本发明涉及太阳能电池技术领域,特别是涉及一种太阳能电池退火设备及退火方法。
背景技术:
晶体硅光伏电池产品一般为光伏组件。光伏组件需要在户外环境使用,产品的户外可靠性是产品的重要性能指标。光衰是广泛讨论及验证产品可靠性的指标之一。perc电池的光致衰减(lid,lightinduceddegradation)问题,尤其是热辅助光衰(letid,lightelevatedtemperatureinducedegradation)是近年来晶硅太阳电池技术领域关注的热点。随着perc电池技术大规模产业化,抑制制光衰变得越来越紧迫。letid衰减机制不同,它通常发生在光照和高温(>50℃)两个条件同时满足的情况下,并且letid对于perc组件的发电量影响很大。perc组件在实验室的测试条件和电站实际工作环境中都存在letid(光热衰减)现象。在组件工作温度超过50℃时,不论是单晶还是多晶perc组件都会发生letid(光热衰减),衰减率最高可达10%。
技术实现要素:
本发明提供一种太阳能电池退火设备及退火方法,以克服现有技术的缺陷。
具体技术方案如下:
一种太阳能电池退火设备,包括:
炉体,所述炉体的内部形成有容纳腔,所述容纳腔能够容纳太阳能电池片;
光源,所述光源与所述炉体相连接,能够对所述太阳能电池片进行照射以进行光注入退火;所述光源选自红外ir灯、led灯、氙灯、钨灯和激光中的一种或至少两种;
优选地,所述光源的光强不低于10个标准太阳,1个标准太阳的光强为1000w/h·m2;和/或,所述光源的光谱波长在300nm至4000nm范围之内。
本发明所述的太阳能电池退火设备,作为优选技术方案或另一技术方案,所述炉体在第一方向上设有相对的第一开口和第二开口;
所述太阳能电池退火设备还包括:传送装置;所述传送装置至少包括传送带,所述传送带沿所述第一方向延伸并穿设在所述第一开口和第二开口中以贯穿所述容纳腔;所述传送带用于承载所述太阳能电池片,且能够带动所述太阳能电池片沿第一方向运动,以使所述太阳能电池片能够由所述第一开口进入所述容纳腔并由所述第二开口离开所述容纳腔。
本发明所述的太阳能电池退火设备,作为优选技术方案或另一技术方案,还包括:
第一直流电源,设置在所述炉体的外部;
第一电极,设置在所述炉体的内部,与所述第一直流电源的正极电连接;
第二电极,设置在所述炉体的内部,与所述第一直流电源的负极电连接;
所述第一电极和第二电极用于接触所述太阳能电池片并对所述太阳能电池片进行电注入退火。
本发明所述的太阳能电池退火设备,作为优选技术方案或另一技术方案,所述第一电极为悬垂的金属丝,所述金属丝具有设定长度以能够接触所述太阳能电池片;
作为解释和说明,所述设定长度可依据实际情况进行选择,并达到以下目的:使所述金属丝既可以接触到所述太阳能电池片,又不会接触到所述第二电极。
优选地,所述传送装置包括所述第二电极;
作为解释和说明,此处的所述传送装置包括所述第二电极,涵盖了所述传送装置中的某一部分为电极,或所述传送装置还架设了电极的情况。
举例说明:所述传送带本身为导电材质,并作为第二电极;或所述传送带上加设有导电材料,所述导电材料能够与所述太阳能电池片相接触,并协同所述第一电极向所述太阳能电池片施加电压。
本发明所述的太阳能电池退火设备,作为优选技术方案或另一技术方案,还包括:
旋转退火装置,所述旋转退火装置设置在所述炉体的外部;所述旋转退火装置包括第二直流电源、转轴和电极组件,其中:
所述第二直流电源设置在所述炉体的外部;
所述电极组件包括第三电极和第四电极,所述第三电极和所述第二直流电源的正极电连接,所述第四电极和所述第二直流电源的负极电连接;所述第三电极和第四电极通过所述转轴转动连接,所述第三电极和第四电极能够以所述转轴为中心相对旋转以夹持所述电池片;
优选地,所述第三电极包括第一电极板和第一弹簧电极,所述第一弹簧电极设置在所述第一电极板的第一表面,所述第四电极包括第二电极板和第二弹簧电极,所述第二弹簧电极设置在所述第二电极板的第一表面,所述第三电极和第四电极能够以所述转轴为中心相对于所述炉体相对旋转以使所述第二弹簧电极和第二弹簧电极能够接触并夹持所述电池片。
本发明所述的太阳能电池退火设备,作为优选技术方案或另一技术方案,所述电极组件为至少两个,各所述电极组件沿所述转轴的轴向均布;
本发明所述的太阳能电池退火设备,作为优选技术方案或另一技术方案,所述转轴沿第二方向设置,所述第二方向的所在面与所述第一方向的所在面相平行;优选地,所述第一方向和所述第二方向为平行或垂直。
本发明所述的太阳能电池退火设备,作为优选技术方案或另一技术方案,还包括:灯冷却装置,与所述光源对应设置,能够对所述光源进行降温;
本发明所述的太阳能电池退火设备,作为优选技术方案或另一技术方案,还包括:隔热透光板,与所述光源对应设置,能够位于所述光源和硅片之间;
本发明所述的太阳能电池退火设备,作为优选技术方案或另一技术方案,还包括:降温装置,用于对所述容纳腔内的所述太阳能电池片进行降温;
本发明所述的太阳能电池退火设备,作为优选技术方案或另一技术方案,还包括:加热装置;所述加热装置设置在所述炉体内,能够对所述太阳能电池片进行加热以达到设定温度;优选地,所述加热装置为波长在750nm至4000nm波长范围内的红外光源。
本发明所述的太阳能电池退火设备,作为优选技术方案或另一技术方案,所述炉体由第一炉体部分和第二炉体部分拼接而成,所述第一开口和第二开口位于所述第一炉体部分和第二炉体部分之间;
本发明所述的太阳能电池退火设备,作为优选技术方案或另一技术方案,还包括:洁净腔,所述洁净腔位于所述容纳腔内并在第一方向上设有相对的第三开口和第四开口,所述第三开口与所述第一开口相连通,所述第四开口与所述第二开口相连通;且所述传送带穿设在所述第三开口和第四开口中以贯穿所述洁净腔,所述传送带能够带动所述太阳能电池片沿第一方向运动,以使所述太阳能电池片能够由所述第三开口进入所述洁净腔并由所述第四开口离开所述洁净腔。
本发明所述的太阳能电池退火设备,作为优选技术方案或另一技术方案,还包括:支架和驱动装置;
所述传送装置还包括主动辊、传动辊和传输皮带,所述主动辊和传动辊通过转轴与所述支架转动连接,所述传输皮带为环形并套设在主动辊和传动辊外侧,所述主动辊能够以所述转轴为中心相对于所述支架转动以带动所述传输皮带运转;
所述驱动装置包括驱动电机、驱动皮带和驱动辊,所述驱动电机的轴线与所述转轴平行,所述驱动辊与所述驱动电机的输出端连接,所述驱动皮带为环形并套设在所述驱动辊和所述主动辊外侧,所述驱动电机能够驱动所述驱动辊以所述驱动电机的轴线为中心相对于所述支架转动以带动所述驱动皮带运转,从而带动所述主动辊以所述转轴为中心相对于所述支架转动。
本发明所述的太阳能电池退火设备,作为优选技术方案或另一技术方案,所述降温装置包括:进气口、送气口和排风口;所述进气口设置于所述炉体;所述进气口与送气口相连通,所述送气口设置于所述炉体的内部,所述排风口设置在所述炉体上,能够排出所述炉体内的气体。
本发明所述的太阳能电池退火设备,作为优选技术方案或另一技术方案,所述传送带由比热容低于900j/(kg·℃)(比热容为20℃时的数据)的材料所制备得到;
优选地,制备所述传送带的材料选自peek、ptfe、ctfe、pvdf、pvdc、pom、pa、ps、pe、abs、pmma、pvf、尼龙、聚砜、ppo、环氧材料、改性材料、合成材料、陶瓷、碳纤维、钨合金丝中的一种或至少两种。
本发明所提供的太阳能电池退火设备可通过同时施加光源照射电池片退火(可实现h+转化为h0)解决“电注入”的方法目前对“b-o光衰”有效,但无法实现h+转化为h0从而对letid的抑制效果不佳的问题;通过一种新的电极设计方法使电池片在连续通过炉体时实施正向电压,解决“电注入”的方法无法实现在线生产的设备设计问题,从长期上来看减低生产成本;这一方法可同时解决“lid”与“letid”的问题,为保证产品的可靠性提出了新的解决方案。
本发明同时提供一种太阳能电池的退火方法,包括:
光注入退火:采用波长在300nm至4000nm之间的光源照射太阳能电池片0.1-10min以进行光注入退火;
优选地,所述光源的光强不低于10个标准太阳,1个标准太阳的光强为1000w/h·m2;
更优选地,所述光源的光强为50-60个标准太阳,所述光源照射所述太阳能电池片0.1-2min以进行光注入退火。
本发明所述的退火方法,作为优选技术方案或另一技术方案,还包括:
电注入退火:对所述太阳能电池片通电以进行电注入退火,通电时控制电流在100~1000ma/cm2范围内,电注入退火的时间不多于2min;
优选地,电注入退火的时间不多于1min。
本发明所述的退火方法,作为优选技术方案或另一技术方案,对所述太阳能电池片同时进行所述光注入退火以及所述电注入退火的操作。
本发明所述的退火方法,作为优选技术方案或另一技术方案,对所述太阳能电池片先进行所述光注入退火的步骤,再进行所述电注入退火的步骤;
或,
对所述太阳能电池片先进行所述电注入退火的步骤,再进行所述光注入退火的步骤。
本发明所述的退火方法,作为优选技术方案或另一技术方案,在进行所述光注入退火和/或所述电注入退火的同时,控制温度为70-300℃;
优选地,采用波长在750nm至4000nm波长范围内的红外光源进行加热。
本发明所述的退火方法,作为优选技术方案或另一技术方案,应用权利要求1-12任一项所述的太阳能电池退火设备;
优选地,包括如下步骤:以所述光源照射所述太阳能电池片以进行所述光注入退火。
本发明所述的退火方法,作为优选技术方案或另一技术方案,还包括:
将所述第一电极和第二电极接触所述太阳能电池片,以进行电注入退火的步骤;所述电注入退火的步骤和所述光注入退火的步骤同步。
本发明所述的退火方法,作为优选技术方案或另一技术方案,还包括:
将所述太阳能电池片在所述炉体内进行光注入退火之后,以所述旋转退火装置夹持所述太阳能电池片以进行电注入退火的步骤;
或,
以所述旋转退火装置夹持所述太阳能电池片以进行电注入退火的步骤之后,再将所述太阳能电池片在所述炉体内进行光注入退火。
现有技术中,“光注入”容易实现在线式生产,可比“电注入”的方法减少人力的投入,长期运营成本较好,但初始投资较贵,对“b-o光衰”的抑制不如“电注入”的方法,但可实现h+转化为h0从而对letid的抑制效果较好;而“电注入”的方法目前仍未找到设计方法来实现在线生产,目前技术均为离线设计,增加人力操作成本;“电注入”的方法目前对“b-o光衰”有效,但无法实现h+转化为h0,对letid的抑制效果不佳。采用本发明所提供的退火方法可以同时解决“lid”与“letid”的问题,为保证产品的可靠性提出了新的解决方案,不仅如此,采用本发明所述的退火方法可以将lid控制在0.5%以内,具备良好的经济效益及推广前景。
当然,实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,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地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,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为本发明所提供的一种太阳能电池退火设备的结构示意图;
图2为本发明所提供的另一种太阳能电池退火设备中,旋转退火装置的结构示意图。
附图标记如下:
a:太阳能电池片;
101:炉体;1091:转轴;
102:容纳腔;1092:电极组件;
103:光源;1093:第三电极;
104:传送装置;1094:第四电极;
105:传送带;1095:第一弹簧电极。
106:第一直流电源;
107:第一电极;
108:第二电极;
109:旋转退火装置;
110:灯冷却装置;
111:隔热透光板;
112:加热装置;
113:降温装置。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,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,都属于本发明保护的范围。
实施例1
结合附图1,本实施例提供一种太阳能电池退火设备,包括:
炉体101,所述炉体101的内部形成有容纳腔102,所述容纳腔102能够容纳太阳能电池片;
光源103,所述光源103与所述炉体101相连接,能够对所述太阳能电池片进行照射以进行光注入退火。
此处所述的光源103与所述炉体101相连接,涵盖了所述光源103在炉体101的内部、外部或其他可接受的任意连接方式,仅需满足所述光源103能够对刷有银浆的硅片进行照射以进行退火的条件即可。本领域技术人员应当理解上述技术方案所涵盖的范围以及能够实现上述功能。并且,本实施例中所述的光源103可以为一个或至少两个,对此不做特殊的限定。
本实施例所述的太阳能电池退火设备,作为优选技术方案或另一技术方案,所述光源103选自红外ir灯、led灯、氙灯、钨灯和激光中的一种或至少两种;
优选地,所述光源103的光强不低于10个标准太阳,1个标准太阳的光强为1000w/h·m2;和/或,所述光源103的光谱波长在300nm至4000nm范围之内。
上述的光源103强度经过验证,可显著提升电池片的效率。特别是可将lid控制在0.5%以内。
本实施例所述的太阳能电池退火设备,作为优选技术方案或另一技术方案,所述炉体101在第一方向上设有相对的第一开口和第二开口;
所述太阳能电池退火设备还包括:传送装置104;所述传送装置104至少包括传送带105,所述传送带105沿所述第一方向延伸并穿设在所述第一开口和第二开口中以贯穿所述容纳腔102;所述传送带105用于承载所述太阳能电池片,且能够带动所述太阳能电池片沿第一方向运动,以使所述太阳能电池片能够由所述第一开口进入所述容纳腔102并由所述第二开口离开所述容纳腔102。
由此,可有效实现太阳能电池的自动化固化和退火。
本实施例所述的太阳能电池退火设备,作为优选技术方案或另一技术方案,还包括:灯冷却装置110,与所述光源103对应设置,能够对所述光源103进行降温;
作为解释和说明,所述的灯冷却装置110与所述光源103的对应设置,是指所述灯冷却装置110的设置位置能够满足对所述光源103进行降温的功能。
本实施例所述的太阳能电池退火设备,作为优选技术方案或另一技术方案,还包括:隔热透光板111,与所述光源103对应设置,能够位于所述光源103和硅片之间;
所述隔热透光板111的设置位置可以是任意位置,仅需满足使所述光源103无法直接照射在所述刷有银浆的硅片,所述光源103的光线需先通过所述隔热透光板111后再照射于所述刷有银浆的硅片上。
本实施例所述的太阳能电池退火设备,作为优选技术方案或另一技术方案,还包括:降温装置113,用于对所述容纳腔102内的所述太阳能电池片进行降温;
本实施例所述的太阳能电池退火设备,作为优选技术方案或另一技术方案,还包括:加热装置112;所述加热装置112设置在所述炉体101内,能够对所述太阳能电池片进行加热以达到设定温度;优选地,所述加热装置112为波长在750nm至4000nm波长范围内的红外光源103。
本实施例所述的太阳能电池退火设备,作为优选技术方案或另一技术方案,所述炉体101由第一炉体部分和第二炉体部分拼接而成,所述第一开口和第二开口位于所述第一炉体部分和第二炉体部分之间;
本实施例所述的太阳能电池退火设备,作为优选技术方案或另一技术方案,还包括:洁净腔,所述洁净腔位于所述容纳腔102内并在第一方向上设有相对的第三开口和第四开口,所述第三开口与所述第一开口相连通,所述第四开口与所述第二开口相连通;且所述传送带105穿设在所述第三开口和第四开口中以贯穿所述洁净腔,所述传送带105能够带动所述太阳能电池片沿第一方向运动,以使所述太阳能电池片能够由所述第三开口进入所述洁净腔并由所述第四开口离开所述洁净腔。
由此,设置洁净腔以提升所述太阳能电池退火和固化的环境,减少杂质的产生。
本实施例所述的太阳能电池退火设备,作为优选技术方案或另一技术方案,还包括:支架和驱动装置;
所述传送装置104还包括主动辊、传动辊和传输皮带,所述主动辊和传动辊通过转动轴与所述支架转动连接,所述传输皮带为环形并套设在主动辊和传动辊外侧,所述主动辊能够以所述转动轴为中心相对于所述支架转动以带动所述传输皮带运转;
所述驱动装置包括驱动电机、驱动皮带和驱动辊,所述驱动电机的轴线与所述转动轴平行,所述驱动辊与所述驱动电机的输出端连接,所述驱动皮带为环形并套设在所述驱动辊和所述主动辊外侧,所述驱动电机能够驱动所述驱动辊以所述驱动电机的轴线为中心相对于所述支架转动以带动所述驱动皮带运转,从而带动所述主动辊以所述转动轴为中心相对于所述支架转动。
本实施例所述的太阳能电池退火设备,作为优选技术方案或另一技术方案,所述降温装置113包括:进气口、送气口和排风口;所述进气口设置于所述炉体101;所述进气口与送气口相连通,所述送气口设置于所述炉体101的内部,所述排风口设置在所述炉体101上,能够排出所述炉体101内的气体。
作为本领域技术人员可以理解,所述的太阳能电池退火设备还设置有布气管道。所述进气口通常设置有进气管,进气管的一端位于炉体101的外侧,进气管的另一端穿设炉体101的炉体101壁且与布气管道的一端连接,布气管道的另一端与送气口连接,送气口设置于炉体101的内部,通过布气管道的气氛气体将硅片产生的有机气体排出,通过进气口/进气管将气氛气体送到布气管道中,再经过送气口将布气通道中的气氛气体布入炉体101内,这里的气氛气体有利于银浆挥发出来的有机气体携带排出,随后气氛气体携带有机气体经排风口排出,这里的排风口可加设风扇或本领域可接受的任意排风装置,用来排放炉体101内的气体。此外,本实施例中所述的进气口、送气口、排风口均可有一个或至少两个,且任意本领域可接受的排布方式(如成直线方式依次排布,或交错排布等)均应属于本实施例的保护范围之内。
本实施例所述的太阳能电池退火设备,作为优选技术方案或另一技术方案,所述传送带105由比热容低于900j/(kg·℃)(比热容为20℃时的数据)的材料所制备得到;
优选地,制备所述传送带105的材料选自peek(polyetheretherketone,聚醚醚酮)、ptfe(polytetrafluoroethylene,聚四氟乙烯)、ctfe(chlorotrifluorethene,三氟氯乙烯)、pvdf(polyvinylidenefluoride,聚偏氟乙烯)、pvdc(polyvinylidenechloride,聚偏二氯乙烯)、pom(polyoxymethylene,聚甲醛)、pa(polyamide,聚酰胺)、ps(polystyrene,聚苯乙烯)、pe(polyethylene,聚乙烯)、abs(acrylonitrilebutadienestyrene,丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物)、pmma(polymethylmethacrylate,聚甲基丙烯酸甲酯)、pvf(polyvinylformal,聚氟乙烯)、尼龙(nylon)、聚砜(poly-sulfone)、ppo(polyphenyleneoxide,聚苯醚)、环氧材料、改性材料、合成材料、陶瓷、碳纤维、钨合金丝中的一种或多种,其中,环氧材料可以是环氧树脂等,合成材料可以是塑料、玻璃、钢铁等,传输皮带9的材质还可以包括各种改性材料,如改性pa(polyamide,聚酰胺)材料、改性pp(polypropylene,聚丙烯)材料、改性pc(polycarbonate,聚碳酸酯)材料、改性abs(acrylonitrilebutadienestyrene,丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物)材料、改性pbt(polybutyleneterephthalate,聚对苯二甲酸丁二醇酯)材料等。本实施例中对所述的传送带105的材质在选用上需要满足耐温超过工艺温度、洁净、低热容的条件的所有材质,均属于本实施例的保护范围,在此不一一举例。其中,洁净的特点不会对硅片接触面产生影响电性能或影响外观的污染,低热容的特点不会影响到硅片的温升、温降以及温度梯度,这样才能更稳定来实现太阳能电池的退火。
实施例2
结合附图1,在实施例1的基础之上,本实施例所述的太阳能电池退火设备,还包括:
第一直流电源106,设置在所述炉体101的外部;
第一电极107,设置在所述炉体101的内部,与所述第一直流电源106的正极电连接;
第二电极108,设置在所述炉体101的内部,与所述第一直流电源106的负极电连接;
所述第一电极107和第二电极108用于接触所述太阳能电池片并对所述太阳能电池片进行电注入退火。
在本实施例的太阳能电池退火设备运行中,所述的第一电极107和第二电极108分别与所述太阳能电池片接触,并对其施加电压以进行电注入退火。
本领域技术人员可以理解,为达到对太阳能电池片退火且减少损伤的目的,在电池片上方施加另一电极并与电池接触,该电极导电材料可以是本领域任何可以想到的材料及手段,要求其本身不得损伤电池的表面,导致划伤,同时也不得对电池表面施加过多的力,导致电池隐裂或破损。
在本实施例中,所述第一电极107和第二电极108的位置此处不予限定,仅需满足对所述太阳能电池片施加电压以进行电注入退火的目的即可。
本实施例所述的太阳能电池退火设备,作为优选技术方案或另一技术方案,所述第一电极107为悬垂的金属丝,所述金属丝具有设定长度以能够接触所述太阳能电池片;
作为解释和说明,所述设定长度可依据实际情况进行选择,并达到以下目的:使所述金属丝既可以接触到所述太阳能电池片,又不会接触到所述第二电极108。
本领域技术人员可以理解,所述金属丝可采用本领域可接受的方式连接在所述的第一直流电源106上,本实施例对此不做特殊的限定。
采用悬垂的金属丝可满足不损伤电池表面、不破坏电池结构的目的,优选地,所述金属丝为银丝。
优选地,所述传送装置104包括所述第二电极108;
作为解释和说明,此处的所述传送装置104包括所述第二电极108,涵盖了所述传送装置104中的某一部分为电极,或所述传送装置104还加设了电极的情况。
举例说明:所述传送带105本身为导电材质,并作为第二电极108;或所述传送带105上加设有导电材料,所述导电材料能够与所述太阳能电池片相接触,并协同所述第一电极107向所述太阳能电池片施加电压。
作为本领域技术人员可以理解,采用本领域可接受的任何方式使第二电极108和所述第一直流电源106相连接都是可行的,也均属于本实施例的范围之内。
实施例3
结合附图2,在实施例1的基础之上,本实施例所述的太阳能电池退火设备,还包括:
旋转退火装置109,所述旋转退火装置109设置在所述炉体101的外部;所述旋转退火装置109包括第二直流电源、转轴1091和电极组件1092,其中:
所述第二直流电源设置在所述炉体101的外部;
所述电极组件1092包括第三电极1093和第四电极1094,所述第三电极1093和所述第二直流电源的正极电连接,所述第四电极1094和所述第二直流电源的负极电连接;所述第三电极1093和第四电极1094通过所述转轴1091转动连接,所述第三电极1093和第四电极1094能够以所述转轴1091为中心相对旋转以夹持所述电池片。
由此,所述旋转退火装置109设置在炉体101的外部,在工艺角度可设置在所述光注入退火的工艺之前或之后。所述旋转退火装置109在运作过程中,由第三电极1093和第四电极1094夹持所述太阳能电池片,并对其施加电压以进行电注入退火。
优选地,所述第三电极1093包括第一电极107板和第一弹簧电极1095,所述第一弹簧电极1095设置在所述第一电极107板的第一表面,所述第四电极1094包括第二电极108板和第二弹簧电极,所述第二弹簧电极设置在所述第二电极108板的第一表面,所述第三电极1093和第四电极1094能够以所述转轴1091为中心相对于所述炉体101相对旋转以使所述第二弹簧电极和第二弹簧电极能够接触并夹持所述电池片。
由此,加设有弹簧电极可增加第三电极1093和第四电极1094与所述太阳能电池的触点,从而使太阳能电池与所述电极组件1092良好接触,避免产生没有进行电注入退火或没有完全进行电注入退火的情形。
本实施例所述的太阳能电池退火设备,作为优选技术方案或另一技术方案,所述电极组件1092为至少两个,各所述电极组件1092沿所述转轴1091的轴向均布;
由此,采用多个电极组件1092,可配合传动装置或其他本领域可接受、可想到的装置实现自动化工艺。
本实施例所述的太阳能电池退火设备,作为优选技术方案或另一技术方案,所述转轴1091沿第二方向设置,所述第二方向的所在面与所述第一方向的所在面相平行;优选地,所述第一方向和所述第二方向为平行或垂直。
实施例4
本实施例提供一种太阳能电池的退火方法,包括如下步骤:
对太阳能电池片同时进行光注入退火和电注入退火的操作,具体参数如下:
光注入退火:采用波长在300nm至4000nm之间的光源103照射太阳能电池片10min以进行光注入退火;且所述光源103的光强为10个标准太阳,1个标准太阳的光强为1000w/h·m2。
电注入退火:对所述太阳能电池片通电以进行电注入退火,通电时控制电流在100~1000ma/cm2范围内,电注入退火的时间不多于1min。
作为解释和说明,本实施例中对于波长在300nm至4000nm采用了混合光源103,混合光源103的任意光源103均属于这一范围。经过验证,发明人发现,在上述光谱范围内采用小波段范围的光源103,例如300-750nm的混合光源103也可很好的实现太阳能电池的光退火。
本实施例中所提供的通电电流均可相应的实现技术效果,作为补充说明,当注入电流高,工艺速度快,但电池温升也快,通常是通过降温的方式以辅助实施。本领域技术人员可以理解,在本发明所提供的范围之内,无论电流的大小均可以实现相应的技术效果,且本领域技术人可以依据实际的成产需要调整电注入退火的时间,这无需付出创造性劳动,均应属于本发明的范围。
实施例5
本实施例提供一种太阳能电池的退火方法,与实施例4的区别在于,
所述光源103的光强为60个标准太阳,1个标准太阳的光强为1000w/h·m2;光源103照射时间为0.2min。
实施例6
本实施例提供一种太阳能电池的退火方法,与实施例5的区别在于,在70-300℃下进行光注入退火和电注入退火工艺。
经过验证,若需要达到相同的lid抑制指标,在70-150℃情况下,工艺时间较长;150-250℃工艺时间缩短,250-300℃工艺时间更短。本领域技术人员可在本发明所提供的基础之上,依据实际生产需要对工艺时间进行调整,这无需付出创造性劳动,均应属于本发明的范围。
实施例7
本实施例提供一种太阳能电池的退火方法,采用实施例2所述的太阳能电池退火设备进行退火,包括如下步骤:
以所述光源103照射所述太阳能电池片以进行所述光注入退火;
将所述第一电极107和第二电极108接触所述太阳能电池片,以进行电注入退火的步骤;所述电注入退火的步骤和所述光注入退火的步骤同步。
具体工艺参数如下:
光注入退火:采用波长在300nm至4000nm之间的光源103照射太阳能电池片10min以进行光注入退火;且所述光源103的光强为10个标准太阳,1个标准太阳的光强为1000w/h·m2。
电注入退火:对所述太阳能电池片通电以进行电注入退火,通电时控制电流在100~1000ma/cm2范围内,电注入退火的时间不多于1min。
实施例8
本实施例提供一种太阳能电池的退火方法,采用实施例3所述的太阳能电池退火设备进行退火,包括如下步骤:
先以所述光源103照射所述太阳能电池片以进行所述光注入退火;
再将所述电极组件1092接触所述太阳能电池片,以进行电注入退火的步骤。
具体工艺参数如下:
光注入退火:采用波长在300nm至4000nm之间的光源103照射太阳能电池片10min以进行光注入退火;且所述光源103的光强为10个标准太阳,1个标准太阳的光强为1000w/h·m2。
实施例9
本实施例提供一种太阳能电池的退火方法,采用实施例3所述的太阳能电池退火设备进行退火,包括如下步骤:
先将所述电极组件1092接触所述太阳能电池片,以进行电注入退火;
再以所述光源103照射所述太阳能电池片以进行所述光注入退火的步骤。
具体工艺参数如下:
光注入退火:采用波长在300nm至4000nm之间的光源103照射太阳能电池片10min以进行光注入退火;且所述光源103的光强为10个标准太阳,1个标准太阳的光强为1000w/h·m2。
电注入退火:对所述太阳能电池片通电以进行电注入退火,通电时控制电流在100~1000ma/cm2范围内,电注入退火的时间不多于1min。
对比例1
本对比例提供一种对太阳能电池进行退火的方法,可见中国专利公开号cn207116457u。
具体的,利用不同光源(卤素灯/led/激光)的光热技术可以有效抑制单晶perc电池的光衰,将转换效率衰减结果从之前的3%~5%降低至1.5%以内。
试验例1
为更好的说明本发明所提供的太阳能电池退火设备及退火方法的应用效果,本试验例提供实际规模生产后所得到的太阳能电池的数据,如表1-表3所示:
其中,表1为采用实施例7的工艺(同时进行光注入退火和电注入退火)。
平行实验3组,分别标记为①、②、③,并计算平均值。
表1
其中,表2为采用实施例8的工艺(先进行光注入退火、再进行电注入退火)。
平行实验3组,分别标记为①、②、③,并计算平均值。
表2
其中,表3为采用实施例9的工艺(先进行电注入退火、再进行光注入退火)。
平行实验3组,分别标记为①、②、③,并计算平均值。
表3
由此可见,本发明所提供的转换效率衰减率可降低至0.5%以下,甚至低至0.1%左右。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于系统实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
虽然,上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验,对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。