晶体硅太阳能电池片光注入方法及其系统和电池片与流程

本发明属于晶体硅太阳能电池片技术领域，尤其涉及一种晶体硅太阳能电池片光注入方法及其系统和电池片。

背景技术：

相关技术中，控制perc电池氢致衰减和去钝化衰减的技术存在不足。无论采用led或卤素灯进行光注入，均需要足够长的时间，设备占地和能耗都比较大，不利于工业化生产。

具体地，采用led或卤素灯进行光注入，可使单晶perc电池热辅助光致衰减(lightandelevatedtemperatureinduceddegradation，letid)衰减减少，随着注入时间的延长，电池转换效率开始出现恢复，但过长的光照时间降低了电池生产效率和产能。

而且，led或卤素灯的数量增加，可在不严重损失生产效率的前提下，降低电池letid。但是，这会使得设备的灯板数量、设备长度和占地面积增加，同时使得灯板的控制和散热的难度提高，从而导致能耗也大幅度增加。

基于此，如何高效地实现电池片的光注入成为了亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明提供一种晶体硅太阳能电池片光注入方法及其系统和电池片，旨在解决如何高效地实现电池片的光注入的问题。

第一方面，本发明提供的晶体硅太阳能电池片光注入方法，用于晶体硅太阳能电池片光注入系统，所述光注入系统包括预热设备、激光器模组和冷却设备，所述光注入方法包括：

控制所述预热设备对太阳能电池片进行预热处理；

控制所述激光器模组发射激光，以辐照预热处理后的太阳能电池片；

控制所述冷却设备对激光辐照后的太阳能电池片进行降温处理。

可选地，所述控制所述预热设备对太阳能电池片进行预热处理的步骤，包括：

获取预设的预热温度；

根据所述预热温度控制所述预热设备对太阳能电池片进行预热处理。

可选地，所述控制所述激光器模组发射激光以辐照预热处理后的太阳能电池片的步骤，包括：

获取所述太阳能电池片的尺寸；

根据所述太阳能电池片的尺寸调整所述激光器模组发射激光的辐照面积；

控制调整后的所述激光器模组发射激光，以辐照预热处理后的太阳能电池片。

可选地，所述激光器模组包括多个激光器，所述控制所述激光器模组发射激光以辐照预热处理后的太阳能电池片的步骤，包括：

控制多个所述激光器中的至少一个激光器角度运动，以使至少两个激光器的光斑叠加；

控制角度运动后的所述激光器模组发射激光，光斑辐照预热处理后的太阳能电池片。

可选地，所述光注入系统包括电池片运输设备，在所述控制所述预热设备对太阳能电池片进行预热处理的步骤前，所述光注入方法包括：

控制所述电池片运输设备将所述太阳能电池片运输至所述预热设备对应的预热区；

在所述控制所述激光器模组发射激光以辐照预热处理后的太阳能电池片的步骤前，所述光注入方法包括：

控制所述电池片运输设备将所述太阳能电池片从所述预热区运输至所述激光器模组对应的光注入区；

在所述控制所述冷却设备对激光辐照后的太阳能电池片进行降温处理的步骤前，所述光注入方法包括：

控制所述电池片运输设备将所述太阳能电池片从所述光注入区运输至所述冷却设备对应的降温区。

第二方面，本发明提供的晶体硅太阳能电池片光注入系统，包括预热设备、激光器模组和冷却设备，所述预热设备用于对太阳能电池片进行预热处理；所述激光器模组用于发射激光以辐照预热处理后的太阳能电池片；所述冷却设备用于对激光辐照后的太阳能电池片进行降温处理。

可选地，所述激光器模组包括多个激光器，至少两个激光器的光斑叠加。

可选地，所述光注入系统包括电池片运输设备，所述电池片运输设备用于将所述太阳能电池片运输至所述预热设备对应的预热区，将所述太阳能电池片从所述预热区运输至所述激光器模组对应的光注入区，并将所述太阳能电池片从所述光注入区运输至所述冷却设备对应的降温区。

第三方面，本发明提供的晶体硅太阳能电池片光注入系统，包括预热设备、激光器模组、冷却设备和处理器，所述处理器用于执行上述任一项的方法。

第四方面，本发明提供的太阳能电池片，采用上述任一项的方法制作得到。

本发明实施例的晶体硅太阳能电池片光注入方法及其系统和电池片，由于采用激光辐照太阳能电池片，并在激光辐照的前后分别对太阳能电池片进行预热处理和降温处理，使得太阳能电池片的光注入能量较高，光注入电池片电流诱导衰减(carrierinduceddegradation，cid)明显下降，光注入效果较好，可以高效地实现电池的光注入。

附图说明

图1是本发明实施例的晶体硅太阳能电池片光注入方法的流程示意图；

图2是本发明实施例的晶体硅太阳能电池片光注入系统的结构示意图；

图3是本发明实施例的晶体硅太阳能电池片光注入方法的流程示意图；

图4是本发明实施例的晶体硅太阳能电池片光注入方法的流程示意图；

图5是本发明实施例的晶体硅太阳能电池片光注入方法的流程示意图；

图6是本发明实施例的晶体硅太阳能电池片光注入方法的流程示意图。

主要元件符号说明：

光注入系统100、预热设备102、激光器模组103、冷却设备104，电池片运输设备105。

具体实施例

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

相关技术中电池的光注入效率较低。而本发明实施例的光注入方法，采用激光辐照太阳能电池片，并在激光辐照的前后分别进行预热处理和降温处理，可以高效地实现电池的光注入。

请参阅图1和图2，本发明实施例提供的晶体硅太阳能电池片光注入方法，用于晶体硅太阳能电池片光注入系统100。光注入系统100包括预热设备102、激光器模组103和冷却设备104，光注入方法包括：

步骤s12：控制预热设备102对太阳能电池片200进行预热处理；

步骤s14：控制激光器模组103发射激光，以辐照预热处理后的太阳能电池片200；

步骤s16：控制冷却设备104对激光辐照后的太阳能电池片200进行降温处理。

本发明实施例提供的光注入系统100包括预热设备102、激光器模组103和冷却设备104。预热设备102用于对太阳能电池片200进行预热处理。激光器模组103用于发射激光以辐照预热处理后的太阳能电池片200。冷却设备104用于对激光辐照后的太阳能电池片200进行降温处理。

本发明实施例提供的光注入系统100包括预热设备102、激光器模组103、冷却设备104和处理器，处理器用于控制预热设备102对太阳能电池片200进行预热处理；及用于控制激光器模组103发射激光，以辐照预热处理后的太阳能电池片200；以及用于控制冷却设备104对激光辐照后的太阳能电池片200进行降温处理。

本发明实施例的晶体硅太阳能电池片光注入方法，由于采用激光辐照太阳能电池片200，并在激光辐照的前后分别对太阳能电池片200进行预热处理和降温处理，使得太阳能电池片200的光注入能量较高，光注入电池片电流诱导衰减(carrierinduceddegradation，cid)明显下降，光注入效果较好，可以高效地实现电池的光注入。

请注意，控制预热设备102对太阳能电池片200进行预热处理，可以是在预热设备102处于关闭状态的情况下，控制预热设备102开启以对太阳能电池片200进行预热处理；也可以是在预热设备102处于开启状态的情况下，保持预热设备102对的开启状态并使得太阳能电池片200进入预热设备102的处理范围，即预热区，从而实现对太阳能电池片200进行预热处理。

进一步地，使得太阳能电池片200进入预热设备102的处理范围，可通过调整太阳能电池片200和预热设备102的相对位置实现。具体地，可调整太阳能电池片200的位置，以使太阳能电池片200进入预热设备102的处理范围；也可调整预热设备102的位置，以使太阳能电池片200进入预热设备102的处理范围；还可调整太阳能电池片200和预热设备102的位置，以使太阳能电池片200进入预热设备102的处理范围。

请注意，控制激光器模组103发射激光以辐照预热处理后的太阳能电池片200，可以是在激光器模组103对处于关闭状态的情况下，控制激光器模组103开启以辐照预热处理后的太阳能电池片200；也可以是在激光器模组103处于开启状态的情况下，保持激光器模组103的开启状态并使得太阳能电池片200进入激光器模组103的辐照范围，即光注入区，从而实现对太阳能电池片200进行辐照。

进一步地，使得太阳能电池片200进入激光器模组103的辐照范围，可通过调整太阳能电池片200和激光器模组103的相对位置实现。具体地，可调整太阳能电池片200的位置，以使太阳能电池片200进入激光器模组103的辐照范围；也可调整激光器模组103的位置，以使太阳能电池片200进入激光器模组103的辐照范围；还可调整太阳能电池片200和激光器模组103的位置，以使太阳能电池片200进入激光器模组103的辐照范围。

另外，在步骤s14中，可控制激光器模组103发射激光的输出功率和/或光斑尺寸，以辐照预热处理后的太阳能电池片200。

请注意，控制冷却设备104对激光辐照后的太阳能电池片200进行降温处理，可以是在冷却设备104对处于关闭状态的情况下，控制冷却设备104对开启以对太阳能电池片200进行降温处理；也可以是在冷却设备104处于开启状态的情况下，保持冷却设备104的开启状态并使得太阳能电池片200进入冷却设备104的处理范围，即降温区，从而实现对太阳能电池片200进行降温处理。

进一步地，使得太阳能电池片200进入冷却设备104的处理范围，可通过调整太阳能电池片200和冷却设备104的相对位置实现。具体地，可调整太阳能电池片200的位置，以使太阳能电池片200进入冷却设备104的处理范围；也可调整冷却设备104的位置，以使太阳能电池片200进入冷却设备104的处理范围；还可调整太阳能电池片200和冷却设备104的位置，以使太阳能电池片200进入冷却设备104的处理范围。

在步骤s12中，预热处理时，预热温度的范围为100℃-500℃，例如为100℃、150℃、200℃、300℃、400℃、450℃、500℃。如此，可以将多余氢原子从太阳能电池片200中排出，降低太阳能电池片200的光致衰减。

具体地，预热设备102包括红外设备。这样，通过红外(infraredradiation，ir)加热对太阳能电池片200进行预热处理，效率较高，无需较长的空间，可以节省空间和时间。

在步骤s14中，激光的波长为1032nm。激光器模组103可包括多个激光器1031，每个激光器1031的功率范围为150w-4000w，例如为150w、1000w、2000w、3000w、4000w。

在步骤s16中，可将激光辐照后的太阳能电池片200的温度降至室温。冷却设备104为风冷设备。可以理解，在其他的实施例中，冷却设备104也可为水冷设备。

请参阅图3，可选地，步骤s12包括：

步骤s122：获取预设的预热温度；

步骤s124：根据预热温度控制预热设备102对太阳能电池片200进行预热处理。

如此，根据获取到的预热温度进行预热处理，使得预热处理更加准确，有利于保障光注入的效果。

具体地，预热温度可预先存储在光注入系统100的存储器，在需要时，直接从存储器调用。预热温度也可由工作人员输入。预热温度还可根据检测到的参数计算得出。在此不对预热温度的具体来源进行限定。

如前所述，预热温度的范围为100℃-500℃。获取的预热温度可以是一个数值，可控制预热设备102将太阳能电池片200预热到该数值。获取的预热温度可以是数值范围，可控制预热设备102将太阳能电池片200预热到该数值范围内的一个或多个数值。

请参阅图4，可选地，步骤s14包括：

步骤s142：获取太阳能电池片200的尺寸；

步骤s144：根据太阳能电池片200的尺寸调整激光器模组103发射激光的辐照面积；

步骤s146：控制调整后的激光器模组103发射激光，以辐照预热处理后的太阳能电池片200。

可选地，处理器用于获取太阳能电池片200的尺寸；及用于根据太阳能电池片200的尺寸调整激光器模组103发射激光的辐照面积；以及用于控制调整后的激光器模组103发射激光，以辐照预热处理后的太阳能电池片200。

如此，使得激光的辐照面积与太阳能电池片200的尺寸相适应，避免激光的辐照面积过小而导致光注入效果较差，避免激光的辐照面积过大而导致浪费，有利于提高光注入的效果和效率。

在步骤s142中，太阳能电池片200的边长的范围为156mm-210mm。例如为156mm、158mm、161mm、166mm、182mm、210mm。在本实施例中，太阳能电池片200的边长为210mm。

在步骤s144中，根据太阳能电池片200的尺寸调整激光器模组103发射激光的辐照面积，是指，使得激光的辐照面积大于或等于太阳能电池片200的面积。如此，使得激光的辐照可以完全覆盖太阳能电池片200，避免太阳能电池片200的部分部位无法被激光辐照，有利于提高光注入的效果。

在本实施例中，激光在太阳能电池片200上辐照的光斑呈正方形，可通过调整光斑的边长，来调整激光器模组103发射激光的辐照面积。

请参阅图5，可选地，激光器模组103包括多个激光器，步骤s14包括：

步骤s148：控制多个激光器中的至少一个激光器角度运动，以使至少两个激光器的光斑叠加；

步骤s149：控制角度运动后的激光器模组103发射激光，光斑辐照预热处理后的太阳能电池片200。

可选地，激光器模组103包括多个激光器，至少两个激光器的光斑叠加。

可选地，激光器模组103包括多个激光器，处理器用于控制多个激光器中的至少一个激光器角度运动，以使至少两个激光器的光斑叠加；以及用于控制角度运动后的激光器模组103发射激光，以辐照预热处理后的太阳能电池片200。

如此，通过光斑叠加，可以提高光注入的能量，有利于提高光注入效果。而且，通过光斑叠加提高光注入的能量，无需增加激光器的数量，不会增加设备的占地面积，也不会增加散热的难度和能耗，使得光注入的效率较高。

可以理解，角度运动是指，改变激光器发射激光的角度。例如，控制激光器转动，以实现激光器的角度运动。如此，激光器的运动范围较小，难以对激光器周边的其他设备产生干涉。

具体地，可控制多个激光器中的1个激光器角度运动，以使2个激光器的光斑叠加；可控制多个激光器中的2个激光器角度运动，以使1个激光器的光斑叠加；可控制多个激光器中的2个激光器角度运动，以使2个激光器的光斑叠加；可控制多个激光器中的2个激光器角度运动，以使3个激光器的光斑叠加。在此不对控制多个激光器中的至少一个激光器角度运动以使至少两个激光器的光斑叠加的具体方式进行限定。

请再次参阅图2，在本实施例中，激光器模组103包括四个激光器，分别为激光器1031、激光器1032、激光器1033和激光器1034。激光器1031、激光器1032、激光器1033和激光器1034沿着履带的运输方向排列。处理器控制激光器1032角度运动，以使激光器1031和激光器1032的光斑叠加。

请参阅图6，可选地，光注入系统100包括电池片运输设备105，在步骤s12前，光注入方法包括：

步骤s11：控制电池片运输设备105将太阳能电池片200运输至预热设备102对应的预热区；

在步骤s14前，光注入方法包括：

步骤s13：控制电池片运输设备105将太阳能电池片200从预热区运输至激光器模组103对应的光注入区；

在步骤s16前，光注入方法包括：

步骤s15：控制电池片运输设备105将太阳能电池片200从光注入区运输至冷却设备104对应的降温区。

可选地，光注入系统100包括电池片运输设备105，电池片运输设备105用于将太阳能电池片200运输至预热设备102对应的预热区，将太阳能电池片200从预热区运输至激光器模组103对应的光注入区，并将太阳能电池片200从光注入区运输至冷却设备104对应的降温区。

可选地，光注入系统100包括电池片运输设备105，处理器用于控制电池片运输设备105将太阳能电池片200运输至预热设备102对应的预热区；及用于控制电池片运输设备105将太阳能电池片200从预热区运输至激光器模组103对应的光注入区；以及用于控制电池片运输设备105将太阳能电池片200从光注入区运输至冷却设备104对应的降温区。

如此，通过电池片运输设备105使得太阳能电池片200依次经过预热区、光注入区和降温区，可以方便地实现对太阳能电池片200依次进行预热处理、激光辐照和降温处理，效率较高。

具体地，在本实施例中，电池片运输设备105包括履带。多个太阳能电池片200可置于履带，并随着履带的运动而运动。这样，可以不断地传送太阳能电池片200，使得多个太阳能电池片200依次进行依次进行预热处理、激光辐照和降温处理，从而提高光注入的效率。

进一步地，电池片运输设备105包括履带式金属网。这样，由于履带式金属网包括网状孔隙，故可以提高预热处理和降温处理的效率。

进一步地，履带的传输速度8000mm/min-14000mm/min。例如为8000mm/min、10000mm/min、11000mm/min、126000mm/min、14000mm/min。可以输入控制参数来调节履带的传输速度。

进一步地，履带由电机马达控制。

另外，本实施例中，预热区的温度可调，范围为25℃-600℃，例如为25℃、40℃、100℃、200℃、300℃、450℃、600℃。如此，预热区域的温度可调节的范围较广，能够广泛且灵活地适应实际生产过程中的需求。

请再次参阅图2，在本实施例中，预热温度的范围为200℃-400℃。例如为200℃、220℃、250℃、280℃、300℃、330℃、360℃、390℃、400℃。激光器模组103设于太阳能电池片200的正上方，激光器模组103包含4个激光器，分别为激光器1031、激光器1032、激光器1033和激光器1034。激光器1031、激光器1032、激光器1033和激光器1034沿履带的运行方向直线分布。激光器的光斑尺寸可通过调节光阑大小来控制。太阳能电池片200的边长为210mm，激光器的光斑均呈正方形，边长为220mm。每个激光器的最高功率为1500w，其中激光器1031和激光器1032的光斑叠加重合，组合最高功率达到3000w。冷却设备104为风冷设备。履带的传输速度11600mm/min-13600mm/min。例如为11600mm/min、12000mm/min、13000mm/min、13600mm/min。

在另一个实施例中，预热温度的范围为25℃-200℃。例如为25℃、55℃、120℃、160℃、200℃。激光器模组103设于太阳能电池片200的正上方，激光器模组103包含4个激光器，分别为激光器1031、激光器1032、激光器1033和激光器1034。激光器1031、激光器1032、激光器1033和激光器1034沿履带的运行方向直线分布。激光器的光斑尺寸可通过调节光阑大小来控制。太阳能电池片200的边长为210mm，激光器的光斑均呈正方形，边长为220mm。激光器1031和激光器1032的最高功率为1500w，激光器1033和激光器1034的的最高功率为3000w。其中激光器1031和激光器1032的光斑叠加重合，组合最高功率达到4000w。冷却设备104为风冷设备。履带的传输速度11600mm/min-13600mm/min。例如为11600mm/min、12000mm/min、13000mm/min、13600mm/min。

综合以上，本发明实施例的光注入方法和光注入系统100，用激光器模组103代替led或卤素灯作为光源，使得最大注入能量由20倍太阳光强(sun)提高到60倍sun，并且通过光斑叠加，使得最大注入能力提高到120倍sun光强。而且，激光器模组103的激光光斑面积可根据太阳能电池片200的尺寸进行调节，可以覆盖156mm-210mm所有尺寸的太阳能电池片200。另外，采用led或卤素灯进行光注入时的散热较差，光注入区域的热量聚集，使得太阳能电池片的温度上升，降温控制的难度高。而本发明实施例中，采用激光注入，激光区域能量集中，温度控制更容易。此外，采用履带式的电池片运输设备105，占地面积更小。激光注入的产能与现有烧结更匹配，适用于更快烧结带速。这样，有利于提高光注入的效率。

本发明实施例提供的太阳能电池片200，采用上述任一实施方式的方法制作得到。

本发明实施方式的太阳能电池片200，由于采用激光辐照太阳能电池片200，并在激光辐照的前后分别对太阳能电池片200进行预热处理和降温处理，使得太阳能电池片200的光注入能量较高，光注入电池片电流诱导衰减(carrierinduceddegradation，cid)明显下降，光注入效果较好，可以高效地实现电池的光注入。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。