CN209471986U - 多波段激光抗光衰设备 - Google Patents

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魏强
刘振刚
王占友
李会玲
郭明州
贺美亮
郑海陆
孙亚娟
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Abstract

本实用新型涉及一种多波段激光抗光衰设备，包括激光发生器、激光扩束器和传送履带，所述激光发生器和所述激光扩束器连接，所述传送履带设置在所述激光扩束器的下方，所述激光发生器上端与摆动装置连接，所述摆动装置包括转动电机、转动齿轮和摇摆支架，所述转动电机与所述转动齿轮连接，所述摇摆支架上端设置于所述转动齿轮相适应的齿轮，所述摇摆支架通过上端的齿轮与所述转动齿轮连接，所述摇摆支架下端与所述激光发生器连接。激光能够更集中的利用能量并在较短的时间实现较优的效果，本实用新型通过摆动装置的设置可以提高激光对传送履带上单晶电池的光照的停留时间，从而提高了光衰处理效率。

Description

多波段激光抗光衰设备
技术领域
本实用新型属于光伏技术领域，具体涉及一种多波段激光抗光衰设备。
背景技术
目前PERC类电池存在较强的温度辅助光衰(简称LeTID)，严重影响组件功率。目前已经找到抑制LeTID的途径，包括高温、高光强辐照，以及电注入等技术。
专利号201510095296.4名称为：一种利用强光辐照降低P型晶硅太阳能电池及其组件光致衰减的方法，经过2-20KW的光强处理1-3分钟可以起到降低光衰的作用。
专利号2017108913790一种成品太阳能电池退火的方法，使用烧结炉通过加入氢气及氮气进行退火，时间10-30分钟，起到降低光衰的作用。
缺点两个专利处理电池片需要的时间较长，会降低印刷线的产量。
专利号201710255951.7名称为消除多晶电池内部金属复合体的方法，采用电注入方式进行抗光衰处理，使用的电流为0.6-0.8A/cm2，加热温度为250-350℃，缺点为注入的电流比较大，对于8寸多晶需要150A以上的电流，存在一定的电能损耗。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种多波段激光抗光衰设备，包括激光发生器、激光扩束器和传送履带，所述激光发生器和所述激光扩束器连接，所述传送履带设置在所述激光扩束器的下方，所述激光发生器上端与摆动装置连接，所述摆动装置包括转动电机、转动齿轮和摇摆支架，所述转动电机与所述转动齿轮连接，所述摇摆支架上端设置于所述转动齿轮相适应的齿轮，所述摇摆支架通过上端的齿轮与所述转动齿轮连接，所述摇摆支架下端与所述激光发生器连接。
在上述任一方案中优选的是，所述传送履带之间设置加热器。
在上述任一方案中优选的是，所述加热器为石英管加热器。
在上述任一方案中优选的是，所述石英管加热器的两端通过支撑架固定在所述传送履带之间。
在上述任一方案中优选的是，所述传送履带的履带面为耐高温结构。
在上述任一方案中优选的是，所述转动电机和摇摆支架均通过支架进行固定。
在上述任一方案中优选的是，所述激光扩束器扩束光的均匀性大于95％。
本实用新型的有益效果为：激光能够更集中的利用能量并在较短的时间实现较优的效果，光注入影响，光强越强，产生的过剩载流子越多，光衰恢复速度越快；光照时间越长，光衰恢复的效果越理想，而且稍加改动便可集成与现有产线，便于商业化生产，最终能够实现较好的光衰处理，通过摆动装置的设置可以提高激光对传送履带上单晶电池的光照的停留时间，从而提高了光衰处理效率。
附图说明
图1为按照本实用新型的多波段激光抗光衰设备的一优选实施例示意图。
图中标注说明：1-控制齿轮；2-摇摆支架；3-激光发生器；4-激光扩束器；5-传送履带；6-石英管加热器；7-单晶电池。
具体实施方式
为了更进一步了解本实用新型的发明内容，下面将结合具体实施例详细阐述本实用新型。
实施例一
本实用新型提供一种多波段激光抗光衰设备，包括激光发生器3、激光扩束器4和传送履带5，所述激光发生器3和所述激光扩束器4连接，所述激光发生器3用于产生所需要的固定波长单色光，并且具备改变发出光波长的功能，所述激光扩束器4用于将单色光扩展至大于硅片面积，且均匀性大于95％，所述传送履带5设置在所述激光扩束器4的下方，所述传送履带5用于传送单晶电池，所述激光发生器3上端与摆动装置连接，所述摆动装置包括转动电机(图中未标出)、转动齿轮1和摇摆支架2，所述摆动装置用于对所述激光发生器3进行摆动，使所述激光发生器3发出的强光对单晶电池7跟踪一段距离，所述转动电机与所述转动齿轮1连接，所述摇摆支架2上端设置于所述转动齿轮1相适应的齿轮，所述摇摆支架2通过上端的齿轮与所述转动齿轮1连接，所述摇摆支架下端与所述激光发生器3连接，所述传送履带5之间设置石英管加热器6，所述石英管加热器6的两端通过支撑架固定在位于所述传送履带5上履带面靠下1-2cm的位置，所述传送履带5的履带面有耐高温材质制成，例如：耐高温的尼龙传送带等，所述转动电机和摇摆支架2均通过支架进行固定。
所述激光发生器3采用可调谐激光器(tunable laser)，例如法国西诺光学(Sinoptix)超连续谱光源系列，近/中红外产品Electro IR/Electro MIR可分别实现900-2800nm及800-4800nm范围的近红外光输出，其中Electro MIR型号产品更适合LeTID的恢复；所述激光扩束器4采用SiGMAKOKI，西格玛光机株式会社生产的LBE-10L及LBE-10Y,扩束倍率10倍，扩束边长可达122mm以上。国内长春新产业光电技术有限公司生产的BEW系列扩束器适用于4-10mm直径的光斑，例如BEW-10x型号可实现10倍扩展，光斑大小最大Φ86*197mm2。
实施例二
本实施例与上述实施例基本相同，下面仅就不同之处进行说明。
所述传送履带5上设置重力感应器，所述重力感应器与控制器连接，所述控制器与所述激光发生器3和激光扩束器4连接，所述控制器用于控制所述激光发生器3和激光扩束器4，当所述重力感应器感应到所述传送履带5上没有重量时，则所述控制器控制所述激光发生器3和激光扩束器4关闭，由此可以达到省电的目的。
实施例三
对于多晶电池，同样的金属沉淀在硅中不同区域形成不同规模的沉淀或是聚集体，对于复合活性的影响也有差别，因为硅中的各种缺陷如位错、晶界往往会成为异质形核中心，吸引金属杂质在缺陷位置聚集、沉淀，这样就又会有不同的复合作用。UNSW(新南威尔士大学)认为(光致)再生过程的机理在于促使P型硅中存在的H+转化为H0，H0可以钝化硼氧缺陷乃至金属离子。常见的杂质激活能见下表
物质 硼氧对 铜硼对 间隙铜 铁硼对 铁杂质相关 LeTID相关
激活能eV 0.4,1.0 0.61 0.32 0.26 1.14,1.51,0.63 0.32,0.21
根据能量公式E＝hν＝hc/λ，由于杂质能级较多0.21-1.51eV，对应波长范围在822-6000nm；
根据维恩位移公式b＝λmT及能量公式，根据峰值波长可得加热温度范围200-300℃(5061-6131nm)。
本实用新型用可调激光波长(波长范围880-5000nm)的设备(激光发生器3)对光伏电池进行照射，功率范围0.5-10kw；结合加热进行低能杂质的激活。利用激光的特定波长与穿透深度将金属与其他杂质进行激发，并通过低温加热处理，促进一部分金属在晶硅电池中向晶界、位错等位置进行扩散并与氢结合，达到钝化的目的。
实验效果：
一、单晶PERC电池优选的激光波长为822nm，1089nm，1242nm。激光功率2.5kw加热温度为215℃，光衰测量值：
序号 初始效率 后期效率 效率损失 光衰
1 22.3 22.05 0.25 1.12％
2 22.1 21.83 0.27 1.22％
3 21.9 21.68 0.22 1.00％
整体而言，平均光衰小于1.5％，达到了预期效果。
二、多晶PRC电池优选的激光波长为8840nm，1075nm，1250nm。激光功率1.5kw加热温度为225℃，光衰测量值：
序号 初始效率 后期效率 效率损失 光衰
1 20.8 20.57 0.23 1.11％
2 20.5 20.33 0.17 0.83％
3 20.3 20.08 0.22 1.08％
整体而言，平均光衰小于1.5％，达到了预期效果。
本领域技术人员不难理解，本实用新型的多波段激光抗光衰设备包括上述本实用新型说明书的发明内容和具体实施方式部分以及附图所示出的各部分的任意组合，限于篇幅并为使说明书简明而没有将这些组合构成的各方案一一描述。凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种多波段激光抗光衰设备，包括激光发生器、激光扩束器和传送履带，所述激光发生器和所述激光扩束器连接，所述传送履带设置在所述激光扩束器的下方，其特征在于，所述激光发生器上端与摆动装置连接，所述摆动装置包括转动电机、转动齿轮和摇摆支架，所述转动电机与所述转动齿轮连接，所述摇摆支架上端设置于所述转动齿轮相适应的齿轮，所述摇摆支架通过上端的齿轮与所述转动齿轮连接，所述摇摆支架下端与所述激光发生器连接。
2.根据权利要求1所述的多波段激光抗光衰设备，其特征在于，所述传送履带之间设置加热器。
3.根据权利要求2所述的多波段激光抗光衰设备，其特征在于，所述加热器为石英管加热器。
4.根据权利要求3所述的多波段激光抗光衰设备，其特征在于，所述石英管加热器的两端通过支撑架固定在所述传送履带之间。
5.根据权利要求1所述的多波段激光抗光衰设备，其特征在于，所述传送履带的履带面为耐高温结构。
6.根据权利要求1所述的多波段激光抗光衰设备，其特征在于，所述转动电机和摇摆支架均通过支架进行固定。
7.根据权利要求1所述的多波段激光抗光衰设备，其特征在于，所述激光扩束器扩束光的均匀性大于95％。
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