一种太阳能电池的氢钝化设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及太阳能电池制造设备领域，特别涉及一种实现对太阳能电池进行氢钝化处理的设备。
【背景技术】
[0002]目前商用晶体硅太阳能电池所采用的硅晶体中通常含有大量的杂质和结构缺陷。这些杂质和缺陷包括:硼与氧形成的复合体、过渡金属杂质、位错、晶界等。它们作为光生载流子的复合中心使电池基体中的少数载流子寿命下降，从而使太阳能电池的转换效率相应地降低。
[0003]实验表明氢原子在硅晶体中能够与其中多数的杂质和缺陷反应，钝化这些复合中心使其复合活性降低，从而改善太阳能电池的电学性能。太阳能电池中的氢可来源于电池表面沉积的富含氢的氮化硅薄膜或者其他富含氢的薄膜、氢等离子体气氛等。然而经过常规的太阳能电池制造流程，只有极少量的氢原子进入电池基体内部对杂质和缺陷起到钝化作用。所以通过充分发挥氢的钝化作用可以进一步发掘太阳能电池转换效率的提升空间。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种对太阳能电池实现高效氢钝化、提升太阳能电池转换效率的太阳能电池的氢钝化设备。
[0005]本实用新型采用的技术方案是:
[0006]一种太阳能电池的氢钝化设备，包括腔体，所述腔体由可开闭的真空门隔成常压室和低压室，所述低压室与真空装置连接，所述腔体内安装有在常压室和低压室之间传送太阳能电池的输送装置，所述常压室内安装有控制系统和冷却平台，所述低压室内安装有使太阳能电池保持稳定温度的温控加热器，其特征在于:还包括一用于对太阳能电池施加偏压的直流偏压装置，所述直流偏压装置包括安装在低压室内的可相对运动后与太阳能电池接触后通电的上电极板和下电极板，所述上电极板和下电极板均与输出恒压或恒流的电源控制器连接，所述直流偏压装置、输送装置、温控加热器、真空装置、冷却平台均与控制系统连接。本实用新型的低压室内气压范围为1-100 mbar，低压室中安装有直流偏压装置和温控加热器，太阳能电池在低压室中进行负载偏压的处理。本实用新型所述直流偏压装置的目的在于改变太阳能电池pn结区的空间电势，通过注入载流子的方式调节氢原子的电荷态同时通过电场驱动氢离子进入电池基体中，对太阳能电池实现高效氢钝化、提升太阳能电池转换效率。本实用新型所述温控加热器给太阳能电池加热的目的在于激活太阳能电池近表面处的氢原子从束缚态向自由态转变，同时其扩散过程是热力学过程，温度可以显著加速其扩散速度，从而让更多氢原子以更快的速度进入太阳能电池基体中。
[0007]进一步，所述电源控制器输出的是恒定直流电压，输出电压的调节范围为0-500伏，或者所述电源控制器输出的是恒定直流电流，输出电流的调节范围为0-20安培。
[0008]进一步，所述上电极板安装有可伸缩的导电探针或铺设有耐高温的导电橡胶，与太阳能电池接触时形成弹性接触，目的在于保护太阳能电池，以防碎裂。
[0009]进一步，所述下电极板与太阳能电池输送装置中的托盘是一整体结构，托盘与电源控制器连接形成回路。
[0010]进一步，所述上、下电极上安装有压力传感器，当电极与太阳能电池之间的接触压力达到设定值时反馈到电极运动装置使电极停止运动。
[0011]进一步，所述温控加热器的工作温度范围为50-400摄氏度。
[0012]进一步，所述温控加热器是一个由加热管发热的加热块，加热块与太阳能电池接触通过热传导的方式加热，所述加热块中含有冷却管道，冷却管道中有流动的冷却介质如空气、水、油等，冷却管道的目的在于消除太阳能电池在通电过程中自身发热造成的温度失控。
[0013]或者，所述温控加热器是一组排列在太阳能电池底部或环绕在太阳能电池四周的强光源，通过灯光烘烤加热的方式使太阳能电池处于工作温度。
[0014]进一步，所述冷却平台是一个含有冷却管道的金属箱体，冷却平台与太阳能电池接触通过热传导的方式冷却，冷却管道中流通的冷却介质如空气、水或油带走热量。
[0015]或者，所述冷却平台是一组气体喷淋装置，所述气体喷淋装置的喷嘴围绕太阳能电池设置，冷却空气从喷嘴中射出吹拂太阳能电池的表面达到快速降温的目的。
[0016]进一步，所述输送装置包括输送平台，所述输送平台上设置有一个或者两个以上的盛放太阳能电池的托盘，所述输送平台与驱动装置连接。托盘与托盘之间为电绝缘状态，托盘采用的材料为金属导体。在一种有利实施方案中，托盘选用铝及其合金。
[0017]进一步，所述直流偏压装置还包括一控制上电极板或下电极板运动的电极运动装置，所述电极运动装置与控制系统连接。其中上电极板与电极运动装置连接，下电极板由铝质金属托盘充当，当太阳能电池正确进入工位后，电极运动装置驱动上电极板向下移动与太阳能电池接触。作为替代方案，上电极板固定，电极运动装置安装于温控加热器下方，当太阳能电池处于正确工位后，电极运动装置推动温控加热器上升并且抬举托盘脱离输送平台直至太阳能电池与上电极板形成接触。
[0018]本实用新型的有益效果:使用该设备可将太阳能电池表面的氢原子注入到电池基体中钝化其中的杂质和缺陷，能够降低或消除太阳能电池因其中硼氧复合体所导致的光衰减效应，从而提尚太阳能电池的发电效能。
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型的结构示意图。
[0020]图2是本实用新型的输送平台的俯视图。
[0021]图3是本实用新型的输送平台的主视图。
[0022]图4是本实用新型的上电极板的一种结构示意图。
[0023]图5是本实用新型的上电极板的另一种结构示意图。
[0024]图6是本实用新型的温控加热器的一种结构示意图。
[0025]图7是本实用新型的冷却平台的一种实施方式的结构俯视图。
[0026]图8是图7中的结构侧视图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合具体实施例来对本实用新型进行进一步说明，但并不将本实用新型局限于这些【具体实施方式】。本领域技术人员应该认识到，本实用新型涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。
[0028]参照图1-8，一种太阳能电池的氢钝化设备，包括腔体，所述腔体由可开闭的真空门13隔成常压室2和低压室1，所述低压室I与真空装置12连接，所述腔体内安装有在常压室2和低压室I之间传送太阳能电池的输送装置，所述常压室2内安装有控制系统15和冷却平台14，所述低压室I内安装有使太阳能电池5保持稳定温度的温控加热器11，还包括一用于对太阳能电池5施加偏压的直流偏压装置，所述直流偏压装置包括安装在低压室I内的可相对运动后与太阳能电池5接触后通电的上电极板7和下电极板8，所述上电极板7和下电极板8均与输出恒压或恒流的电源控制器9连接，所述直流偏压装置、输送装置、温控加热器11、真空装置12、冷却平台14均与控制系统15连接。本实用新型的低压室I内气压范围为1-100 mbar，低压室I中安装有直流偏压装置和温控加热器11，太阳能电池5在低压室I中进行负载偏压的处理。本实用新型所述直流偏压装置的目的在于改变太阳能电池
5pn结区的空间电势，通过注入载流子的方式调节氢原子的电荷态同时通过电场驱动氢离子进入电池基体中，对太阳能电池5实现高效氢钝化、提升太阳能电池转换效率。本实用新型所述温控加热器11给太阳能电池5加热的目的在于激活太阳能电池5近表面处的氢原子从束缚态向自由态转变，同时其扩散过程是热力学过程，温度可以显著加速其扩散速度，从而让更多氢原子以更快的速度进入太阳能电池5基体中。
[0029]本实施例所述输送装置