CN204966525U - 快速改善p型晶硅电池光致衰减的量产装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种快速改善P型晶硅电池光致衰减的量产装置，包括电源、恒温箱、贯穿所述恒温箱的传送带和设置在所述传送带上的硅片承载盒；所述硅片承载盒包括上导电层和下导电层，所述上导电层和下导电层分别通过导线与所述电源的正负极相连，P型晶硅太阳能电池片层叠堆放在所述硅片承载盒内；所述恒温箱内设置有加热装置和通气装置，所述加热装置安装在所述传送带两侧的恒温箱内壁上，所述通气装置安装在所述加热装置的周围。通过本实用新型的装置及方法可以实现对大批量电池片同时进行光致衰减改善，操作简单，通过通电电流和加热温度的优化有效的缩短了处理时间，增加产能，降低生产成本，满足产业化生产的需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种快速改善p型晶硅太阳能电池光致衰减的量产装置，属于太阳能电池领域。
背景技术
太阳能具有储量的“无限性”、存在的普遍性、利用的清洁性、利用的经济性，在世界能源结构转换中担当重任，成为理想的替代能源。P型晶体硅太阳电池及组件是目前太阳能电池的主流，其市场占有率最近几年都是保持在80％以上。
目前p型晶硅太阳电池在经过光照后会发生电池效率下降的现象，衰减程度甚至可以达到1-9％(相对值)，在p型单晶硅电池中尤其明显，额外增加了太阳电池及组件的功率损耗，并且容易由于组件功率失配造成发电量进一步损失。
一般认为晶硅太阳电池产生光致衰减的原因主要是硼氧复合，光生载流或电流注入会导致p型硅片中的间隙氧原子和硼原子形成硼氧复合体，降低少子寿命，从而导致电池和组件效率下降。目前改善电池光致衰减的方法主要有两钟，一种是对硅片改进，降低硅片中硼或氧的浓度，但都会带来生产成本的明显增加，不利于产业化，另一种是光注入或者电注入同时结合加热的方法，但光注入结合加热的方法需要对电池片进行持续光照，且每个光源同时只能对单片电池片进行处理，产业化难度较大，成本高；采用电注入加加热的方法，需要30～180min，时间较长，且每组只能处理5-50片电池片，当电池片数量继续增加时，两端与中间的温度均匀性难以保证，在大规模量产中存在困难。
发明内容
发明目的：本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种快速改善p型晶硅电池光致衰减的量产装置，有效缩短电池处理时间，并提升单次处理量，从而提升生产产能，降低生产成本，满足产业化需求。
技术方案：本发明所述快速改善P型晶硅电池光致衰减的量产装置，包括电源、恒温箱、贯穿所述恒温箱的传送带和设置在所述传送带上的硅片承载盒；
所述硅片承载盒包括上导电层和下导电层，所述上导电层和下导电层分别通过导线与所述电源的正负极相连，P型晶硅太阳能电池片层叠堆放在所述硅片承载盒内，并跟随所述硅片承载盒在所述传送带上同步移动，通过所述恒温箱；
所述恒温箱内设置有加热装置和通气装置，所述加热装置安装在所述传送带两侧的恒温箱内壁上，所述通气装置安装在所述加热装置的周围，通入氮气或压缩空气将所述加热装置产生的热量均匀传输到所述硅片承载盒内的P型晶硅太阳能电池片上。
本发明进一步优选地技术方案为，所述加热装置为加热丝，所述通气装置为通气管，所述通气管的出口倾斜向上，与所述传送带平面呈25～75°夹角。
优选地，所述硅片承载盒的上导电层的下侧面上还设置2～15根探针，所述探针的上端与所述上导电层连接，下端与所述硅片承载盒内的P型晶硅太阳能电池片表面电极连接。
优选地，所述硅片承载盒还包括绝缘底座和绝缘立柱，所述绝缘底座安装在所述硅片承载盒的底部，与所述传送带直接接触；所述绝缘立柱安装在所述硅片承载盒的四侧，用于定位固定层叠堆放在所述硅片承载盒内的P型晶硅太阳能电池片。
优选地，所述硅片承载盒内层叠堆放的P型晶硅太阳能电池片数量为55～400片。
本发明所述的快速改善P型晶硅电池光致衰减的量产装置的使用方法，包括如下步骤：
(1)将P型晶硅太阳能电池片按照全部正面向上或背面向上的次序层叠堆放在硅片承载盒内，最外侧的电池片的表面电极分别与上导电层和下导电层连接，组成电堆；
(2)将步骤(1)组成的电堆的正负极与电源的正负极相连，再将硅片承载盒置于传送带上；
(3)启动传送带和恒温箱，硅片承载盒进入恒温箱内，对电堆通入电流，电流密度为501～5000mA/cm2，电池片温度为230～500℃，通电时间为1～20分钟；
(4)将处理后的P型晶硅太阳能电池片冷却到室温，并进行测试分档。
进一步地，所述P型晶硅太阳能电池片为P型单晶硅太阳能电池片或P型多晶硅太阳电池片。
作为优选，步骤(1)中P型晶硅太阳能电池片为P型单晶硅太阳能电池片时，步骤(3)中电流密度为501～1500mA/cm2，电池片温度为230～300℃，通电时间为5～20分钟。
作为优选，步骤(1)中P型晶硅太阳能电池片为P型多晶硅太阳能电池片时，步骤(3)中电流密度为2500～4000mA/cm2，电池片温度为300～400℃，通电时间为1～10分钟。
作为优选，步骤(2)所述电源为直流电源或脉冲电源。
本发明工作原理为：当给晶体硅太阳电池片通入大电流时，电池片内部产生大量非平衡载流子，同时在一定温度作用下，电池表面钝化膜中的氢原子将会释放，非平衡载流子和氢原子在一定温度作用下会与电池片中硼氧原子结合，形成稳定的氢硼氧结构，大幅降低电池片在后续收到光照或者电注入情况下硼氧对的产生，从而改善光致衰减。
有益效果：(1)通过本发明的装置及方法可以实现对大批量电池片同时进行光致衰减改善，操作简单，通过通电电流和加热温度的优化有效的缩短了处理时间，将原需30～180分钟的处理时间缩短至1～20分钟，大幅度提高处理效率，增加产能，降低生产成本，满足产业化生产的需求；
(2)本发明通过加热装置和通风装置相互配合确保恒温箱内气流温度一致，保持堆叠后的电池片温度的均匀性，提高处理效率和产品质量；
(3)本发明在针对多晶硅进行处理时，还可以实现对缺陷进行氢钝化，提高太阳电池效率。
附图说明
图1为本发明所述快速改善P型晶硅电池光致衰减的量产装置的结构示意图；
图2为本发明所述硅片承载盒的结构示意图。
其中，1-硅片承载盒、2-恒温箱、3-传送带、4-加热装置、5-通气装置、6-电源、11-绝缘底座、12-上导电层、13-下导电层、14-绝缘立柱、15-探针。
具体实施方式
下面通过附图对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
一种快速改善p型晶硅电池光致衰减的量产装置，如图1、2所示，包括电源6，恒温箱2、贯穿恒温箱2的传送带3和设置在传送带3上的硅片承载盒1。硅片承载盒1容纳55～400片电池片，电源包括直流电源和脉冲电源。
其中硅片承载盒1包括安装在硅片承载盒底部的绝缘底座11、可拆卸的上导电层12、下导电层13和安装在硅片承载盒1四侧的绝缘立柱14，上导电层12和下导电层13分别通过导线与电源6两极相连，在上导电层12的下侧面上还设置2～15根探针15，探针15的上端与上导电层12连接，下端与硅片承载盒1内的P型晶硅太阳能电池片表面电极连接，硅片承载盒1间隔合适距离依次置于传送带3上；
在恒温箱2内部靠近传送带3的两侧安装有加热装置4和通气装置5，其中加热装置4为加热丝，通气装置5为通气管，通气装置5位于加热装置4附近，靠近传送带3，通气装置5的出口倾斜向上，与传送带3的平面呈25～75°夹角，在生产过程中通气装置5中通入的气体可以吹向硅片承载盒1中P型晶硅太阳能电池片，通入的气体为氮气或者压缩空气。
生产过程中，首先安装硅片承载盒1，打开上导电层12，将一定数量的电池片堆叠放入硅片承载盒1内后盖上上导电层12，然后按照需要设定好传送带3的速度，将安装好的硅片承载盒1置于传送带3上，在硅片承载盒1进入恒温箱2后按照设定的电流密度开始通电，通过恒温箱2内部的加热装置4和通风装置5实现气流温度一致，保证硅片承载盒1内电池片温度均匀，在硅片承载盒1离开恒温箱2时停止通电，自然冷却后拆卸上导电层12将电池片取出，即可进入后续工序。
实施例1：
将100片p型单晶硅太阳电池片按照全部正面向上次序进行堆叠放入硅片承载盒，采用直流电源通电，电流密度设为1000mA/cm2，保持恒温箱温度在250℃，设定传送带速度使硅片承载盒在恒温箱内通过时间为15分钟，待电池片自然冷却后取出。将处理后的电池片与同一批次未经处理的电池片进行对比测试，结果如下：
实施例2：
将200片p型多晶硅太阳电池片按照全部正面向上次序进行堆叠放入硅片承载盒，采用直流电源通电，电流密度设为3000mA/cm2，保持恒温箱温度在375℃，设定传送带速度使硅片承载盒在恒温箱内通过时间为8分钟，待电池片自然冷却后取出。将处理后的电池片与同一批次未经处理的电池片进行对比测试，结果如下：
实施例3：
将55片p型单晶硅太阳电池片按照全部正面向上次序进行堆叠放入硅片承载盒，采用脉冲电源通电，电流密度设为501mA/cm2，保持恒温箱温度在230℃，设定传送带速度使硅片承载盒在恒温箱内通过时间为20分钟，待电池片自然冷却后取出。将处理后的电池片与同一批次未经处理的电池片进行对比测试，结果如下：
实施例4：
将400片p型多晶硅太阳电池片按照全部背面向上次序进行堆叠放入硅片承载盒，采用直流电源通电，电流密度设为4000mA/cm2，保持恒温箱温度在400℃，设定传送带速度使硅片承载盒在恒温箱内通过时间为3分钟，待电池片自然冷却后取出。将处理后的电池片与同一批次未经处理的电池片进行对比测试，结果如下：
通过以上测试表明，采用本发明方法和量产装置处理后的晶硅太阳电池片光致衰减大幅降低。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。
Claims (5)
1.一种快速改善P型晶硅电池光致衰减的量产装置，其特征在于，包括电源(6)、恒温箱(2)、贯穿所述恒温箱(2)的传送带(3)和设置在所述传送带(3)上的硅片承载盒(1)；
所述硅片承载盒(1)包括上导电层(12)和下导电层(13)，所述上导电层(12)和下导电层(13)分别通过导线与所述电源(6)的正负极相连，P型晶硅太阳能电池片层叠堆放在所述硅片承载盒(1)内，并跟随所述硅片承载盒(1)在所述传送带(3)上同步移动，通过所述恒温箱(2)；
所述恒温箱(2)内设置有加热装置(4)和通气装置(5)，所述加热装置(4)安装在所述传送带(3)两侧的恒温箱(2)内壁上，所述通气装置(5)安装在所述加热装置(4)的周围，通入氮气或压缩空气将所述加热装置(4)产生的热量均匀传输到所述硅片承载盒(2)内的P型晶硅太阳能电池片上。
2.根据权利要求1所述的快速改善P型晶硅电池光致衰减的量产装置，其特征在于，所述加热装置(4)为加热丝，所述通气装置(5)为通气管，所述通气管(5)的出口倾斜向上，与所述传送带(3)平面呈25～75°夹角。
3.根据权利要求1所述的快速改善P型晶硅电池光致衰减的量产装置，其特征在于，所述硅片承载盒(1)的上导电层(12)的下侧面上还设置2～15根探针(15)，所述探针(15)的上端与所述上导电层(12)连接，下端与所述硅片承载盒(1)内的P型晶硅太阳能电池片表面电极连接。
4.根据权利要求3所述的快速改善P型晶硅电池光致衰减的量产装置，其特征在于，所述硅片承载盒(1)还包括绝缘底座(11)和绝缘立柱(14)，所述绝缘底座(11)安装在所述硅片承载盒(1)的底部，与所述传送带(3)直接接触；所述绝缘立柱(14)安装在所述硅片承载盒(1)的四侧，用于定位固定层叠堆放在所述硅片承载盒(1)内的P型晶硅太阳能电池片。
5.根据权利要求1所述的快速改善P型晶硅电池光致衰减的量产装置，其特征在于，所述硅片承载盒(1)内层叠堆放的P型晶硅太阳能电池片数量为55～400片。
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