太阳能电池片的氢钝化处理方法及其处理装置与流程

本发明涉及太阳能电池片的制造过程，特别涉及太阳能电池片中氢源的钝化处理，更具体而言，本发明涉及一种太阳能电池片的氢钝化处理方法及其装置。

背景技术：

太阳能电池片是由含有硅晶格的半导体芯片构成，由于在半导体芯片的生产过程中，难免存在结晶质量较差或纯度不佳的硅晶格，这是造成太阳能电池片在使用过程中产生光衰现象进而影响电池效率及使用寿命的主要原因。

为了防止太阳能电池片产生光衰现象，目前在太阳能电池片的生产过程中，已有生产者利用光源来照射并加热太阳能电池片，以便对太阳能电池中片所含的氢源进行钝化处理。所谓氢源的钝化处理，是指利用光源所提供的光照强度来照射热太阳能电池片，并且利用光照过程中产生的热能(例如辐射)来辅助加热太阳能电池片，以便在提供充足光照强度及热源的环境下，将氢原子结合到太阳能电池片的硅晶格内，填补结晶质量较差或纯度不佳的硅晶格，从而防止太阳能电池片在使用过程中产生光衰。

由于可生成光照强度及热能的光源种类繁多，对于氢源的钝化处理，cn104701419a及cn101405875a专利已广义地公开了对太阳能电池片依序进行事前预热、光照同时加热，以 及加热后冷却的氢源钝化处理技术。然而，太阳能电池片为了能够取得有利于氢源钝化的充足光照强度，而于接受光照过程中所能承受的加热温度的高或低，是氢源钝化处理合格率是否符合期待的重要技术。

上述专利公开了利用的光源，并没有提供如何维持其光照强度或控制热辐射温度的具体技术，以至于常因光照不足而使得太阳能电池片中的氢原子均匀的受光而填补到硅晶格内，或者为了取得有利于钝化的较强的光照强度，迫使太阳能电池片承受过高温度而适得其反。

为了防止太阳能电池片能于钝化过程中取得有利于钝化的较强光照强度，并且避免遭遇到过高热辐射温度而影响氢钝化效果，上述专利公开于光照及加热太阳能电池片之后，迅速地冷却太阳能电池片。但是，此种后冷作法类似于金属材料的回火处理，在太阳能电池片接受光照及其热辐射加热当下，虽能获得充足的光照，但因温度过高影响了氢钝化效果，事后的冷却过程并无法充分恢复氢钝化的效果，以至于太阳能电池片经氢钝化处理后可减少发生光衰现象的效果仍显不佳，从而有待加以改善。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于解决太阳能电池片在氢源钝化(氢钝化)处理过程中，特别是太阳能电池片依序进行事前预热、光照同时加热以及加热后冷却的制造过程之中，针对该光照同时加热太阳能电池片的中段步骤，改善太阳能电池片接受光源所施加的光照强度及受热温度难以两全其美的问题。

为了解决该问题，本发明的一较佳实施方案提供了一种太 阳能电池片的氢钝化处理方法，包括：s1：设定一光源的光照强度并使用该光源悬空照射太阳能电池片；s2：该光源产生的辐射热加热太阳能电池片，s2：使用一致冷介质致冷该太阳能电池片维持在一恒定温度；其中，s1、s2及s3该太阳能电池片是同时进行。

上述方法在进一步实施中，还包括以下技术特征：

所述光源为led灯组。所述光源的光照强度为至少20个太阳光强，并产生大于250℃的辐射热。所述恒定温度为250℃。

所述致冷介质为一常温或低于常温的气体。所述低于常温的气体在光源与太阳能电池片之间形成冷房，进而接触太阳能电池片进行热交换。

或者说，所述低于常温的气体形成于太阳能电池片的底部，从而接触太阳能电池片进行热交换。

为了具体实施上述方法，本发明的另一较佳实施方案提供了一种太阳能电池片的氢钝化处理装置，包括：一光照区，配置有多个能提供一光照强度而产生辐射热的光源；一致冷区，配置于光照区的一相对端，且该致冷区具有一致冷介质；一热交换区，配置于光照区与致冷区之间，所述光照强度产生的辐射热及致冷介质同时汇集于热交换区中进行热交换；及一输送线，穿伸通过热交换区，该输送线载运太阳能电池片通过热交换区，所述太阳能电池片同时接受光照强度的悬空照射、辐射热的加热及致冷介质的接触而达到一恒定温度。

上述装置在进一步实施中，还包括以下技术特征：

所述光源为led灯组。所述光源的光照强度为至少20个太阳光强，并产生大于250℃的辐射热。所述恒定温度为250℃。

所述致冷介质为一常温或低于常温的气体。

所述光照区的光源悬空设于输送线的顶部，所述致冷区为一充填有低温气体的致冷器，所述致冷器设于输送线的底部。

所述热交换区还可以替换成配置于致冷区的底部，或者形成于致冷区的内部。

所述致冷区为一充填有低温气体的致冷器。

当热交换区配置于光照区与致冷区之间时，所述光照区的光源悬空设于输送线的顶部，且所述致冷器设于输送线的底部。

当热交换区形成于致冷区的内部时，所述光照区的光源悬空设于输送线的顶部，所述致冷区为一充填有低温气体的冷房，所述冷房的顶部由透光玻璃建构而成，该光照强度及热辐射穿透冷房顶部的玻璃而照射并加热太阳能电池片，该输送线载运太阳能电池片穿伸通过冷房内的热交换区。

本发明还提供了另一种太阳能电池片的氢钝化处理装置，其包括：

一光照区，配置有多个能提供一光照强度而产生辐射热的光源；

一致冷区，配置于光照区的一相对端，且该致冷区具有一致冷介质；

一热交换区，形成于致冷区的内部，所述光照强度穿透致冷区而照射至热交换区，所述光照强度产生的辐射热及致冷介 质同时汇集于热交换区中进行热交换；及

一输送线，穿伸通过致冷区内部的热交换区，该输送线载运太阳能电池片通过热交换区，所述太阳能电池片同时接受光照强度的悬空照射、辐射热的加热及致冷介质的接触而达到一恒定温度。

上述装置在进一步实施中，还包括以下技术特征：

所述光源为led灯组。所述光源的光照强度为至少20个太阳光强，并产生大于250℃的辐射热。所述恒定温度为250℃。

所述致冷介质为一常温或低于常温的气体。

所述光照区的光源悬空设于输送线的顶部，所述致冷区为一充填有低温气体的冷房，所述冷房的一上端面由透光玻璃框围而成，该光照强度及辐射热穿透该透光玻璃而进入冷房，从而与致冷介质一起对太阳能电池片进行热交换。

根据上述内容，本发明能使太阳能电池片在氢钝化处理过程中接受充足的光照，且太阳能电池片接受光照过程所生成的受热温度也能维持于一避免对太阳能电池片造成伤害的恒定温度；藉此，使得通过氢钝化处理后的太阳能电池片在使用过程中能减少发生光衰的几率。

附图说明

图1是本发明提供的氢钝化处理方法的解说图；

图2是本发明提供的氢钝化处理装置的第一种实施例的配置示意图；

图3是本发明提供的氢钝化处理装置的第二种实施例的配 置示意图。

附图标记说明：10-太阳能电池片；20-光照区；21-led灯组；22-辐射热；30-致冷区；31-致冷介质；33-上端面；40-输送线；50-热交换区。

具体实施方式

首先如图1所示为本发明提供的太阳能电池片的氢钝化处理方法的一较佳实施例解说图，说明提供一足以产生光照强度及辐射热的光源来悬空照射(即光照)及加热一太阳能电池片10，在照射时该光源的光照强度必须被预先设定于一定值，以便提供稳定的照度及辐射热来钝化太阳能电池片10中的氢原子，使氢原子均匀的受光而填补到硅晶格内。

如图2所示的配置架构，说明本发明可采用由多个led灯组成的led灯组21作为图1所示的光源，来悬空光照及加热太阳能电池片10。依现有led灯组的发光技术，使led灯组释放出至少20个太阳光强(包括20个太阳光强及20个太阳光强以上)的光照强度，且该光照强度可产生辐射热来加热太阳能电池片10，是具体可行的。在本实施中，举例将led灯组21设定成提供20个太阳光强(定值)，并且在适当的悬空间隔距离下来照射太阳能电池片10，同时使用致冷介质31对太阳能电池片10进行冷却，并用温度感测导线或探针等组件来测量及获得太阳能电池片10的片体温度为250℃左右。在此条件下，得知可有效的使氢原子均匀的受光而填补到太阳能电池片10中的硅晶格内，以达到防止太阳能电池片产生光衰的目的。

由于当超过20个太阳光强的led灯组21所产生的热辐射，在加热太阳能电池片10过程中，相对的会让太阳能电池片10 受热达到至少300℃以上的温度，对于太阳能电池片10来说，处于300℃甚至更高的高温环境下于氢钝化的效果是不利的，因此对受热达300℃以上高温的太阳能电池片10进行冷却，是有其必要性的。因此在本实施中，必须控制太阳能电池片10的片体受热温度维持在一恒定温度，上述经量测取得的太阳能电池片10的片体温度为250℃即为本实施例所定义的恒定温度。由此可知，致冷介质31能在钝化处理过程中对太阳能电池片10施予冷却，使太阳能电池片10在接受20个太阳光强的led灯组21照射及加热的过程中，能持续维持在250℃的恒定温度。

更进一步的说，本发明该光源所提供的光照强度并非一定要设定在20个太阳光强，实质上，该光照强度可以设定在20个太阳光强以上的一特定值，进而产生超过300℃以上的热辐射高温，此时，致冷介质31的致冷流量愈高或是温度相对调的更低(例如用液态氮低温接触太阳能电池片)以利于进行热交换，同样能使得太阳能电池片10的片体温度能够维持在250℃的恒定温度。

由于太阳能电池片10的受热温度与光照强度、光照时间有关；在本发明中，利用致冷手段维持太阳能电池片10受光照及加热时的片体温度为一定值(例如上述250℃的恒定温度)时，该光源所提供的光照强度和光照时间互成反比关系；换句话说，当光照强度愈强时，可有效缩短太阳能电池片10的光照时间；且光照强度愈强，愈有利于氢源的钝化。虽然光照强度愈强所产生的热辐射温度愈高，但本发明通过上述冷却手段，可使太阳能电池片10维持在氢钝化所需的的一恒定温度(例如250℃)。

上述中，该致冷介质31可以是选用冷风、冷空气或氮气等 低温气体，并在往复流动循环的环境下致冷该太阳能电池片10；而且，led灯组21产生的热辐射可穿透所述作为致冷介质31的气体，进而光照该太阳能电池片10。

上述中，光照、加热及致冷该太阳能电池片10必须是同时进行，使得该太阳能电池片10在加热及致冷同行进行的过程中能维持在所述的恒定温度，经该恒定温度的作用下，能促进氢钝化处理的合格率，进而减少太阳能电池片10于使用过程中发生光衰现象的几率。

此外，依通常知识不难理解，当太阳能电池片10处于光照、加热及致冷环境中，应用温度感测导线或探针等组件来检知及管制该环境下太阳能电池片10能维持于250℃的恒定温度，是具体可行的。进一步的说，当温度传感器检知太阳能电池片10的受热温度高于所述恒定温度时，能增加致冷介质31所供应的冷却温度作用该太阳能电池片10；相反的，当温度传感器检知太阳能电池片10的受热温度低于所述恒定温度时，能减少致冷介质31所供应的冷却温度，从而使得维持该太阳能电池片10于250℃的恒定温度容易被实施及达成。如此实施，不但使得太阳能电池片10能受到有利于氢钝化的充足光照，同时还能避免光照过程中太阳能电池片因受辐射热加热的温度过高而受损。

为了便于实施上述方法，如图2所示，为本发明提供的氢钝化处理装置的第一种实施例，包括：一光照区20、一致冷区30、一热交换区50及一输送线40。其中：

该光照区20包含由多个led灯组21串行组成光源，每个led灯组21能提供至少20个太阳光强的光照强度(即照度)， 该光照强度下能生成辐射热22来加热太阳能电池片10；换句话说，光照区20的光源悬空设于输送线40的顶部。

该致冷区30可以是一致冷器，以提供冷风、冷空气或氮气等低温气体作为致冷介质31，并通过致冷介质31来冷却太阳能电池片10。该致冷区30可以配置于光照区20的一相对端；如图2所示实施中，所述相对端位于太阳能电池片10或输送线40的底端。

该热交换区50是由隧道式腔室所建构而成的一空间，配置于光照区20与致冷区30之间，所述光照强度及其产生的辐射热22能穿透至热交换区50，同时致冷介质31也能汇集于热交换区中进行热交换。

该输送线40可以是由具网状皮带、滚轮或移动式夹爪等建构而成，且具有直线传输面穿伸通过热交换区50，该输送线40用以载运或夹持多个太阳能电池片10逐一通过热交换区50，使所述太阳能电池片10同时接受光照强度的悬空照射、辐射热22的加热以及致冷介质31的接触，从而维持在所述恒定温度。

其中，输送线40载运太阳能电池片10通过热交换区50的速度可以和上述光照区20提供至热交换区50的辐射热的温度相互配合；换言之，本领域技术人员应不难理解当辐射热的加热温度愈高时，输送线40载运太阳能电池片10通过热交换区50就愈快，反之则愈慢，以利于控制太阳能电池片10维持在所述恒定温度。

如图3所示为本发明提供的氢钝化处理装置的第二种实施例，其与上述图2实施例不同的处在于：该热交换区5系形成于致冷区30的内部。如此实施时，该致冷区30的致冷器实质 为一充填有低温气体的冷房，该冷房的上端面33至少必须由透光玻璃框围而成，且该热交换区50实质为由该冷房内部的腔室构成，以便于光照区20产生的光照即其辐射热能够穿透致冷区30的上端面33的透光玻璃而进入热交换区50，且致冷区30中的致冷介质31也能在冷房腔室内的热交换区50中对流，从而同时对输送线40所载运的太阳能电池片10进行热交换。如此实施，也能使得所述太阳能电池片10同时接受光照强度的悬空照射、辐射热22的加热以及致冷介质31的接触，从而维持在所述恒定温度。

上述实施中，相关温度的说明，是依申请人实验所得而据实陈述，但由于led灯组可产生的照度会随着科技进步而与日俱增(高于20照度)，伴随而来的，该led灯组或其他光源所能产生的热辐射温度也会愈高(高于400℃)，因此在对太阳能电池片进行光照及加热过程中同时施予冷却，是本发明的技术重点，至于太阳能电池片的最佳氢钝化处理的恒定温度(250℃)也可能随着太阳能电池片中硅晶体材料技术的进步而有所改变，因此在本发明中并不受限于所述相关温度的拘束；相对的，只要在氢钝化处理过程中，依循本发明上述实施例的方法，或使用本发明上述实施例的装置，皆应归属本发明所思及概括的技术范畴。

换言之，以上实施例仅表达了本发明的较佳实施方式，但并不能因此而理解为对本发明保护范围的限制。因此，本发明应以权利要求范围中限定的内容为准。