CN214411229U - 一种降低perc电池片光致衰减装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了降低PERC电池片光致衰减装置，包括光注入区组件，光注入区组件包括预热区组件和光照区组件以及电池片输送炉带；预热区组件包括至少一个光注入预热装置；光照区组件包括至少一个光照装置，至少一个光注入加热装置和至少一个光注入区冷却装置；电池片输送炉带用于将电池片从预热区输送至光照区；电注入区组件，电注入区组件包括电注入工艺区组件和冷却组件；电注入工艺区组件包括电注入加热装置，电压源，电池片承载盒和电注入区冷却装置，电池片承载盒用于承载至少一片电池片，电压源用于在电池片两侧施加反向电压；传输装置，用于将光注入区的电池片输送至电注入区。该装置可减少电池片填充因子的降低程度，提升转换效率。

Description

一种降低PERC电池片光致衰减装置

技术领域

本申请涉及太阳能电池技术领域，特别是涉及一种降低PERC电池片光致衰减装置。

背景技术

使用PERC(Passivated Emitterand Rear Cell，钝化发射极及背钝化)技术的太阳能电池片少子寿命得到有效提升，电池效率明显提高，但是，光致衰减(light-induceddegradation，简称LID)也相应大幅度增加，影响背钝化电池片的进一步广泛应用，光致衰减主要是由硅材料内的BO缺陷对造成的。

为了减弱太阳能电池片的光致衰减，目前对太阳能电池进行光注入处理，利用光线照射太阳能电池片，增加载流子，从而降低电池片的光致衰减。但是，光注入处理太阳能电池片，填充因子明显下降。填充因子指太阳能电池片具有最大输出功率时的电流和电压的乘积与短路电流和开路电压乘积的比值，比值越高，光电转换效率越高，所以，太阳能电池片的转换效率下降。

因此，如何解决上述技术问题应是本领域技术人员重点关注的。

实用新型内容

本申请的目的是提供一种降低PERC电池片光致衰减装置，以减少太阳能电池片在光注入处理后填充因子的降低程度，提升太阳能电池片转换效率。

为解决上述技术问题，本申请提供一种降低PERC电池片光致衰减装置，包括：

光注入区组件，用于对电池片进行光注入处理，所述光注入区组件包括预热区组件和光照区组件以及电池片输送炉带；所述预热区组件包括至少一个光注入预热装置；所述光照区组件包括至少一个光照装置，至少一个光注入加热装置以及至少一个光注入区冷却装置；所述电池片输送炉带用于将电池片以单片平放在所述电池片输送炉带的方式从预热区输送至光照区；

电注入区组件，用于对经过光注入处理的电池片进行电注入处理，所述电注入区组件包括电注入工艺区组件和冷却组件；所述电注入工艺区组件包括电注入加热装置，电压源，电池片承载盒以及电注入区冷却装置，所述电池片承载盒用于承载至少一片经过光注入处理的电池片，所述至少一片经过光注入处理的电池片以堆叠的方式置于所述电池片承载盒中，所述电压源用于在堆叠的电池片两侧施加反向电压；

传输装置，用于将光注入区的电池片输送至电注入区。

可选的，所述光注入预热装置包括上加热灯管和下加热灯管。

可选的，所述光注入预热装置包括多个第一工艺腔，每个所述第一工艺腔分别包括所述上加热灯管和所述下加热灯管。

可选的，所述光照区组件包括3至12个第二工艺腔，每个所述第二工艺腔分别包括至少一个所述光照装置，至少一个光注入加热装置和所述光注入区冷却装置。

可选的，所述光照装置为LED灯，所述光注入区冷却装置为控温风扇。

可选的，所述LED灯为可见光LED灯或者不可见光LED灯。

可选的，所述电注入区冷却装置为控温风扇。

可选的，所述传输装置包括旋转吸盘。

可选的，所述旋转吸盘为抗高温旋转吸盘。

可选的，还包括：

冷却部件，用于冷却光注入处理后的电池片；

加热部件，用于对经过所述冷却部件冷却后、所述电注入加热装置加热前的电池片进行预加热。

本申请所提供的一种降低PERC电池片光致衰减装置，包括：光注入区组件，用于对电池片进行光注入处理，所述光注入区组件包括预热区组件和光照区组件以及电池片输送炉带；所述预热区组件包括至少一个光注入预热装置；所述光照区组件包括至少一个光照装置，至少一个光注入加热装置，以及至少一个光注入区冷却装置；所述电池片输送炉带用于将电池片以单片平放在所述电池片输送炉带的方式从预热区输送至光照区；电注入区组件，用于对经过光注入处理的电池片进行电注入处理，所述电注入区组件包括电注入工艺区组件和冷却组件；所述电注入工艺区组件包括电注入加热装置，电压源，电池片承载盒以及电注入区冷却装置，所述电池片承载盒用于承载至少一片经过光注入处理的电池片，所述至少一片经过光注入处理的电池片以堆叠的方式置于所述电池片承载盒中，所述电压源用于在堆叠的电池片两侧施加反向电压；传输装置，用于将光注入区的电池片输送至电注入区。

可见，本申请中的降低PERC电池片光致衰减装置包括光注入区组件、电注入区组件以及传输装置，光注入区组件对电池片进行光注入处理使得氢从太阳能电池片的钝化膜层到硅基体，氢附着在金属电极与硅基体的接触表面，使得填充因子明显下降，电注入区组件中的电注入加热装置对光注入处理后的电池片进行加热，电压源对光注入处理后的电池片加反向电压，反向电压将附着在金属电极与硅基体的接触表面的氢驱除，从而提升填充因子，减少太阳能电池片填充因子的降低程度，提升太阳能电池片的转换效率。

附图说明

为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术的技术方案，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的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例所提供的一种降低PERC电池片光致衰减装置的结构示意图；

图2为P型PERC电池片在加热时的温度曲线图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

正如背景技术部分所述，目前对太阳能电池进行光注入处理，可以改善太阳能电池片的衰减，但是，光注入处理后的太阳能电池片的填充因子降低明显，使得太阳能电池片的转换效率下降。

有鉴于此，本申请提供了一种降低PERC电池片光致衰减装置，请参考图1，图1为本申请实施例所提供的一种降低PERC电池片光致衰减装置的结构示意图，包括：

光注入区组件，用于对电池片12进行光注入处理，所述光注入区组件包括预热区组件和光照区组件以及电池片输送炉带6；所述预热区组件包括至少一个光注入预热装置；所述光照区组件包括至少一个光照装置3，至少一个光注入加热装置4以及至少一个光注入区冷却装置5；所述电池片输送炉带6用于将电池片12以单片平放在所述电池片输送炉带6的方式从预热区输送至光照区；

电注入区组件，用于对经过光注入处理的电池片12进行电注入处理，所述电注入区组件包括电注入工艺区组件和冷却组件10；所述电注入工艺区组件包括电注入加热装置1，电压源2，电池片承载盒8以及电注入区冷却装置7，所述电池片承载盒8用于承载至少一片经过光注入处理的电池片12，所述至少一片经过光注入处理的电池片12以堆叠的方式置于所述电池片承载盒8中，所述电压源2用于在堆叠的电池片两侧施加反向电压；

传输装置9，用于将光注入区的电池片12输送至电注入区。

预热区指预热区组件所在的区域，光照区指光照区组件所在的区域，光注入区指光注入区组件所在的区域，电注入区指电注入区组件所在的区域。

本申请中对电池片12的种类不做具体限定，例如，所述电池片12为P型掺镓电池片，或者P型掺硼电池片等。

光注入预热装置的作用是对光照前的电池片进行预热，促进电池片中氢的扩散，使得部分无效氢排出电池片外，降低电池片的光致衰减。本申请中对预热区组件中的光注入预热装置的数量不做具体限定，可自行设置，例如，可以为1个或者2个或者更多。光注入预热装置的长度为0.4m～1.2m，对电池片进行预热的温度在400℃～800℃，预热的升温速率≥75℃/s，温度上下波动不超过5℃。

光照区组件中的光照装置3可以对电池片12进行光照，光注入加热装置4用于维持电池片12在光照时的温度，光注入区冷却装置5调整电池片12在光注入加热装置4加热时的温度，控制加热时的温度在150℃～350℃之间。电池片12在进行光注入处理时以单片形式进行，光强不少于10suns，光注入时保持基本不变的温度处理时间不少于20s。

光照装置3可以为LED灯，本申请中对光照装置3的种类不做具体限定，视情况而定。例如，所述LED灯为可见光LED灯或者不可见光LED灯。

光注入加热装置4可以为大功率的加热灯管，或者其他能够加热的部件。所述光注入区冷却装置5可以为控温风扇，或者其他可以调整温度的部件。

电池片12单片平放在电池片输送炉带6上，在电池片输送炉带6的输送作用下依次经过预热区和光照区，电池片输送炉带6的带速为9000mm/min～10000mm/min。

在实际使用过程中，光注入处理后的电池片位于壳体形成的工艺腔室中进行电注入处理，位于工艺腔室内的电注入加热装置1对电池片12进行加热，电压源2加在电池片12的两端，电压源2正电压加在电池片负极上，电压源2负电压加在电池片正极上，电注入加热装置1加热的温度范围在150℃～450℃之间，电压源2施加的反向电压根据电池片12的数量而定，单片电池片12两端的反向电压在0.01V～0.5V之间，电池片12温度在150℃～450℃之间，其中，电注入加热装置1和电压源2的作用时间在5min～60min。电注入区冷却装置7用于调整光注入处理后的电池片12经电注入加热装置1加热时的温度，维持电池片12温度在注入反向电压过程中稳定。本申请中对电注入加热装置1的种类不做具体限定，电注入加热装置1可以为电热丝或者电热块等。所述电注入区冷却装置7可以为控温风扇，或者其他可以调整温度的部件。

电池片12在进行加热和施加反向电压时，电池片12位于电池片承载盒8中，为了提升对电池片的处理效率，可以将多片电池片12叠放在电池片承载盒8中，同时加热和施加反向电压。

对电池片进行光注入可以增加载流子，从而提升电池片的效率，但是光注入处理使得填充因子明显下降，相关技术有对光注入处理后的电池片通正向电流来降低光致衰减，通正向电流其实是以电的形式增加载流子，从而提升电池片效率的。而本申请中对电池片施加反向电压，将附着在金属电极与硅基体的接触表面的氢驱除，从而提升填充因子，提升电池片的效率。

冷却组件10用于冷却施加反向电压后的电池片12，以提升电池片12的冷却效率。应当指出的是，当电池片12反向电压施加完成后，可以通过机械臂将电注入区的工艺腔室内的电池片承载盒8取出，或者，通过传送带将电池片承载盒8从电注入区的工艺腔室中运送出来，然后由冷却组件10进行冷却处理。当然，施加反向电压后的电池片也可以采用自然冷却的方式，本申请不做具体限定。

传输装置9将光注入完毕的电池片12输送至电注入区，以便进行电注入处理，首先将电池片12转移到电注入区组件中的电池片承载盒8中，转移完成后将盛有电池片12的电池片承载盒8置于电注入工艺区组件的工艺腔室中，进行电注入处理。

需要指出的是，本申请中对承载有电池片的电池片承载盒8进入电注入工艺区组件的工艺腔室的方式不做具体限定，例如，可以通过机械臂将电池片承载盒8放入电注入区的工艺腔室内，或者在电注入区的工艺腔室设置可开闭的门，通过传送带将电池片承载盒8运至电注入工艺区组件的工艺腔室中，或者通过人工转移的形式，等等。

本申请中的降低PERC电池片光致衰减装置包括光注入区组件、电注入区组件以及传输装置9，光注入区组件对电池片12进行光注入处理使得氢从电池片的钝化膜层到硅基体，氢附着在金属电极与硅基体的接触表面，使得填充因子明显下降，电注入区组件中的电注入加热装置1对光注入处理后的电池片12进行加热，电压源2对光注入处理后的电池片12加反向电压，反向电压将附着在金属电极与硅基体的接触表面的氢驱除，从而提升填充因子，减少太阳能电池片填充因子的降低程度，提升太阳能电池片的转换效率。

在本申请的一个实施例中，为了保证光注入对电池片的光注入效果，所述光照区组件包括3至12个第二工艺腔，每个所述第二工艺腔分别包括至少一个所述光照装置3，至少一个光注入加热装置4和所述光注入区冷却装置5。

在每个第二工艺腔中，光照装置3位于上方，也即位于电池片输送炉带6上方，光注入加热装置4和光注入区冷却装置5位于下方，也即位于电池片输送炉带6下方。电池片12可通过电池片输送炉带6在多个第二工艺腔中传输。可以理解的是，电池片12在多个第二工艺腔之间输送也是依靠电池片输送炉带6。

进一步的，为了提升对电池片的预热效果，所述光注入预热装置包括上加热灯管11和下加热灯管13，其中，上加热灯管11位于电池片12的上方，下加热灯管13位于电池片12的下方。当然，也可以只设置一个上加热灯管11，或者只设置一个下加热灯管13，本申请不进行具体限定。

光注入预热装置包括第一工艺腔，第一工艺腔的数量既可以为一个，也可以为多个，每个所述第一工艺腔分别包括所述上加热灯管11和所述下加热灯管13。可以理解的是，在多个第二工艺腔之间输送也是依靠电池片输送炉带6。

在上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，传输装置9包括旋转吸盘，通过旋转吸盘吸取光注入处理后的电池片12，旋转后将吸取的电池片12转移到电池片承载盒8中，需要指出的是，传输装置9还包括驱动旋转吸盘的电机等部件，本申请不再详细赘述。或者，传输装置9为机械臂，通过抓取电池片的方式转移电池片12。或者，也可以采用人工搬运的形式将光注入处理后的电池片12转移至电池片承载盒8中。

为了提升旋转吸盘的使用寿命，旋转吸盘为抗高温旋转吸盘。

在上述实施例的基础上，降低PERC电池片光致衰减装置还包括：

冷却部件，用于冷却光注入处理后的电池片12；

加热部件，用于对经过冷却部件冷却后、电注入加热装置1加热前的电池片12进行预加热。

冷却部件、加热部件位于光注入区的工艺腔与电注入区的工艺腔之间，冷却部件靠近光注入工艺腔，加热部件靠近电注入工艺腔。加热部件对电池片的加热温度在150℃至450℃，加热时间为3min至10min。光注入组件对电池片12进行光注入时，电池片12处于较高的温度，而当电池片12的温度超过200℃时，会出现衰减，导致功率降低，冷却部件对光注入后的电池片12进行快速降温处理，可以降低衰减，避免功率大幅降低。由于施加反向电压时，需要电池片12处于一定的温度下进行，所以在进行电注入前，利用加热部件对电池片12进行预热。其中，冷却部件可以为风扇，转速为500r/min～1000r/min。加热部件为电热丝、电热块等。

为了验证本申请中的降低PERC电池片光致衰减装置的效果，以P型PERC电池片为例进行测试，P型PERC电池片在光注入前、光注入后、电注入后的电性能测试结果如表1所示。由表1可知，在经过反向电压的电注入后，P型PERC电池片的填充因子、开路电压、转换效率均提高。

将经过本申请降低PERC电池片光致衰减装置处理后与未经过抗光致衰减处理的P型PERC电池片光致衰减进行测量，测试结果见表2。由表2可知，相比于未经过任何抗光致衰减处理的电池片，本申请降低PERC电池片光致衰减装置也有降低光致衰减的作用。

测试P型PERC电池片电性能时，测试环境温度保持在25±1℃，辐照量1000±5W/m²；25h光衰处理为1000±5W/m²的辐照量进行处理25h；P型PERC电池片在加热时的温度曲线如图2所示，横坐标为时间，纵坐标为温度。

表1

表2

表中，Uoc：开路电压，Isc：短路电流，Rs：串联电阻，Rsh:并联电阻，FF:填充因子，Eff：转换效率，Irev10：反向加10V电压的漏电流。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

以上对本申请所提供的降低PERC电池片光致衰减装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种降低PERC电池片光致衰减装置，其特征在于，包括：

光注入区组件，用于对电池片进行光注入处理，所述光注入区组件包括预热区组件和光照区组件以及电池片输送炉带；所述预热区组件包括至少一个光注入预热装置；所述光照区组件包括至少一个光照装置，至少一个光注入加热装置以及至少一个光注入区冷却装置；所述电池片输送炉带用于将电池片以单片平放在所述电池片输送炉带的方式从预热区输送至光照区；

电注入区组件，用于对经过光注入处理的电池片进行电注入处理，所述电注入区组件包括电注入工艺区组件和冷却组件；所述电注入工艺区组件包括电注入加热装置，电压源，电池片承载盒以及电注入区冷却装置，所述电池片承载盒用于承载至少一片经过光注入处理的电池片，所述至少一片经过光注入处理的电池片以堆叠的方式置于所述电池片承载盒中，所述电压源用于在堆叠的电池片两侧施加反向电压；

传输装置，用于将光注入区的电池片输送至电注入区。

2.如权利要求1所述的降低PERC电池片光致衰减装置，其特征在于，所述光注入预热装置包括上加热灯管和下加热灯管。

3.如权利要求2所述的降低PERC电池片光致衰减装置，其特征在于，所述光注入预热装置包括多个第一工艺腔，每个所述第一工艺腔分别包括所述上加热灯管和所述下加热灯管。

4.如权利要求1所述的降低PERC电池片光致衰减装置，其特征在于，所述光照区组件包括3至12个第二工艺腔，每个所述第二工艺腔分别包括至少一个所述光照装置，至少一个光注入加热装置和所述光注入区冷却装置。

5.如权利要求4所述的降低PERC电池片光致衰减装置，其特征在于，所述光照装置为LED灯，所述光注入区冷却装置为控温风扇。

6.如权利要求5所述的降低PERC电池片光致衰减装置，其特征在于，所述LED灯为可见光LED灯或者不可见光LED灯。

7.如权利要求1所述的降低PERC电池片光致衰减装置，其特征在于，所述电注入区冷却装置为控温风扇。

8.如权利要求1至7任一项所述的降低PERC电池片光致衰减装置，其特征在于，所述传输装置包括旋转吸盘。

9.如权利要求8所述的降低PERC电池片光致衰减装置，其特征在于，所述旋转吸盘为抗高温旋转吸盘。

10.如权利要求9所述的降低PERC电池片光致衰减装置，其特征在于，还包括：

冷却部件，用于冷却光注入处理后的电池片；

加热部件，用于对经过所述冷却部件冷却后、所述电注入加热装置加热前的电池片进行预加热。

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