电量损失；降低光致衰减等等。
但半片组件存在的一个小缺陷是电池片切半后，硅片断面由于损伤污染导致电池片的填充因子FF和短路电流Isc下降，从而降低了电池片的效率，降低了组件效率，降低了半片组件的提升效果，本发明有效地解决了这种问题。
发明内容
本发明为了克服现有技术的不足，提供一种具备气体均匀弥散功能的钝化设备。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种具备气体均匀弥散功能的钝化设备,其特征在于：包括隔离箱、位于隔离箱的钝化箱以及位于钝化箱内部的载具装置以及加热装置，载具装置承载切片电池，加热装置控制钝化箱内的温度，载具装置与加热装置间设有喷淋装置，喷淋装置喷淋氧气或对切片电池的断面喷淋钝化气体，还包括紫外灯管，紫外灯管的紫外线将喷淋装置喷淋通入的氧气反应成臭氧，臭氧与切片电池的断面接触进行钝化处理，所述隔离箱包括隔离主体和隔离盖板，隔离主体包括隔离腔，钝化箱位于隔离腔内，隔离主体的上端面设置有密封圈，隔离主体上设置有通气管和热电偶，通气管与隔离腔连通，通气管通入保护气或压缩空气吹扫隔离腔，热电偶延伸至钝化箱内，测量钝化箱内的温度，所述钝化箱还包括盖板和用于装载载具装置和加热装置的装载结构，装载结构包括装载底板、装载连板、装载隔板以及两组装载侧板，通过装载隔板，装载结构形成装载载具装置的载具腔以及装载加热装置的加热腔，装载连板连接有弥散件，弥散件上固设有多组弥散孔，装载连板上连通设置有进气管，进气管贯穿隔离主体并向外延伸，进气管向载具装置和载具腔通氮气，弥散件的弥散孔控制进气管通入氮气的弥散均匀性，所述载具装置包括载具后板、载具左侧板、载具右侧板、载具底板以及载具上板，载具后板、载具左侧板、载具右侧板以及载具底板形成承载切片电池的承载腔，载具后板与弥散件相抵，载具后板上设有通气腔，通气腔与弥散件上弥散孔分布的区域相对，载具后板与弥散件相抵的侧面固设有密封圈，通过密封圈使载具后板和弥散件密封连接，使进气管通入的保护气通过弥散孔、通气腔进入承载腔，将承载腔内部以及载具腔进行吹扫。
进一步的；两组所述装载侧板对称设置且与装载底板和装载连板固设连接，装载隔板与两组装载侧板固设连接，装载隔板上固设有反应窗，加热装置与载具装置通过反应窗连通，钝化气体通过反应窗流通至载具腔内对切片电池的断面进行钝化处理。
进一步的；所述载具装置包括载具后板、载具左侧板、载具右侧板、载具底板以及载具上板，载具底板用于支撑切片电池，切片电池的断面朝向反应窗，载具后板、载具左侧板以及载具右侧板均安装在载具底板上，载具左侧板与载具右侧板对称分布，载具上板和载具底板限制切片电池在竖直方向的移动，载具左侧板和载具右侧板限制切片电池在水平方向移动。
进一步的；所述加热装置包括壳体和加热管，加热管采用红外灯管或电炉丝，加热管通过固定杆固定在壳体上。
进一步的；所述喷淋装置包括导气管和喷淋管，导气管和喷淋管连通，导气管穿过加热装置和隔离主体延伸至隔离箱外侧，喷淋管上固设有若干喷淋孔，喷淋管与反应窗位置相对，钝化气体由导气管通入并通过喷淋孔喷淋到切片电池的断面，导气管通入保护气对钝化箱内部进行吹扫。
进一步的；还包括排气装置，排气装置包括排气管和抽气管，排气管上固设有若干排气孔，排气管和抽气管连通，抽气管依次穿过加热装置和隔离主体并延伸至隔离箱外侧，抽气管上设置有真空计，排气装置控制钝化箱内的气压，并通过真空计对钝化箱内的气压进行检测，排气装置将钝化箱内的气压控制在设定的范围内。
进一步的；所述紫外灯管固设于加热装置的壳体上，加热管位于紫外灯管和载具装置之间，紫外灯管与加热管间通过隔热灯罩进行隔离。
综上所述，本发明的有益之处在于：
1)、本发明采用喷淋装置对切片电池的断面喷淋臭氧进行钝化处理的技术方案，操作简单，可形成产业化，规模化的发展。
2)、本发明将进行钝化处理的臭氧浓度控制在小于2000ppm，流量控制在0.1slm-30slm，喷淋时间控制在2min-60min，确保在切片电池的断面形成致密的二氧化硅保护层，同时缩短喷淋周期，提高喷淋效率，避免臭氧对电极及表面镀层产生损伤，进一步有改善切片电池的光电效率。
3)、本发明可通过紫外灯管产生的臭氧对切片电池的断面进行钝化处理，臭氧产生方式多样。
4)、本发明通入保护气保护切片电池的电极和表面镀层，使臭氧只氧化断面，提高切片电池的效率。
5)、本发明采用喷淋装置的喷淋管将钝化气体喷淋到切片电池的断面，保证钝化气体均匀喷淋，保证钝化效果。
6)、本发明通过将隔离箱和钝化箱设置为内外箱结构，有效保证钝化箱的温度。
7)、本发明在载具腔设有若干载具限位柱，有效提高载具装置的安装效率以及安装后的稳定性。
8)、本发明还设置有弥散件，通过弥散件的弥散孔将进气管通入的保护气弥散均匀，且载具装置与弥散件间通过密封圈进行密封，保证进气管通入的保护气完全且均匀。
9)、本发明的载具装置的载具左侧板和载具右侧板间距可调，一方面便于切片电池的装卸，另一方面可适应不同尺寸的切片电池，适用范围广。
附图说明
图1为本发明实施例一的装置示意图。
图2为本发明实施例一隔离箱内部示意图。
图3为本发明实施例一钝化箱内部的示意图。
图4为本发明实施例一装载结构示意图。
图5为本发明实施例一的示意图。
图6为本发明实施例一加热装置示意图。
图7为本发明实施例一载具装置示意图一。
图8为本发明实施例一载具装置示意图二。
图9为本发明实施例一载具装置分解示意图。
图10为本发明实施例二的加热装置和紫外灯管安装示意图。
图中标识：隔离箱1、隔离盖板11、隔离主体12、隔离腔121、电缆接口13、密封圈14、热电偶15、钝化箱2、装载结构21、载具装置22、加热装置23、弥散件24、盖板25、安装板217、装载连板211、两组装载侧板212、装载隔板213、装载底板214、载具腔215、加热腔216、载具限位柱2151、避空位2121、调整槽2122、固定件2123、反应窗2131、壳体231、加热管233、固定杆235、载具后板221、载具左侧板223、载具右侧板224、载具底板225、载具上板222、第一定位腔2211、第二定位腔2251、侧板压块227、限位槽2253、限位块2233、定位块2234、定位杆22342、定位板22341、提手2221、扣块2222、扣腔2231、压块228、通气腔2213、密封圈2212、紫外灯管232、隔热灯罩234、切片电池3、导气管41、喷淋管42、进气管43、通气管44、排气管52、抽气管51、真空计6。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、横向、纵向……)仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
实施例一：
如图1-9所示，一种具备气体均匀弥散功能的钝化设备，包括隔离箱1、位于隔离箱1的钝化箱2以及位于钝化箱2内部的载具装置22以及加热装置23，载具装置22与加热装置23间设有喷淋装置，载具装置22承载切片电池3，加热装置23控制钝化箱2内的温度，喷淋装置对切片电池3的断面喷淋钝化气体。
本实施例中，钝化气体设置为包含臭氧的混合气体，以下说明书以臭氧指代说明，另外，切片电池3至少有一个断面。
隔离箱1设置为方型结构，其包括隔离主体12和隔离盖板11，隔离主体12包括开口朝上的隔离腔121，钝化箱2位于隔离腔121内，隔离主体12的上端面设置有密封圈14,保证隔离主体12和隔离盖板11安装的密封性，隔离主体12上设置有电缆接口13、通气管44和热电偶15，通气管44与隔离腔121连通，通气管44通入保护气，如氮气或压缩空气吹扫隔离腔121，热电偶15延伸至钝化箱2内，测量钝化箱2内的温度，本实施例中，如图2所示，电缆接口13、通气管44和热电偶15位于隔离箱1的同一侧。
钝化箱2还包括用于装载载具装置22和加热装置23的装载结构21，本实施例中，钝化箱2和隔离箱1固设安装可通过装载结构21与隔离箱1的安装实现，装载结构21侧面设置有安装板217，安装板217设为L型结构，其包括水平成型面和竖直成型面，安装板217的竖直成型面与装载结构21固设连接，安装板217的水平成型面与隔离主体12固设连接，从而将钝化箱2固定安装在隔离箱1内，钝化箱2还包括盖板25，减少钝化箱2内气体外泄，同时与隔离箱1进行隔热。
装载结构21包括装载底板214、装载连板211、装载隔板213以及两组装载侧板212，两组装载侧板212对称设置且与装载底板214和装载连板211固设连接，装载隔板213左右两侧分别与两组装载侧板212固设连接，装载隔板213下端面与装载底板214固设连接，如图4所示，通过装载隔板213，装载结构21形成装载载具装置22的载具腔215以及装载加热装置23的加热腔216，本实施例中，装载结构21可一体成型。
为提高载具装置22的安装效率以及安装后的稳定性，载具腔215下端面固设有若干载具限位柱2151，本实施例中载具限位柱2151设置有四组且四组载具限位柱2151矩形分布，使载具装置22能够均衡稳定的安装在载具腔215，载具限位柱2151对载具装置22安装进行定位，同时能限制载具装置22的横向移动，进一步保证载具装置22安装的稳定性，优选的，载具限位柱2151采用圆锥型结构，便于载具限位柱2151导入载具装置22，提高载具装置22的安装效率。
载具腔215内固设有弥散件24，如图5所示，弥散件24固设在装载连板211，弥散件24上固设有若干均匀分布的弥散孔(图未标识)，装载连板211上连通设置有进气管43，进气管43贯穿隔离主体12并向外延伸，进气管43向载具装置22和载具腔215通保护气，如氮气，以排除载具装置22和载具腔215内的空气，保护切片电池3的电极及表面镀层，弥散件24的弥散孔可将进气管43通入的保护气弥散均匀，保护叠层的切片电池上下表面避免臭氧的影响。
两组装载侧板212分别固设有位于加热腔216的避空位2121，装载侧板212的避空位2121两侧对称固设有调整槽2122，调整槽2122内设置有固定件2123，通过固定件2123将加热装置23安装在加热腔216内，同时通过调节固定件2123在调整槽2122内的位置可以调整位于加热腔216内的加热装置23与装载隔板213的距离。
装载隔板213上固设有贯穿的反应窗2131，反应窗2131采用方型结构，加热装置23与载具装置22通过反应窗2131连通，同时臭氧通过反应窗2131流通至载具腔215内对切片电池3的断面进行钝化处理，反应窗2131的连通区域面积与载具装置22能装载最大数量的切片电池3断面的总面积相配，如图4所示，热电偶15延伸至加热腔216，且位于喷淋管42和反应窗2131之间。
喷淋装置包括导气管41和喷淋管42，导气管41和喷淋管42连通，导气管41依次穿过加热装置23和隔离主体12并延伸至隔离箱1外侧，喷淋管42上固设有若干均匀分布的喷淋孔(图未标识)，保证臭氧喷淋的均匀性，本实施例中，臭氧由导气管41通入喷淋管42，并通过喷淋孔喷出，喷淋管42与反应窗2131位置相对，且喷淋管42的喷淋区域与反应窗2131的连通区域相配，喷淋管42喷淋臭氧时，进气管43持续通入保护气，使喷淋管42喷淋的臭氧在切片电池3的断面附近与断面反应，而不会进入载具腔215区域损坏切片电池3的表面电极和镀层，本实施例通过喷淋管42将臭氧喷淋到切片电池3的端面上，操作简单，可进行产业化生产，提高切片电池3的钝化速度，导气管41可在钝化反应后通入保护气，如氮气，对钝化箱2的内部进行吹扫。
喷淋装置与加热装置23之间设置有排气装置，排气装置包括排气管52和抽气管51，排气管52上固设有若干排气孔(图未标识)，排气管52和抽气管51连通，抽气管51依次穿过加热装置23和隔离主体12并延伸至隔离箱1外侧，位于外侧的抽气管51上设置有真空计6，排气装置控制钝化箱2内的气压，并通过真空计6对钝化箱2内的气压进行检测，保证钝化箱2内的气压稳定在设定的范围内，本实施例中，排气装置作为控制钝化箱2内气压的结构，使钝化箱2内的气压保持在设定的范围内。
此外，本实施例中，喷淋装置和排气装置均可在加热腔216内移动，调整喷淋装置和排气装置在加热腔216内的位置，喷淋装置和排气装置可单独移动，也可将先两者进行连接，通过驱动其中任意装置实现两者的同步移动，当然也可设置第三方装置驱动两者同步移动；通过喷淋装置和排气装置的移动，调节两者与反应窗2131之间的间距，从而调整与切片电池3断面接触的臭氧气流，使得断面达到钝化效果但减少对硅片上下表面的影响。
如图6所示，加热装置23包括壳体231和加热管233，加热管233可采用红外灯管或电炉丝，优选的，加热管233采用红外灯管；加热管233的长度方向沿水平分布，本实施例中，加热管233设置为三组，三组加热管233彼此平行，且均匀分布在壳体231内，加热管233通过固定杆235进行固定，具体为固定杆235对称位于加热管233两侧，一组加热管233与两组固定杆235对应，通过固定杆235使加热管233稳定固定在壳体231上，壳体231的侧面分别固设有固定孔(图未标识)，固定件2123依次通过固定孔和调整槽2122将加热装置23和装载结构21固设连接，通过调整固定件2123在调整槽2122的位置调整加热装置23在加热腔216内的位置。
载具装置22包括载具后板221、载具左侧板223、载具右侧板224、载具底板225以及载具上板222，载具底板225用于支撑若干依次层叠堆放的切片电池3，叠放后切片电池3的断面均朝向反应窗2131，载具后板221、载具左侧板223以及载具右侧板224均安装在载具底板225上，载具左侧板223与载具右侧板224对称分布，载具后板221、载具左侧板223、载具右侧板224以及载具底板225形成承载切片电池3的承载腔(图未标识)，切片电池3放置在承载腔内，若干切片电池3可水平层叠堆放，也可竖直层叠堆放或其他堆放方式，只要能够实现切片电池3紧密排布且断面朝向反应窗2131即可，载具上板222用于覆盖位于顶层的切片电池3，即通过载具上板222和载具底板225将切片电池3在竖直方进行固定，限制切片电池3在竖直方向的移动，通过载具左侧板223和载具右侧板224将切片电池3在水平方向进行固定，限制切片电池3在水平方向的移动，从而将切片电池3紧固在承载腔内，一方面避免在臭氧喷淋过程中，臭氧的吹扫力使切片电池3发生晃动，保证切片电池3的钝化效果，另一方面若干切片电池3依次层叠堆放，即使位于下方的切片电池3的正面与位于其上的切片电池3的背面完全覆盖，加上载具后板221和载具底板225的作用将切片电池3的正面和背面覆盖，同时载具左侧板223和载具右侧板224对切片电池3的左右侧面进行覆盖，从而避免钝化过程中臭氧对切片电池3正面、背面以及侧面的不利影响。
载具后板221的两侧对称固设有第一定位腔2211，载具底板225的两侧固设有第二定位腔2251，位于同一侧的第一定位腔2211和第二定位腔2251位置相对，且两者的宽度一致，使载具左侧板223以及载具右侧板224在移动时保证水平方向以及竖直方向的同步定位，任意一组或两组的第一定位腔2211上固设有侧板压块227，侧板压块227将载具左侧板223或/和载具右侧板224进行固定，其中一组第二定位腔2251上固设有限位槽2253，以位于左侧的第二定位腔2251为例进行说明，位于左侧的第二定位腔2251固设有限位槽2253，载具左侧板223上固设有与限位槽2253配合的限位块2233，限位块2233在限位槽2253内滑动调整载具左侧板223在第二定位腔2251内的位置，载具左侧板223通过定位块2234进行固定，具体来说，定位块2234包括定位杆22342和定位板22341，定位板22341上固设有移槽(图未标识)，定位板22341由两组厚度不同的平板构成，分别设为平板一和平板二，平板一厚度小于平板二厚度，载具左侧板223上固设有定位槽2232，定位槽2232与平板一相配，平板一插入定位槽2232内进行固定，平板二端面与载具左侧板223相抵，平板二下端面与第二定位腔2251端面相抵，定位杆22342依次插入移槽和限位槽2253旋紧后将载具左侧板223固定在第二定位腔2251内，即通过定位块2234调整载具左侧板223在第二定位腔2251内的位置，载具右侧板224可与位于右侧的第二定位腔2251固定连接，即不可调整载具右侧板224的位置，载具左侧板223和载具右侧板224的距离通过载具左侧板223在第二定位腔2251内的位置进行调整，一方面便于切片电池3的装卸，另一方面载具装置22可适应不同尺寸的切片电池3，适用范围广。
载具上板222上端面固设有提手2221，便于载具上板222的拿取，载具上板222与载具左侧板223和载具右侧板224的两端分别固设有凸起的扣块2222，载具左侧板223或/和载具右侧板224上固设有扣腔2231，扣腔2231与扣块2222相配，扣块2222插入扣腔2231内限制了载具上板222在竖直方向的位置，同时载具左侧板223和载具右侧板224分别设有压块228，压块228可相对于左侧板223和载具右侧板224圆周转动，通过两组压块228将载具上板222进行固定。
载具后板221与弥散件24相抵，载具后板221上设有通气腔2213，本实施例中，通气腔2213设置有三组，三组通气腔2213与弥散件24上弥散孔分布的区域相对，载具后板221与弥散件24相抵的侧面固设有密封圈2212，通过密封圈2212使载具后板221和弥散件24密封连接，使进气管43通入的保护气通过弥散孔、通气腔2213完全且均匀进入承载腔，将承载腔内部以及载具腔215进行吹扫。
本实施例中，切片电池3的放置过程如下，载具右侧板224固定在第二定位腔2251内，切片电池3层叠堆放且侧面与载具右侧板224相抵，载具左侧板223调整在第二定位腔2251内的位置使载具左侧板223侧面与切片电池3相抵，此时通过定位块2234固定载具左侧板223，通过载具左侧板223、载具右侧板224限制切片电池3水平方向的移动，载具上板222的扣块2222插入扣腔2231，覆盖了位于顶层的切片电池3，并通过压块228将载具上板222进行固定，从而限制限制切片电池3竖直方向的移动。
实施例二：
如图10所示，本实施例与实施例一的区别在于，实施例一中，臭氧由导气管41导入，并通过喷淋管42进行喷淋，而本实施例中，通过紫外灯管232辐照氧气产生臭氧。
本实施例中，紫外灯管232固设于加热装置23的壳体231上，紫外灯管232设置有两组，在竖直方向上，紫外灯管232与加热管233间隔分布，即紫外灯管232位于相邻的加热管233之间，在水平方向上，紫外灯管232位于加热管233后侧，即加热管233位于紫外灯管232和载具装置22之间，为防止加热管233对紫外灯管232辐射加热，一组加热管233的两组固定杆235间固设有隔热灯罩234；紫外灯管232的两侧端部延伸至壳体231外侧，加热装置23安装时，紫外灯管232的端部位于避空位2121内。
本实施例中，排气装置不仅作为控制钝化箱2内气压的结构同时与喷淋装置形成气体帘幕，具体来说，喷淋装置的导气管41通入氧气，氧气通过喷淋管42喷淋，喷淋装置进气，排气装置排气，两者形成气体帘幕，可减少氧气往载具腔215的流动，通过紫外灯管232紫外线作用，与氧气反应生成臭氧，生成的臭氧在切片电池断面处进行钝化处理。
其他实施例中，载具左侧板223和载具右侧板224可采用相同结构，载具右侧板224也可采用定位块2234或其他结构调整在位于右侧的第二定位腔2251内的位置，载具左侧板223和载具右侧板224的间距通过载具左侧板223以及载具右侧板224分别在第二定位腔2251的位置进行控制。
在其他实施例中，可集合紫外灯管232，即喷淋装置的导气管41可通入一定浓度的臭氧，紫外灯管232产生一定浓度的臭氧，结合两者实现对切片电池3的钝化处理。
本发明还提供了一种钝化方法，该方法通过上述的钝化设备对切片电池3的断面进行钝化处理，钝化处理包括将臭氧通至切片电池3的断面，从而提高钝化速率和效果，采用了该方法，在切片电池3的断面形成的二氧化硅保护层能够避免光生载流子的复合，进而大大改善切片电池3的光电效率。
根据本发明，具体的操作方法如下：
(1)切片电池3预装；
切片电池3叠放在载具装置2，载具装置2安装在载具腔215内，依次放好盖板25和隔离盖板11。
(2)抽真空检漏；
排气装置抽真空，通过真空计6检测气压，确认隔离箱1的密封性；若真空计6检测的气压数值变化在允许范围内，表示隔离箱1的密封性良好，若真空计6检测的气压数值增大超过一定范围，表示隔离箱1的密封性差，需要对隔离箱1进行密封处理，直至隔离箱1的密封性良好。
(3)控制钝化箱2的温度和压力；
从进气管43通入保护气，气体流量控制在0.1slm-30slm，排气装置将钝化箱2内的气压控制在50mbar-1000mbar，加热装置23将钝化箱2内的温度控制在50度-500度，钝化箱2保持恒温恒压状态。
(4)钝化；
进气管43持续通入保护气，在本实施例一中，喷淋装置的导气管41通入臭氧，喷淋管42将臭氧喷淋至切片电池3的断面上，进行钝化处理，导气管41通入臭氧的浓度小于1％，流量控制在0.1slm-30slm，臭氧喷淋时间控制在1min-60min，臭氧的浓度、流量和喷淋时间，对断面上的二氧化硅保护的致密度具有直接影响，臭氧的浓度低或喷淋时间短，将会导致在断面形成的二氧化硅保护层的致密度低，在本实施例中，臭氧的浓度小于1％、喷淋时间控制在1min-60min，温度在50度-500度，一是能够确保在断面形成较为致密的二氧化硅保护层，二是不造成臭氧的浪费，三是不过度延长臭氧的喷淋时间，以缩短喷淋周期，提高喷淋效率，在实际钝化处理时，根据待钝化的切片电池3的厚度和切片电池的数量在上述浓度、流量和喷淋时间的数值区间选择某一合理的特定值，以使用最低的成本和最快的速度，形成最为致密的二氧化硅保护层，臭氧喷淋的流量直接影响流经断面的臭氧的速度，即喷淋的流速越快，则越能够较快地在断面形成二氧化硅保护层，本实施例中，臭氧喷淋的流量控制在0.1slm-30slm，一是能够确保在断面较快地形成二氧化硅保护层，二是能够确保流程断面的臭氧被充分的利用，不会因臭氧因冗余而被浪费，三是不会因为臭氧流量过大，而导致臭氧进入硅片叠层缝隙。
在本实施例二中，喷淋装置的导气管41通入氧气，喷淋管42将氧气进行喷淋，紫外灯管232在一定浓度的氧气环境下产生设定浓度的臭氧，臭氧通过反应窗2131与切片电池3的断面接触进行钝化处理。
(5)抽真空，排除腔体中的臭氧；
(6)吹扫；
导气管41和进气管43通入保护气对钝化箱2内部进行吹扫，通气管44通入保护气或压缩空气吹扫隔离腔121，一边进气体，一边抽气体，排除腔体中的残留臭氧；
(7)退火；
进气管43通入保护气，气体的流量控制在0.5slm-30slm，升温，温度控制在75度-600度，时间2min-30min；
(8)取切片电池3；
充入保护气或压缩空气回到常压，依次打开隔离盖板11和盖板25，先将载具装置2取出，再将钝化好的切片电池3取出。
以下结合具体实施例对本发明的钝化方法作进一步说明。
实施例三：
本实施例中，该方法的具体步骤如下：
(1)切片电池3预装；
切片电池3叠放在载具装置2，载具装置2安装在载具腔215内，依次放好盖板25和隔离盖板11
(2)抽真空检漏；
排气装置抽真空，通过真空计6检测气压，确认隔离箱1的密封性；若真空计6检测的气压数值变化在允许范围内，表示隔离箱1的密封性良好，若真空计6检测的气压数值增大超过一定范围，表示隔离箱1的密封性差，需要对隔离箱1进行密封处理，直至隔离箱1的密封性良好。
(3)控制钝化箱2的温度和压力；
从进气管43通入保护气，气体流量控制在1slm，导气管41通入保护气，保护气流量控制在0.5slm，排气装置将钝化箱2内的气压控制在100mbar，加热装置23将钝化箱2内的温度控制在50度，钝化箱2保持恒温恒压状态。
(4)钝化；
进气管43持续通入保护气，气体流量保持在1slm，导气管41通入臭氧，臭氧的浓度设置为1800ppm，流量控制在0.5slm，臭氧喷淋时间控制在2min。
(5)抽真空，排除腔体中的臭氧；
(6)吹扫；
导气管41和进气管43通入保护气对钝化箱2内部进行吹扫，通气管44通入保护气或压缩空气吹扫隔离腔121，一边进气体，一边抽气体，排除腔体中的残留臭氧。
(7)退火：
进气管43通入保护气，保护气的流量控制在0.5slm-30slm，升温，温度控制在150度，时间30min；
(8)取切片电池3；
充入保护气或压缩空气回到常压，依次打开隔离盖板11和盖板25，先将载具装置2取出，再将钝化好的切片电池3取出。
通过该方法钝化后切片电池3，记做实验组1。
实施例四：
本实施例中，该方法的具体步骤如下：
(1)切片电池3预装；
切片电池3叠放在载具装置2，载具装置2安装在载具腔215内，依次放好盖板25和隔离盖板11。
(2)抽真空检漏；
排气装置抽真空，通过真空计6检测气压，确认隔离箱1的密封性；若真空计6检测的气压数值变化在允许范围，表示隔离箱1的密封性良好，若真空计6检测的气压数值增大超过一定范围，表示隔离箱1的密封性差，需要对隔离箱1进行密封处理，直至隔离箱1的密封性良好。
(3)控制钝化箱2的温度和压力；
从进气管43通入保护气，保护气流量控制在5slm，导气管41通入保护气，保护气流量控制在2slm，排气装置将钝化箱2内的气压控制在950mbar，加热装置23将钝化箱2内的温度控制在500度，钝化箱2保持恒温恒压状态。
(4)钝化；
进气管43持续通入保护气，保护气流量保持在5slm，导气管41通入臭氧，臭氧的浓度设置为400ppm，流量控制在2slm，臭氧喷淋时间控制在30min。
(5)抽真空，排除腔体中的臭氧；
(6)吹扫；
导气管41和进气管43通入保护气对钝化箱2内部进行吹扫，通气管44通入保护气或压缩空气吹扫隔离腔121，一边进气体，一边抽气体，排除腔体中的残留臭氧。
(7)退火；
进气管43通入保护气，保护气的流量控制在0.5slm-30slm，升温，温度控制在600度，时间10min；
(8)取切片电池3；
充入保护气或压缩空气回到常压，依次打开隔离盖板11和盖板25，先将载具装置2取出，再将钝化好的切片电池3取出。
通过该方法钝化后切片电池3，记做实验组2。
实施例五：
本实施例中，该方法的具体步骤如下：
(1)切片电池3预装；
切片电池3叠放在载具装置2，载具装置2安装在载具腔215内，依次放好盖板25和隔离盖板11。
(2)抽真空检漏；
排气装置抽真空，通过真空计6检测气压，确认隔离箱1的密封性；若真空计6检测的气压数值变化在允许范围，表示隔离箱1的密封性良好，若真空计6检测的气压增大超过一定范围，表示隔离箱1的密封性差，需要对隔离箱1进行密封处理，直至隔离箱1的密封性良好。
(3)控制钝化箱2的温度和压力；
从进气管43通入保护气，保护气流量控制在5slm，导气管41通入保护气，保护气流量控制在2slm，排气装置将钝化箱2内的气压控制在950mbar，加热装置23将钝化箱2内的温度控制在200度，钝化箱2保持恒温恒压状态。
(4)钝化；
进气管43持续通入保护气，保护气流量保持在5slm，导气管41通入臭氧，流量控制在2slm，开启紫外灯管232，时间控制在30min。
(5)抽真空，排除腔体中的臭氧；
(6)吹扫；
导气管41和进气管43通入保护气对钝化箱2内部进行吹扫，通气管44通入保护气或压缩空气吹扫隔离腔121，一边进气体，一边抽气体，排除腔体中的残留臭氧。
(7)退火；
进气管43通入保护气，保护气的流量控制在0.5slm-30slm，升温，温度控制在300度，时间10min；
(8)取切片电池3；
充入保护气或压缩空气回到常压，依次打开隔离盖板11和盖板25，先将载具装置2取出，再将钝化好的切片电池3取出。
通过该方法钝化后切片电池3，记做实验组3。
对比例一：
本实施例中，该方法与上述实施例的区别在于，不进行进气管43通入保护气步骤，该方法的具体步骤如下：
(1)切片电池3预装；
切片电池3叠放在载具装置2，载具装置2安装在载具腔215内，依次放好盖板25和隔离盖板11。
(2)抽真空检漏；
排气装置抽真空，通过真空计6检测气压，确认隔离箱1的密封性；若真空计6检测的气压数值变化在允许范围，表示隔离箱1的密封性良好，若真空计6检测的气压数值增大超过一定范围，表示隔离箱1的密封性差，需要对隔离箱1进行密封处理，直至隔离箱1的密封性良好。
(3)控制钝化箱2的温度和压力；
导气管41通入保护气，保护气流量控制在2slm，排气装置将钝化箱2内的气压控制在800mbar，加热装置23将钝化箱2内的温度控制在150度，钝化箱2保持恒温恒压状态。
(4)钝化；
导气管41通入臭氧，臭氧的浓度设置为200ppm，流量控制在0.5slm，臭氧喷淋时间控制在5min。
(5)抽真空，排除腔体中的臭氧；
(6)吹扫；
导气管41通入保护气对钝化箱2内部进行吹扫，通气管44通入保护气或压缩空气吹扫隔离腔121；
(7)退火；进气管43通入保护气，保护气的流量控制在0.5slm-30slm，升温，温度控制在350度，时间18min；
(8)取切片电池3；
充入保护气或压缩空气回到常压，依次打开隔离盖板11和盖板25，先将载具装置2取出，再将钝化好的切片电池3取出。
通过该方法钝化后切片电池3，记做对照组1。
对比例二：
本实施例中，该方法与上述实施例的区别在于，不进行进气管43通入保护气步骤，不通入臭氧，该方法的具体步骤如下：
(1)切片电池3预装；
切片电池3叠放在载具装置2，载具装置2安装在载具腔215内，依次放好盖板25和隔离盖板11。
(2)抽真空检漏；
排气装置抽真空，通过真空计6检测气压，确认隔离箱1的密封性；若真空计6检测的气压数值变化在允许范围，表示隔离箱1的密封性良好，若真空计6检测的气压数值增大超过一定范围，表示隔离箱1的密封性差，需要对隔离箱1进行密封处理，直至隔离箱1的密封性良好。
(3)控制钝化箱2的温度和压力；
导气管41通入保护气，保护气流量控制在2slm，排气装置将钝化箱2内的气压控制在800mbar，加热装置23将钝化箱2内的温度控制在450度，钝化箱2保持恒温恒压状态。
(4)通入氧气；
导气管41通入氧气，氧气流量控制在2slm，氧气喷淋时间控制在20min。
(5)抽真空；
(6)吹扫；
导气管41通入保护气对钝化箱2内部进行吹扫，通气管44通入保护气或压缩空气吹扫隔离腔121；
(7)退火；
通入保护气，如氮气，保护气的流量控制在0.5slm-30slm，升温，温度控制在550度，时间10min；
(8)取切片电池3；
充入保护气或压缩空气回到常压，依次打开隔离盖板11和盖板25，先将载具装置2取出，再将钝化好的切片电池3取出。
通过该方法钝化后切片电池3，记做对照组2。
分别将实施例三、四、五以及对比例一和二在通过该方法进行钝化处理前后的切片电池3测试电性能，同时观察每例中切片电池3电极以及表面镀层的氧化情况，每例数量设置20片，上述五例进行对照试验，测试结果如下：
表1
根据以上的测试效果可知：经过本发明的方法得到的切片电池3，可以提升切片电池3的效率，且可保护切片电池3的电极以及表面镀层，防止发生氧化。
此外，步骤7的退火工艺是非必需工艺，在其他实施例中，可无退火工艺。
显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
Claims (7)
1.一种具备气体均匀弥散功能的钝化设备,其特征在于：包括隔离箱、位于隔离箱的钝化箱以及位于钝化箱内部的载具装置以及加热装置，载具装置承载切片电池，加热装置控制钝化箱内的温度，载具装置与加热装置间设有喷淋装置，喷淋装置喷淋氧气或对切片电池的断面喷淋钝化气体，还包括紫外灯管，紫外灯管的紫外线将喷淋装置喷淋通入的氧气反应成臭氧，臭氧与切片电池的断面接触进行钝化处理，所述隔离箱包括隔离主体和隔离盖板，隔离主体包括隔离腔，钝化箱位于隔离腔内，隔离主体的上端面设置有密封圈，隔离主体上设置有通气管和热电偶，通气管与隔离腔连通，通气管通入保护气或压缩空气吹扫隔离腔，热电偶延伸至钝化箱内，测量钝化箱内的温度，所述钝化箱还包括盖板和用于装载载具装置和加热装置的装载结构，装载结构包括装载底板、装载连板、装载隔板以及两组装载侧板，通过装载隔板，装载结构形成装载载具装置的载具腔以及装载加热装置的加热腔，装载连板连接有弥散件，弥散件上固设有多组弥散孔，装载连板上连通设置有进气管，进气管贯穿隔离主体并向外延伸，进气管向载具装置和载具腔通氮气，弥散件的弥散孔控制进气管通入氮气的弥散均匀性，所述载具装置包括载具后板、载具左侧板、载具右侧板、载具底板以及载具上板，载具后板、载具左侧板、载具右侧板以及载具底板形成承载切片电池的承载腔，载具后板与弥散件相抵，载具后板上设有通气腔，通气腔与弥散件上弥散孔分布的区域相对，载具后板与弥散件相抵的侧面固设有密封圈，通过密封圈使载具后板和弥散件密封连接，使进气管通入的保护气通过弥散孔、通气腔进入承载腔，将承载腔内部以及载具腔进行吹扫。
2.根据权利要求1所述的一种具备气体均匀弥散功能的钝化设备，其特征在于：两组所述装载侧板对称设置且与装载底板和装载连板固设连接，装载隔板与两组装载侧板固设连接，装载隔板上固设有反应窗，加热装置与载具装置通过反应窗连通，钝化气体通过反应窗流通至载具腔内对切片电池的断面进行钝化处理。
3.根据权利要求2所述的一种具备气体均匀弥散功能的钝化设备，其特征在于：所述载具装置包括载具后板、载具左侧板、载具右侧板、载具底板以及载具上板，载具底板用于支撑切片电池，切片电池的断面朝向反应窗，载具后板、载具左侧板以及载具右侧板均安装在载具底板上，载具左侧板与载具右侧板对称分布，载具上板和载具底板限制切片电池在竖直方向的移动，载具左侧板和载具右侧板限制切片电池在水平方向移动。
4.根据权利要求1所述的一种具备气体均匀弥散功能的钝化设备，其特征在于：所述加热装置包括壳体和加热管，加热管采用红外灯管或电炉丝，加热管通过固定杆固定在壳体上。
5.根据权利要求3所述的一种具备气体均匀弥散功能的钝化设备，其特征在于：所述喷淋装置包括导气管和喷淋管，导气管和喷淋管连通，导气管穿过加热装置和隔离主体延伸至隔离箱外侧，喷淋管上固设有若干喷淋孔，喷淋管与反应窗位置相对，钝化气体由导气管通入并通过喷淋孔喷淋到切片电池的断面，导气管通入保护气对钝化箱内部进行吹扫。
6.根据权利要求1所述的一种具备气体均匀弥散功能的钝化设备，其特征在于：还包括排气装置，排气装置包括排气管和抽气管，排气管上固设有若干排气孔，排气管和抽气管连通，抽气管依次穿过加热装置和隔离主体并延伸至隔离箱外侧，抽气管上设置有真空计，排气装置控制钝化箱内的气压，并通过真空计对钝化箱内的气压进行检测，排气装置将钝化箱内的气压控制在设定的范围内。
7.根据权利要求4所述的一种具备气体均匀弥散功能的钝化设备，其特征在于：所述紫外灯管固设于加热装置的壳体上，加热管位于紫外灯管和载具装置之间，紫外灯管与加热管间通过隔热灯罩进行隔离。
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