修复硅基光伏太阳能电池的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种修复至少一个硅基光伏太阳能电池的装置，其包括电池(2)的支撑体(1)和在光伏太阳能电池(2)内产生电荷载流子的装置(3)。该装置还具有装满液体(5)的箱体(4)，并且支撑体(1)配置为将光伏太阳能电池(2)设置于液体(5)中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】修复硅基光伏太阳能电池的装置和方法
本专利技术涉及一种设计为消除硅基光伏太阳能电池在光照下的效率劣化效应的装置和方法。
技术介绍
由非晶硅(a-Si)、单晶硅(SC-Si)或多晶硅(MC-Si)制成的基片制作的光伏太阳能电池，在光照下可经历效率的劣化效应。在光伏太阳能电池的第一次使用期间会出现此现象，并且通常被称为LID效应(LID代表光致衰减)。光伏太阳能电池在光照下的这种效率劣化效应的来源的物理机制仍然不完全为人所知。此外，一些科学研究表明，当光伏太阳能电池在光照下，存在于硅中的轻元素，尤其是氢(H)，硼(B)和氧(O)原子，通常参与缺陷的形成和激活。可以通过向光伏太阳能电池中注入电荷载流子并同时加热所述电池来消除LID效应。国际专利申请WO2007/107351公开了一种方法，旨在当光伏太阳能电池被照射时，实现光伏太阳能电池的效率的稳定。在该文献中，电池的修复方法包括通过照射或正向极化光伏太阳能电池的电荷载流子注入步骤，以及将基片加热到50℃-230℃之间的温度的加热步骤。这种修复方法使经处理的光伏太阳能电池在正常工作条件下能恢复稳定的性能。然而，这种类型的修复方法需要对温度的精确控制。修复效应实际上仅在光伏太阳能电池的温度不超过某一限定的温度时发生，该限定的温度通常约为200℃或者甚至更低的温度。实际上当某些硅基光伏太阳能电池的温度保持在超过150℃时，他们的性能可以被影响。此外，在上面的参考文献中描述的方法需要很长的处理时间以完全修复光伏太阳能电池。处理时间是指当在电池中产生电荷载流子时太阳能电池保持在某一温度的时间。处理时间可长达上百小时左右，这使得该方法与光伏太阳能电池的传统的工业制作方法是不相容的。实际上，通过该文献中的方法已经进行了处理，以修复太阳能电池的效率，其中该太阳能电池是由通过冶金提纯的硅制成的基片制作的。对于这种类型的太阳能电池，修复机制需要10至40小时的介于150-180℃之间的高温。此外，光伏太阳能电池的修复动力可以通过增加注入到经处理的光伏太阳能电池的电荷载流子的数量来加速。特别是可通过增加入射光照的功率或输入到电池的电流强度来实现这种增加。然而，增加入射光功率或输入电流会导致光伏太阳能电池的温度上升的非常高，从而限制甚至完全抵消光伏太阳能电池的修复效应。技术申请CN201450015描述了一种加热和照射硅基太阳能电池以修复他们的装置。该装置包括一个风扇系统，该风扇系统在进行处理时用来冷却光伏太阳能电池。然而，使用基于风扇的系统不能使太阳能电池得到好的质量。特别地，据观察这种类型的装置可产生机械应力的问题，由此在光伏太阳能电池中产生微裂纹。
技术实现思路
存在一种需求，以提供一种有效的装置来修复硅基光伏太阳能电池，抵消光照下的效率的劣化，而同时保持处理过的电池的机械完整性和光电性能。倾向于通过提供一种至少一个硅基光伏太阳能电池的修复装置以满足该需求，所述装置包括光伏太阳能电池的支撑体，以及在光伏太阳能电池中产生电荷载流子的装置。该装置还包括箱体，该箱体装满液体，并且所述支撑体配置为将光伏太阳能电池放置在液体中的。还提供了一种修复至少一个硅基光伏太阳能电池的方法，该方法通过在电池中产生电荷载流子抵消光照下的效率劣化。该方法包括，当在光伏太阳能电池中产生电荷载流子时，所述光伏太阳能电池被浸入在液体中，以便将光伏太阳能电池的温度调节至一个在50℃-230℃的温度范围内的目标温度值或者温度范围。附图说明下面对本专利技术给出的具体实施例的描述将使得其他优点和特征变得更加清楚明显，本专利技术给出的具体实施例仅为非限制性目的的示例，并在附图中示出，其中：图1至图4和图6为根据不同实施例的装置的横截面示意图；图5为图4所示装置的俯视图。具体实施方式下面描述的修复硅基光伏太阳能电池的装置与现有技术的不同点尤其在于，该装置提供一种元件，当实施修复方法时，该元件使所述光伏太阳能电池的温度能够调节以增加经处理的电池的修复动力。根据如图1所示的特定实施例，一个硅基光伏电池的修复装置包括至少一个光伏太阳能电池2的支撑体1。所述修复装置还包括在光伏太阳能电池2中产生电荷载流子的装置3，和优选地一个热源(未示出)，其配置为加热光伏太阳能电池2。电荷载流子产生装置3例如可包括照射光伏太阳能电池2的光源，和/或向光伏太阳能电池2注入电流的装置。在图1中，电荷载流子产生装置3表示成一个光源3b，其通过一个光束3f照射光伏太阳能电池2.电荷载流子产生装置3还可构成所述修复装置的热源。例如，卤素灯即可以构成电荷载流子产生装置又可以构成热源。所述修复装置使光伏太阳能电池2被加热，同时向光伏太阳能电池2注入电荷载流子以修复在光照下受效率劣化影响的所述电池。为了增加修复效率并加速它的动力，所述装置包括箱体4，配置为装满液体5。支撑体1还配置为将光伏太阳能电池2放置在液体5中。特别地，电池完全浸在液体5中。箱体4包括底面4-f和侧壁。在特定的实施例中，所述侧壁包括布置在与箱体4的第一端齐平的第一侧壁4-1，以及布置与第二端齐平的第二侧壁4-2，第一端与第二端在太阳能电池2排列的纵向4-a上相对。当注入电荷载流子时，包含当注入大量的载流子时，具有箱体4修复装置有利地使光伏太阳能电池2的温度有效地和均匀地消散。载流子的大量注入能够加速修复动力，从而减少光伏电池的处理时间。由于液体5将光伏电池2淹没，由电荷载流子的注入量产生的温度上升被有效地消散，实现了光伏太阳能电池的温度调节，同时避免了热机械应力的问题。因此修复装置能够进行快速有效地修复硅基光伏电池，同时保存所述电池的机械完整性。在上述实施例中，所述修复装置优选地包括一个热源，其配置为加热光伏太阳能电池。然而，热源是可选的；光伏太阳能电池也可以仅由液体5直接加热。如图2所示的特定实施例中，修复装置的箱体4包括液体5的温度的调节器6。调节器6可包括例如热电装置或电阻加热器，热电装置或电阻加热器设置在箱体4的壁中并由在图2中未示出的控制电路进行控制。调节器6使箱体4中液体5的温度能够被精确地控制并因此使光伏太阳能电池2的温度能够被精确地控制。从而当进行电荷载流子注入时，调节器6将光伏太阳能电池2的温度调节至一个目标温度值或温度范围。有利地，液体5的温度的调节器6配置为将光伏太阳能电池2的温度调节至一个特定的温度值(例如170℃)，或在一个特定的温度范围内(例如在120℃～190℃)。无论调节是否涉及一个给定的温度值或温度范围，目标温度值或温度范围仍始终保持在50℃-230℃的温度范围内。对于硅基光伏电池，修复效果实际上仅在电池的温度位于这个温度范围内时才能够实现。因此50℃-230℃的温度范围使光伏电池能够实现快速有效地修复，消除在光照下的效率的劣化效应，同时保持经处理的电池的光电性能。为了精确地控制液体5和/或光伏太阳能电池2的温度，还可以在装置的整个度上装配热电偶。如图3所示的特定实施例中，箱体4包括循环装置7，使液体5在箱体4中循环流动。液体5的循环装置7包括第一导管7c-1和第二导管7c-2，第一导管7c-1和第二导管7c-2在它们的一个端部彼此连接。第一导管7c-1可通过形成在第一侧壁4-1的开口连接到箱体4。第二导管优选地通过形成在第二侧壁4-2的开口连接到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种至少一个硅基光伏太阳能电池的修复装置，所述装置包括：‑光伏太阳能电池(2)的支撑体(1)；‑在所述光伏太阳能电池(2)内产生电荷载流子的装置(3)；其特征在于，其包括箱体(4)，设计为装满液体(5)，所述支撑体(1)配置为将所述光伏太阳能电池(2)放置于液体(5)中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.09.14 FR 12024541.一种至少一个硅基光伏太阳能电池的修复装置，所述修复装置设计为抵消所述至少一个硅基光伏太阳能电池在光照下效率的劣化，所述修复装置包括：-光伏太阳能电池(2)的支撑体(1)；-在所述光伏太阳能电池(2)内产生电荷载流子的装置(3)；其特征在于，其包括箱体(4)，设计为装满液体(5)，所述支撑体(1)配置为将所述光伏太阳能电池(2)放置于液体(5)中。2.根据权利要求1所述的修复装置，其特征在于，所述箱体(4)包括所述液体(5)的温度的调节器(6)。3.根据权利要求2所述的修复装置，其特征在于，所述液体(5)的温度的调节器(6)配置为将所述光伏太阳能电池(2)的温度调节至在50℃-230℃的温度范围内的目标温度值或温度范围。4.根据权利要求2所述的修复装置，其特征在于，所述液体(5)的温度的调节器(6)包括设置在箱体(4)的壁中的电阻加热器和/或热电装置。5.根据权利要求1-4中任一项所述的修复装置，其特征在于，所述箱体(4)包括在箱体(4)中的液体(5)的循环装置(7)。6.根据权利要求1所述的修复装置，其特征在于，所述箱体(4)包括在箱体(4)中的液体(5)的机械搅拌电路(8)。7.根据权利要求1-4中任一项所述的修复装置，其特征在于，其包括所述箱体(4)中的支撑体(1)的运动装置(9)，其配置为使光伏太阳能电池(2)以与箱体(4)中的液体(5)的表面平行的方向(4-a)移动。8.根据权利要求1-4中任一项所述的修复装置，其特征在于，所述支撑体(1)包括贯通孔(10)，使...

【专利技术属性】
技术研发人员：S杜波伊斯，N恩贾尔伯特，JP加兰德特，P吉唐，F塔奈，J维曼，
申请(专利权)人：原子能和代替能源委员会，
类型：发明
国别省市：法国;FR