一种抗衰减掺硼电池组件及其生产方法技术

本发明专利技术公开一种抗衰减掺硼电池组件及其生产方法，先将电池串、玻璃、EVA和背板进行叠层，再对叠层结构进行预层压；再对叠层结构的电极施加正向偏压；再对叠层结构进行层压，层压过程中，对叠层结构施加正向偏压；层压结束后，将叠层结构降温至80‑120摄氏度；再在80‑120摄氏度下对叠层结构进行光照，同时对叠层结构的电极施加正向偏压；最后将叠层结构冷却至工艺要求温度，流出叠层结构并进入下一工序。本发明专利技术在注入非平衡载流子过程中充分利用了层压工序的各个工序热历史，降低和抑制晶体硅太阳能组件光致衰减，同时组件层压后也整合了电注入及光注入工艺，整个工艺流程简单方便利于实现产业化推广，也降低了整个组件制造的成本。

【技术实现步骤摘要】
一种抗衰减掺硼电池组件及其生产方法
本专利技术属于太阳能光伏组件
，具体涉及一种抗衰减掺硼电池组件及其生产方法。
技术介绍
目前晶体硅太阳能电池组件大规模使用的是掺硼P型硅片。掺硼P型硅片制备成的太阳电池片，当其暴晒于阳光之下，电池性能会发生衰减，最终达到一个稳定的电池性能数值，这种现象通常称之为光致衰减。据相关研究报道单晶掺硼全铝背场常规单晶硅电池效率衰减率在2-3％，单晶掺硼单晶PERC电池的效率衰减率会在3-5％。衰减机理普遍认为由于硼氧键及其他复合中心的存在，电池或组件在额外的非平衡载流子注入的情况下，引起复合导致少子寿命和扩散长度降低，最终引起电池及组件电性能下降。目前可以解决光致衰减问题主要有以下方法。一种是控制氧含量或掺杂其他元素，如掺镓或磷替代硼掺杂，但是受限于硅片制造成本和电池工艺等因素影响均未实现大规模的产业化推广。近来另一种新方法被提出，在电池片制备完成后在一定温度下的通过非平衡载流子注入使硼氧键失活达到抑制光致衰减的效果。如中国专利公开号CN105789382A介绍了在一定温度下电池片通过正向偏置电压的方式来抑制光衰。但此方法是将电池片进行预处理，但在后续的组件封装过程中需要进行焊接和层压等封装工艺，工艺温度分别达到了200℃和120℃以上，存在再次激活硼氧键，导致光致衰减的风险。另外，中国专利公开号CN104505426A介绍了太阳能组件在层压工序在一定的温度下正向偏置电压的处理方式来使硼氧键对失活，达到抑制光衰效果。此方法充分利用了层压过程中的热历史，避免串焊和层压热历史激活硼氧对的风险，但此工艺要求电注入工艺和层压高度匹配与兼容，但现有的层压工艺和电注入工艺兼容性存在着较大的问题，导致无法大规模推广产业化。从现有技术中行业经验来看，抑制晶硅电池光致衰减的常见手段有：1、用掺镓电池片代替掺杂硼电池；2、掺硼电池电注入或光注入工艺；3、层压再注入工艺；现有技术存在的缺点1、Ga元素成本高，由于Ga分凝系数小只有0.008，拉棒时尾部电阻率偏低，硅棒利用率不如掺硼P型拉棒且掺镓硅片做成的电池在部分国家有专利限制不能销售；2、掺硼电池电注入或光注入工艺电池片预处理后进行组件封装的过程中需要进行焊接和层压等封装工艺，工艺温度分别达到了200℃和120℃以上，存在再次激活硼氧键，导致光致衰减的风险，另外电注入过程中电流及温度分布不均，导致电注入效果差异性大；3、层压再注入工艺与现有的层压工艺兼容存在着一定的问题，如专利公开号CN105789382A介绍，电注入温度的范围为140℃-300℃，时间为0.5小时-1小时，与现有的常规层压工艺偏差大。工艺过程中温度过高、时间过长容易导致EVA过交联及背板鼓泡同时也影响现有层压机的产能。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的问题，本专利技术目的是解决现有技术中的层压再注入工艺中电注入工艺和层压工艺不兼容的技术问题，提供一种抗衰减掺硼电池组件及其生产方法，本专利技术通过新的层压工艺步骤和电注入、光注入工艺结合，实现了层压工序和电注入及光注入完美的结合，抑制了掺硼组件的光致衰减同时也未影响到层压机的产能，降低组件制造成本，利于产线大规模推广。本专利技术提供的完整技术方案如下：一种抗衰减掺硼电池组件的生产方法，包括如下步骤：步骤1，将电池串、玻璃、EVA和背板按照光伏组件设计版型进行叠层，形成叠层结构；步骤2，对叠层结构进行预层压，预层压时，将叠层结构加热到110-130摄氏度；步骤3，再对进行完步骤2的叠层结构的电极施加正向偏压，施加时间为300-600s，电流大小为6-12A；步骤4，再在130-150摄氏度下对进行完步骤3的叠层结构进行层压，层压过程中，对叠层结构的电极施加正向偏压，施加时间为300-600s，电流大小为6-12A；步骤5，待步骤4层压结束后，将叠层结构降温至80-120摄氏度，再将层压完成的叠层结构输出；步骤6，再在80-120摄氏度下对进行完步骤5的叠层结构进行光照，光强为1kW/m2-30kW/m2，同时对叠层结构的电极施加正向偏压，施加时间为300-600s，电流大小为6-12A；步骤7，待步骤6结束后，将叠层结构冷却至工艺要求温度，流出叠层结构并进入下一工序。叠层结构的预层压和层压均在层压机中进行。层压机上设置有恒流源输出探针，对叠层结构的电极施加正向偏压时，恒流源输出探针与叠层结构的电极接触。对叠层结构进行预层压前，层压机先抽真空，再对叠层结构加压，再进行升温，在层压机的第1腔体进行预层压，第1腔体中的加热温度为110-130摄氏度。层压机的第2腔体对叠层结构进行层压，使叠层结构进行层压交联过程，层压结束后，叠层结构完成层压交联过程并且层压机的第2腔体进行放气。层压机的第3腔体对层压结束后的叠层结构进行降温。采用LED灯对叠层结构进行光照。一种抗衰减掺硼电池组件，该抗衰减掺硼电池组件通过上述生产方法制得。本专利技术具有如下有益效果：本专利技术在注入非平衡载流子过程中充分利用了层压工序的各个工序热历史，降低和抑制晶体硅太阳能组件光致衰减，同时组件层压后也整合了电注入及光注入工艺，整个工艺流程简单方便利于实现产业化推广，也降低了整个组件制造的成本。本专利技术通过新的层压工艺步骤和电注入、光注入工艺结合，实现了层压工序和电注入及光注入完美的结合，抑制了掺硼组件的光致衰减同时也未影响到层压机的产能，降低组件制造成本，利于产线大规模推广。本专利技术通过电注入及光注入相互结合的方式能够减少或消除硼氧复合体对组件功率衰减的影响，同时也解决了层压再注入时工艺不匹配导致的功率衰减。本专利技术制作的抗衰减掺硼电池组件在60KWH室外光照后，功率衰减在2％以内。具体实施方式下面结合实施例来对本专利技术作进一步的说明。本专利技术抗衰减掺硼电池组件的生产方法的具体操作步骤如下：步骤1、电池片串焊后，将电池串、玻璃、EVA和背板按照光伏组件设计版型进行层叠，形成叠层结构，接着通过层压机对叠层结构准备层压；步骤2、层压机第1腔体层压腔室开始抽真空，并对叠层结构加压，再进行升温，然后进入预层压阶段，预层压时，第1腔体加热到110-130摄氏度；再由传送带将叠层结构送入层压机的层压系统，层压机腔体的上层高温布与恒流源输出探针采用密封设计，探针露出，叠层结构的位置由腔室内的位置传感器确定，探针与叠层结构的电极接触，开始向叠层结构施加正向偏压，施加时间为300-600s，电流的大小为6A-12A；步骤3、层压机的第2腔体加热至正常层压工艺温度，温度在130-150摄氏度。叠层结构通过传送系统从第1腔体进入第2腔体，在第2腔体的腔室内，恒流源输出探针与叠层结构的电极接触，开始向叠层结构施加正向偏压，施加时间为300-600s，电流的大小为6A-12A。待叠层结构层压交联过程结束及第2腔体的腔室完成放气后，叠层结构通过传送系统进入第3腔室；步骤4、当组件进入第3腔体时，冷却系统开始工作，叠层结构温度开始下降，直至叠层结构的温度降至80-120摄氏度，通过传送带送出叠层结构，使叠层结构进入第4腔体；步骤5、第4腔体中设有温控系统和LED光照系统，当层压好的叠层结构送至第4腔体后，温控系统与LED光照系统开始工作，温度控制在80-120摄氏度，恒直流源装置中探针与叠层结构电极接触，施加正本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗衰减掺硼电池组件的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，将电池串、玻璃、EVA和背板按照光伏组件设计版型进行叠层，形成叠层结构；步骤2，对叠层结构进行预层压；步骤3，再对进行完步骤2的叠层结构的电极施加正向偏压，施加时间为300‑600s，电流大小为6‑12A；步骤4，再对进行完步骤3的叠层结构进行层压，层压过程中，对叠层结构的电极施加正向偏压，施加时间为300‑600s，电流大小为6‑12A；步骤5，待步骤4层压结束后，将叠层结构降温至80‑120摄氏度，再将叠层结构输出；步骤6，再在80‑120摄氏度下对进行完步骤5的叠层结构进行光照，光强为1kW/m2‑30kW/m2，同时对叠层结构的电极施加正向偏压，施加时间为300‑600s，电流大小为6‑12A；步骤7，待步骤6结束后，将叠层结构冷却至工艺要求温度，流出叠层结构并进入下一工序。

【技术特征摘要】
1.一种抗衰减掺硼电池组件的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，将电池串、玻璃、EVA和背板按照光伏组件设计版型进行叠层，形成叠层结构；步骤2，对叠层结构进行预层压；步骤3，再对进行完步骤2的叠层结构的电极施加正向偏压，施加时间为300-600s，电流大小为6-12A；步骤4，再对进行完步骤3的叠层结构进行层压，层压过程中，对叠层结构的电极施加正向偏压，施加时间为300-600s，电流大小为6-12A；步骤5，待步骤4层压结束后，将叠层结构降温至80-120摄氏度，再将叠层结构输出；步骤6，再在80-120摄氏度下对进行完步骤5的叠层结构进行光照，光强为1kW/m2-30kW/m2，同时对叠层结构的电极施加正向偏压，施加时间为300-600s，电流大小为6-12A；步骤7，待步骤6结束后，将叠层结构冷却至工艺要求温度，流出叠层结构并进入下一工序。2.根据权利要求1所述的一种抗衰减掺硼电池组件的生产方法，其特征在于，叠层结构的预层压和层压均在层压机中进行。3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建波，吕俊，
申请(专利权)人：泰州隆基乐叶光伏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32