TWM545368U - 太陽能電池電注氫化裝置 - Google Patents

Description

太陽能電池電注氫化裝置

本新型係有關於一種太陽能電池電注氫化裝置，特別是有關於一種P型矽晶太陽能電池電注氫化裝置。

近年來，太陽能電池裝置蓬勃發展，應用日趨廣泛，且效率也日益提升。太陽能電池裝置不僅是一種環保能源，其可直接將太陽能轉換為電能，且由於在發電過程中不產生二氧化碳等溫室氣體，因此不會對環境造成污染。

當光照射在太陽能電池上時，利用其光電半導體的特性，使光子與導體或半導體中的自由電子作用而產生電流。目前現有的太陽能電池依據主體材料的不同可分為矽基半導體太陽能電池、染料敏化太陽能電池及有機材料太陽能電池。其中又以矽基半導體太陽能電池的技術較為純熟且亦較為普及。

目前已發表之具高轉換效率的矽晶太陽能電池多達十幾種，其中具商業規模量產可能性的大致有異質接面結合本質矽薄膜太陽能電池(Hetero-junction with Intrinsic Thin Layer；HIT)、指叉式背電極太陽能電池(Interdigitated Back Contact；IBC)、雙面發電太陽能電池(Bifacial)以及射極鈍化及背電極太陽能電池(Passivated Emitter Rear Locally Diffused Cell；PERC)。

然而，矽基半導體太陽能電池中的矽基板，常具有較高的晶格缺陷密度與雜質。這些雜質(如：氧)可能進一步與製程中摻雜至矽基板中的摻雜質(如：硼)結合形成帶正電複合物(如：硼氧複合物)。於太陽能電池發電的過程中，這些晶格缺陷或帶正電複合物會捕捉光照後所產生的電子，即所謂的光致衰減現象。此現象將大幅降低太陽能電池的光電轉換效率，且隨使用時間增加，此現象會有加劇之趨勢。因此，需要一種改良太陽能電池的方法，以期能改善上述問題。

有鑒於此，本新型之目的在於提供一種太陽能電池電注氫化裝置，以提升太陽能電池的光電轉換效率。

本新型提供一種太陽能電池電注氫化裝置，包含有一反應室、一加熱模組以及一電流注入模組。複數個太陽能電池串連並堆疊於反應室之中，加熱模組安裝於反應室之中，以對太陽能電池加熱。而電流注入模組亦安裝於反應室之中，以對太陽能電池注入電流。

在一實施例中，太陽能電池電注氫化裝置更包 含有一氣體供應模組，提供氫氣進入反應室。

在一實施例中，氣體供應模組更包含有一氫氣瓶、一氣體管路、一流量控制閥以及一氣體噴嘴。

在一實施例中，加熱模組更包含有複數個加熱器設置於太陽能電池的兩面。

在一實施例中，加熱模組更包含有至少一加熱器設置於太陽能電池的中間，且係由導體所構成，以同時電性連接太陽能電池。

在一實施例中，加熱模組更包含有一加熱控制器，以使太陽能電池被加熱至攝氏150度至350度。

在一實施例中，電流注入模組更包含有一第一導電板以及一第二導電板，以串連導通太陽能電池。

在一實施例中，電流注入模組更包含有一電流注入控制器，以控制注入太陽能電池的電流為約8安培至15安培。

在一實施例中，太陽能電池電注氫化裝置更包含有一控制模組，以控制加熱控制器、電流注入控制器以及流量控制閥，以使太陽能電池電注氫化的時間約10分鐘至15分鐘。

在一實施例中，控制模組控制太陽能電池電注氫化的時間約10分鐘，注入的電流約為10安培，且被加熱至攝氏250度至300度。

綜上所述，本新型所揭露之太陽能電池電注氫化裝置可以對太陽能電池同時進行加熱與電注的氫化製 程，改善太陽能電池的光致衰減程度，且可同時進行大量的太陽能電池的電注氫化製程，不僅改善太陽能電池光電轉換效率下降的程度，且有效增加太陽能電池的生產效率與成品產出。

100‧‧‧太陽能電池電注氫化裝置

110‧‧‧反應室

120‧‧‧氣體供應模組

122‧‧‧氫氣瓶

124‧‧‧氣體管路

126‧‧‧流量控制閥

128‧‧‧氣體噴嘴

130‧‧‧加熱模組

132‧‧‧加熱控制器

134‧‧‧第一加熱器

135‧‧‧第二加熱器

136‧‧‧第三加熱器

140‧‧‧控制模組

150‧‧‧電流注入模組

152‧‧‧電流注入控制器

154‧‧‧第一導電板

156‧‧‧第二導電板

210‧‧‧第一太陽能電池堆疊

220‧‧‧第二太陽能電池堆疊

為讓本揭露之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖是依照本新型所揭露一實施例繪示的一種太陽能電池電注氫化裝置之示意圖。

下文係舉實施例配合所附圖式進行詳細說明，但所提供之實施例並非用以限制本揭露所涵蓋的範圍，而結構運作之描述非用以限制其執行之順序，任何由元件重新組合之結構，所產生具有均等功效的裝置，皆為本揭露所涵蓋的範圍。另外，圖式僅以說明為目的，並未依照原尺寸作圖。為使便於理解，下述說明中相同元件或相似元件將以相同之符號標示來說明。

另外，在全篇說明書與申請專利範圍所使用之用詞(terms)，除有特別註明外，通常具有每個用詞使用在此領域中、在此揭露之內容中與特殊內容中的平常意義。某些用以描述本揭露之用詞將於下或在此說明書的別處討論，以提供本領域技術人員在有關本揭露之描述上額 外的引導。

關於本文中所使用之『第一』、『第二』、...等，並非特別指稱次序或順位的意思，亦非用以限定本新型，其僅僅是為了區別以相同技術用語描述的元件或操作而已。

其次，在本文中所使用的用詞『包含』、『包括』、『具有』、『含有』等等，均為開放性的用語，即意指包含但不限於。

矽基板常應用於太陽能電池之中，然而矽基板本身具有高濃度的缺陷或雜質。或者，當摻雜P型雜質(如：硼)於矽基板中時，硼離子與矽基板中的氧離子會結合，形成帶正電的硼氧複合物(BO+)。於太陽能電池的光電轉換過程中，此些缺陷、雜質或帶正電的硼氧複合物會困住移動的電子，使得光電轉換效率下降，此現象稱為光致衰減(light-introduced degradation，LID)。

本新型提供一種太陽能電池電注氫化裝置，以改善太陽能電池的光致衰減程度，進而提高其使用效能。

參閱第1圖，其是依照本新型所揭露一實施例繪示的一種太陽能電池電注氫化裝置之示意圖。如圖所示，太陽能電池電注氫化裝置100包含有一反應室110、一加熱模組130以及一電流注入模組150。反應室110堆疊有複數個太陽能電池，例如是第一太陽能電池堆疊210及/或第二太陽能電池堆疊220，其分別具有複數個太陽能電池堆疊並串連。

在一實施例中，第一太陽能電池堆疊210與第二太陽能電池堆疊220分別包含有50片的太陽能電池基板，然本新型並不限定於此。本新型之太陽能電池電注氫化裝置100可以同時進行大量的太陽能電池的電注氫化製程，每一太陽能電池堆疊可以是20片至100片，且可以同時進行多個太陽能電池堆疊的電注氫化製程，有效地加速了太陽能電池的電注氫化的產出量，同時也提升了太陽能電池的品質。

在一實施例中，太陽能電池包含P型矽晶太陽能電池。

加熱模組130安裝於反應室110之中，以對第一太陽能電池堆疊210及第二太陽能電池堆疊220進行加熱。而電流注入模組150則同時對第一太陽能電池堆疊210及第二太陽能電池堆疊220注入電流。

此外，本新型之太陽能電池電注氫化裝置100更包含有一氣體供應模組120，以提供氫氣進入反應室110。

在一實施例中，本新型之太陽能電池電注氫化裝置100的氣體供應模組120更包含有一氫氣瓶122、一氣體管路124、一流量控制閥126以及一氣體噴嘴128。

氣體供應模組120於氫化太陽能電池的過程中，有效提供太陽能電池表面高濃度的氫氣，以達到鈍化太陽能電池矽基板的功能。更詳細地說，藉由氣體噴嘴128將高濃度氫氣噴向太陽能電池表面，使氫氣擴散並補充太 陽能電池內部之氫離子的濃度，並與缺陷或帶正電複合物結合而達到鈍化的效果。在一實施例中，氫氣由氫氣瓶122透過氣體管路124與流量控制閥126控制流量，再以氣體噴嘴128等裝置，導引至太陽能電池的表面。然本新型並不限定於此，氣體噴嘴128可以設置於反應室110內的任一位置或多個位置，以適合的角度噴向將氫氣傳送至太陽能電池的表面。在一些實施例中，太陽能電池電注氫化裝置100的反應室110可為氣密式，且利用氣體噴嘴128用以導入高濃度氫氣於腔體內。在一些實施例中，氣體噴嘴128可為電漿噴管以形成氫離子電漿源，而氫化太陽能電池的裝置可能更包含脈衝產生器連結至太陽能電池或位於其下方，便可以電漿摻雜的方式，將氫離子摻雜至太陽能電池之中。在另一實施例中，氣體供應模組120亦可以安裝於另一反應室，再將經過氫化的太陽能電池輸送到本新型之反應室110以進一步進行電注與加熱的製程，其均不脫離本新型的精神與範圍。

在一實施例中，加熱模組130更包含複數個加熱器，例如一第一加熱器134以及一第二加熱器135分別安裝於太陽能電池的正面與背面，參閱圖中所示，第一加熱器134可安裝於第一太陽能電池堆疊210的正面，亦即受光面，而第二加熱器135可安裝於第二太陽能電池堆疊220的背面。在一實施例中，加熱模組130更包含第三加熱器136，其可以安裝於太陽能電池的中間，例如安裝於第一太陽能電池堆疊210與第二太陽能電池堆疊220的中間。

在一實施例中，第三加熱器136係由導體所構成，以同時加熱且電性連接第一太陽能電池堆疊210與第二太陽能電池堆疊220，然本新型並不限定於此。此外，第三加熱器136亦可以設置有多個，分別安裝於太陽能電池之間，以更均勻地對太陽能電池加熱。

在一實施例中，加熱模組130更包含有一加熱控制器132以使第一太陽能電池堆疊210與第二太陽能電池堆疊220的太陽能電池被加熱至攝氏150度至350度。在另一實施例中，第一太陽能電池堆疊210與第二太陽能電池堆疊220的太陽能電池被加熱至攝氏250度至300度。

在一實施例中，電流注入模組150更包含有一第一導電板154以及一第二導電板156，以串連導通第一太陽能電池堆疊210與第二太陽能電池堆疊220的太陽能電池。

在一實施例中，電流注入模組150更包含有一電流注入控制器152，以控制注入第一太陽能電池堆疊210與第二太陽能電池堆疊220的太陽能電池的電流為約8安培至15安培。在另一實施例中，電流為約10安培。

在一實施例中，太陽能電池電注氫化裝置100更包含有一控制模組140，以整合控制加熱控制器132、電流注入控制器152以及流量控制閥126，以使太陽能電池的電注氫化的時間約10分鐘至15分鐘。

在一實施例中，控制模組140控制太陽能電池電注氫化的時間約10分鐘，注入的電流約為10安培，且被 加熱至攝氏250度至300度。

綜上所述，本新型之太陽能電池電注氫化裝置可以進行具有加熱與電注的太陽能電池的氫化製程，以改善太陽能電池的光致衰減程度。此外，本新型太陽能電池電注氫化裝置可同時處理大量的太陽能電池，以改善太陽能電池光電轉換效率下降的程度，且同時增加產出。

雖然本揭露已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何本領域具通常知識者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧太陽能電池電注氫化裝置

110‧‧‧反應室

120‧‧‧氣體供應模組

122‧‧‧氣體瓶

124‧‧‧氣體管路

126‧‧‧流量控制閥

128‧‧‧氣體噴嘴

130‧‧‧加熱模組

132‧‧‧加熱控制器

134‧‧‧第一加熱器

135‧‧‧第二加熱器

136‧‧‧第三加熱器

140‧‧‧控制模組

150‧‧‧電流注入模組

152‧‧‧電流注入控制器

154‧‧‧第一導電板

156‧‧‧第二導電板

210‧‧‧第一太陽能電池堆疊

220‧‧‧第二太陽能電池堆疊

Claims (10)

1. 一種太陽能電池電注氫化裝置，包含：一反應室，複數個太陽能電池串連並堆疊於該反應室之中；一加熱模組，安裝於該反應室之中，以對該些太陽能電池加熱；以及一電流注入模組，安裝於該反應室之中，以對該些太陽能電池注入電流。
2. 如請求項1所述之太陽能電池電注氫化裝置，更包含一氣體供應模組，提供氫氣進入該反應室。
3. 如請求項2所述之太陽能電池電注氫化裝置，其中該氣體供應模組更包含一氫氣瓶、一氣體管路、一流量控制閥以及一氣體噴嘴。
4. 如請求項1至3任一項所述之太陽能電池電注氫化裝置，其中該加熱模組更包含複數個加熱器設置於該些太陽能電池的兩面。
5. 如請求項4所述之太陽能電池電注氫化裝置，其中該加熱模組更包含至少一加熱器設置於該些太陽能電池的中間，且係由導體所構成，以同時電性連接該些太陽能電池。
6. 如請求項5所述之太陽能電池電注氫化裝置，其中該加熱模組更包含一加熱控制器，以使該些太陽能電池被加熱至攝氏150度至350度。
7. 如請求項6所述之太陽能電池電注氫化裝置，其中該電流注入模組更包含一第一導電板以及一第二導電板，以串連導通該些太陽能電池。
8. 如請求項7所述之太陽能電池電注氫化裝置，其中該電流注入模組更包含一電流注入控制器，以控制注入該些太陽能電池的電流為約8安培至15安培。
9. 如請求項8所述之太陽能電池電注氫化裝置，更包含一控制模組，以控制該加熱控制器、該電流注入控制器以及該流量控制閥，以使該些太陽能電池電注氫化的時間約10分鐘至15分鐘。
10. 如請求項9所述之太陽能電池電注氫化裝置，其中該控制模組，控制該加熱控制器、該電流注入控制器以及該流量控制閥，以使該些太陽能電池電注氫化的時間約10分鐘，注入的電流約為10安培，且被加熱至攝氏250度至300度。