太阳能电池抗光衰方法及抗光衰退火炉技术

太阳能电池抗光衰方法，包括步骤：S1、加热电池片，使电池片温度上升至100℃～150℃；S2、对电池片进行一次以上反向电流注入，注入过程中使电池片温度保持在180℃～220℃之间，反向电流大小5.0A～7.5A，单次注入时间10min～20min；S3、冷却。太阳能电池抗光衰退火炉，包括机架、载片篮、以及设于机架上的输送机构和工艺腔体，载片篮设于输送机构上，工艺腔体内沿输送机构的输送方向依次设有预热工位、反向电流注入工位及冷却工位，反向电流注入工位设有一个以上且反向电流注入工位设有用于维持电池片温度稳定的主动散热系统，相邻工位之间设有可往复移动的隔热板。本发明专利技术具有操作方便、兼容性好、抗光衰效果明显、适合产业化应用等优点。

Solar cell and method of anti decay resistance to light the fire of recession

Methods anti decay solar cell comprises the steps of: heating, S1 battery, the battery temperature rises to 100 to 150 DEG C; S2, for more than one reverse current on the cell injection, the injection process of the battery temperature maintained at between 180 to 220 DEG C, reverse current 5.0A ~ 7.5A. A single injection of 10min ~ 20min; S3, cooling. Solar light anti recession stove, comprises a conveying mechanism and process chamber frame, slide basket, and arranged on the machine frame, slide the basket in the conveying mechanism, the conveying direction along the conveying mechanism of the process chamber are sequentially arranged preheating station, reverse current injection station and cooling station, reverse current injection station is provided with more than one and reverse current injection station is provided with active cooling systems for maintaining the battery temperature stable, can be heat insulation plate reciprocating arranged between the adjacent station. The invention has the advantages of convenient operation, good compatibility and anti attenuation effect, suitable for the industrial application.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳能电池抗光衰技术，尤其涉及一种太阳能电池抗光衰方法及抗光衰退火炉。
技术介绍
光致衰减(LightInducedDegradation,LID)简称光衰，是指太阳能电池及组件在光照过程中引起的功率衰减现象。一般认为P型（掺硼）太阳能电池光致衰减的主要原因，是由双氧原子在多余载流子的作用下向替位硼原子快速扩散结合成硼氧复合体而引起的。这种硼氧复合体是一种亚稳态缺陷，形成了复合中心，能有效俘获并复合在光照下太阳能电池中产生的多余载流子，从而显著降低少数载流子寿命及缩短少数载流子扩散长度，最终造成太阳能电池光电转换效率的衰减。其中，硅片中的硼、氧含量越大，在光照或载流子注入条件下产生的硼氧复合体越多，少子寿命降低的幅度就越大。高效率晶硅电池技术发展迅速，其中PERC技术是晶硅太阳能电池近年来最具性价比的效率提升手段，PERC技术与常规电池生产线兼容性高，生产线改造投资低，效率提升效果明显。PERC技术的成功工业化应用，大大增强了P型晶硅的竞争力，推迟了N型晶硅的市场化进程。但PERC结构电池LID相比普通晶硅太阳能电池偏高，机理暂不明确，可能与电池的介质钝化膜有关，也可能与PERC电池更高的开路电压有关。尽管目前先进的电池制造工艺对消除这种现象有很大帮助，但是其导致的效率衰减始终保持在2～3%左右，公开信息显示，通过晶硅制造和电池片制造两道环节采取措施，目前一线晶硅太阳能电池厂商也仅能将单晶PERC的LID降至2%以内。高效P型PERC电池光致衰减较高的问题，影响了PERC技术的竞争力。目前，在学术界已经报道了很多抑制甚至消除光致衰减的方法，例如稼或磷代替硼掺杂，低氧或无氧衬底硅等，但这些方法在产业应用中或是技术难度太大，或是投入成本太高，都难以在企业中实现量产创造显著的经济效益。其次，电池片和掺杂的类型不同，对应的抗光衰技术也有所区别，造成各种抗光衰技术缺乏兼容性，更加难以实现产业应用。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种操作方便、兼容性好、抗光衰效果明显、适合产业化应用的太阳能电池抗光衰方法及抗光衰退火炉。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种太阳能电池抗光衰方法，包括以下步骤：S1、电池片预热：加热电池片，使电池片温度上升至100℃～150℃；S2、一次以上的反向电流注入：对电池片进行反向电流注入，注入过程中对电池片进行主动散热使电池片温度保持在180℃～220℃之间，反向电流大小5.0A～7.5A，单次注入时间10min～20min；S3、冷却。作为上述技术方案的进一步改进：步骤S1中预热温度为110℃；步骤S2中，注入过程中电池片温度保持在200℃，反向电流大小6A，单次注入时间为15min，反向电流注入的次数为三次。一种太阳能电池抗光衰退火炉，包括机架、载片篮、以及设于机架上的输送机构和工艺腔体，所述载片篮设于所述输送机构上，所述工艺腔体内沿所述输送机构的输送方向依次设有预热工位、反向电流注入工位及冷却工位，所述反向电流注入工位设有一个以上且反向电流注入工位设有用于维持电池片温度稳定的主动散热系统，相邻工位之间设有可往复移动的隔热板。作为上述技术方案的进一步改进：所述预热工位设有多根电热管。所述反向电流注入工位设有夹紧注入机构，所述夹紧注入机构包括上电极块、上电极块升降驱动组件、下电极块及下电极块升降驱动组件，所述上电极块和所述下电极块分设于所述载片篮上下两侧，所述载片篮与所述输送机构之间绝缘隔离，所述上电极块与电源的负极连通，所述下电极块与电源的正极连通，所述上电极块升降驱动组件与所述上电极块连接，所述下电极块升降驱动组件与所述下电极块连接。所述上电极块和所述下电极块上都均匀设有多个凹槽，且上电极块和下电极块各配设一条电热丝，所述电热丝缠绕于多个凹槽内。所述上电极块升降驱动组件包括双杆驱动气缸、绝缘连接板、安装板及一对缓冲杆，所述双杆驱动气缸的驱动杆与所述绝缘连接板中部连接，一对缓冲杆相对布置于所述双杆驱动气缸两侧，所述安装板与一对缓冲杆下端固定连接，所述上电极块安装于所述安装板下侧，所述缓冲杆上设有限位件、缓冲弹簧及径向凸台，所述绝缘连接板活动地套设于所述缓冲杆上，所述限位件位于绝缘连接板上侧，所述缓冲弹簧抵设于绝缘连接板下侧与所述径向凸台之间。所述下电极块升降驱动组件包括绝缘底板、连接于绝缘底板下侧的多个笔形驱动气缸、设于绝缘底板上的多个导向座以及与导向座一一对应设置的导向杆，多个笔形驱动气缸和多个导向座均沿下电极块周向布置，所述导向杆下端与所述与导向座固定连接，上端与所述下电极块螺纹连接。所述冷却工位也设有所述主动散热系统，所述主动散热系统包括冷却风机及设于输送机构上侧的排热风机，所述冷却风机共有三个并分别设于所述输送机构的下侧、左侧和右侧。所述输送机构包括多个依次衔接的输送单元，所述输送单元包括输送电机、传动轴以及多对输送辊轴，所述输送电机的输出轴和所述传动轴上均装设有传动链轮且两传动链轮之间通过传动链条连接，所述传动轴两侧分别设有同步带轮，多对输送辊轴沿输送机构的输送方向平行布置，各输送辊轴上也设有同步带轮，所述传动轴上的同步带轮和同侧的输送辊轴上的同步带轮通过同步带连接，所述载片篮设于所述输送辊轴上并于接触处设置有绝缘垫块。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术公开的太阳能电池抗光衰方法，首先将电池片预热至100℃～150℃，然后进行一次以上的反向电流注入，单片电池片在常温下的电阻值在200Ω左右，注入反向电流之后，电池片会迅速发热，通过对电池片进行主动散热，使电池片温度保持在180℃～220℃这一特定区间，配合特定的电流大小和注入时间，电池片内部的硼氧复合体发生转变，性质非常稳定、活性很弱，从而减少了俘获和复合在光照下太阳能电池中产生的多余载流子，抑制了太阳能电池的光致衰减效应，稳定了高效晶体硅电池的光电转化效率。经过多次测试表明本专利技术公开的太阳能电池抗光衰方法，可将常规单晶硅电池的光衰降低至1%以内，针对PERC电池，抗光衰效果可以控制在1.5%以内，效果非常明显，且相比实验室内的各种抗光衰方法操作更简单，可用于不同类型和掺杂方式的电池片，兼容性好，适合产业化应用。本专利技术公开的抗光衰退火炉，其工艺腔体内沿输送机构的输送方向依次设置预热工位、反向电流注入工位及冷却工位，反向电流注入工位设置主动散热系统来维持电池片温度区间的稳定，各工位之间设置可往复移动的隔热板进行隔离，载片篮内层叠的电池片先后进入预热工位、反向电流注入工位及冷却工位完成相应的工艺过程，同一时间各工位可同时运行，实现流水线式工艺处理，相比在同一工位先后完成各工艺过程，产能显著提高，适合产业化应用，经济效益明显。附图说明图1是本专利技术太阳能电池抗光衰退火炉的主视结构示意图。图2是本专利技术太阳能电池抗光衰退火炉的俯视结构示意图。图3是本专利技术太阳能电池抗光衰退火炉的侧视结构示意图。图4是本专利技术中的夹紧注入机构的结构示意图。图中各标号表示：1、机架；2、载片篮；21、绝缘垫块；3、输送机构；31、输送单元；311、输送电机；312、传动轴；313、输送辊轴；314、传动链轮；315、传动链条；316、同步带轮；317、同步带；318、压紧轴；4、工艺腔体；4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池抗光衰方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、电池片预热：加热电池片，使电池片温度上升至100℃～150℃；S2、一次以上的反向电流注入：对电池片进行反向电流注入，注入过程中对电池片进行主动散热使电池片温度保持在180℃～220℃之间，反向电流大小5.0A～7.5A，单次注入时间10min～20min；S3、冷却。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池抗光衰方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、电池片预热：加热电池片，使电池片温度上升至100℃～150℃；S2、一次以上的反向电流注入：对电池片进行反向电流注入，注入过程中对电池片进行主动散热使电池片温度保持在180℃～220℃之间，反向电流大小5.0A～7.5A，单次注入时间10min～20min；S3、冷却。2.根据权利要求1所述的太阳能电池抗光衰方法，其特征在于：步骤S1中预热温度为110℃；步骤S2中，注入过程中电池片温度保持在200℃，反向电流大小6A，单次注入时间为15min，反向电流注入的次数为三次。3.一种太阳能电池抗光衰退火炉，其特征在于：包括机架（1）、载片篮（2）、以及设于机架（1）上的输送机构（3）和工艺腔体（4），所述载片篮（2）设于所述输送机构（3）上，所述工艺腔体（4）内沿所述输送机构（3）的输送方向依次设有预热工位（41）、反向电流注入工位（42）及冷却工位（43），所述反向电流注入工位（42）设有一个以上且反向电流注入工位（42）设有用于维持电池片温度稳定的主动散热系统（5），相邻工位之间设有可往复移动的隔热板（6）。4.根据权利要求3所述的太阳能电池抗光衰退火炉，其特征在于：所述预热工位（41）设有多根电热管（7）。5.根据权利要求3所述的太阳能电池抗光衰退火炉，其特征在于：所述反向电流注入工位（42）设有夹紧注入机构（8），所述夹紧注入机构（8）包括上电极块（81）、上电极块升降驱动组件（82）、下电极块（83）及下电极块升降驱动组件（84），所述上电极块（81）和所述下电极块（83）分设于所述载片篮（2）上下两侧，所述载片篮（2）与所述输送机构（3）之间绝缘隔离，所述上电极块（81）与电源的负极连通，所述下电极块（83）与电源的正极连通，所述上电极块升降驱动组件（82）与所述上电极块（81）连接，所述下电极块升降驱动组件（84）与所述下电极块（83）连接。6.根据权利要求5所述的太阳能电池抗光衰退火炉，其特征在于：所述上电极块（81）和所述下电极块（83）上都均匀设有多个凹槽（85），且上电极块（81）和下电极块（83）各配设一条电热丝（86），所述电热丝（86）缠绕于多个凹槽（85）内。7.根据权利要求5或6所述的太阳能电池抗光衰退火炉，其特征在于：所述上电极块升降驱动组件（82）包括双杆驱动气缸（821）、绝...

【专利技术属性】
技术研发人员：李斌，罗志高，肖洁，曹明旺，吴得轶，谢振勇，
申请(专利权)人：湖南红太阳光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43