一种制备双面太阳能电池的设备及方法技术

本发明专利技术涉及一种制备双面太阳能电池的设备及方法，包括多个蒸镀腔室和若干个切割腔室，在每个蒸镀腔室和切割腔室内分别设置传送装置，在每个蒸镀腔室的传送装置的上下方分别设置了给电池基片的上下两面同时沉积功能层的上方蒸镀源和下方蒸镀源，在每个切割腔室的传送装置的上下方分别设置了上切割器和下切割器；上方蒸镀源设有源炉体和上方坩埚，在源炉体的底面设有炉体开孔，在上方坩埚的底面设有坩埚通孔，位于坩埚容腔内的蒸镀功能层材料的蒸发气体通过坩埚通孔和炉体开孔后向下沉积到电池基片表面并蒸镀沉积成所需要的功能层。本发明专利技术满足在上下面同时沉积双面太阳能电池的需求，极大的缩短了双面电池制备的时间，节省了人力和物力。

【技术实现步骤摘要】
一种制备双面太阳能电池的设备及方法
本专利技术属于太阳能电池制备
，特别涉及一种制备双面太阳能电池的设备及方法。
技术介绍
钙钛矿太阳能电池近年来能量转化效率得到了突飞猛进的进展，其商业化的应用也越发得到大家的广泛关注。基于双面晶硅电池能够在单位时间内提供更多的电能输出，钙钛矿太阳能电池今后进入市场与晶硅组件进行竞争，也需要开发类似双面钙钛矿太阳电池的产品。目前的钙钛矿组件的面积已经可以与晶硅组件相当，但基于现有的传统的蒸镀设备大多都只有底部的单源进行蒸镀，因此大大降低了钙钛矿组件的制备效率，想要制备双面电池大多要先进行正面电池的制备，再进行反面电池的制备，这对于双面钙钛矿电池产品的开发是一个很大的挑战。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种可连续地制备双面太阳能电池的设备及方法，满足在上下面同时沉积双面太阳能电池的需求，极大的缩短了双面电池制备的时间，节省了人力和物力。本专利技术是这样实现的，提供一种制备双面太阳能电池的设备，包括多个给电池基片蒸镀各种功能层的蒸镀腔室，以及若干个对蒸镀在电池基片表面的功能层进行刻划加工的切割腔室，在每个蒸镀腔室和切割腔室内分别设置传送电池基片的传送装置，在每个蒸镀腔室的传送装置的上下方分别设置了给电池基片的上下两面同时蒸镀沉积功能层的上方蒸镀源和下方蒸镀源，在每个切割腔室的传送装置的上下方分别设置了给电池基片的上下两面同时进行刻划加工的上切割器和下切割器；上方蒸镀源设有源炉体和上方坩埚，上方坩埚设置在源炉体内，源炉体的顶面密闭，在源炉体内设有加热丝，在源炉体的底面设有炉体开孔，在上方坩埚的底面也设有与炉体开孔同轴的坩埚通孔，坩埚通孔位于待蒸镀的电池基片上方，在上方坩埚内设有盛装蒸镀功能层材料的坩埚容腔，位于坩埚容腔内的蒸镀功能层材料的蒸发气体通过坩埚通孔和炉体开孔后向下沉积到电池基片表面并蒸镀沉积成所需要的功能层。进一步地，所述制备双面太阳能电池的设备还包括用于通过溅射方式制备电池基片功能层的溅射腔室，在溅射腔室内设有对电池基片的上下面分别进行溅射蒸镀功能层的溅射装置。进一步地，在相邻的蒸镀腔室与切割腔室之间还分别设置若干等待腔室。进一步地，在蒸镀腔室之前还设置有用于放置待蒸镀电池基片的进样腔室。进一步地，在坩埚通孔处设置多孔金属过滤层。进一步地，在坩埚容腔内设有对蒸镀材料进行搅拌的搅拌装置。进一步地，所述搅拌装置包括磁力控制系统和由多个磁力座和弹簧圈组成的磁力旋转座，弹簧圈套接在磁力座的外缘，在每个磁力座底部设置安装孔，在安装孔的底部设置有磁铁，对应地在上方坩埚上设置凸起的磁力棒，磁力座通过安装孔活动地套接在磁力棒上，在磁力棒底部所对应的源炉体内设置磁力柱，磁力控制系统通过磁力柱变换磁力棒的极性，以驱动磁力旋转座绕其所在的磁力棒转动。进一步地，在上方坩埚底部所处位置的源炉体上设置可开启和闭合的源炉底盖，炉体开孔设置在源炉底盖上。进一步地，在上方坩埚的外周缘设置外螺纹，在与其对应的源炉体上设置与外螺纹配合的内螺纹。进一步地，在相邻的两个腔室之间设置了过滤隔板，在过滤隔板上设置便于电池基片通过的自动感应门。进一步地，过滤隔板包括多孔金属层、纤维多孔聚合物层和多孔碳材料层，其中，多孔金属层位于外层，多孔碳材料层位于内层，纤维多孔聚合物层则位于多孔金属层与多孔碳材料层之间。进一步地，在切割腔室内还设置便于上切割器和下切割器移动的上切割器滑轨和下切割器滑轨。进一步地，下方蒸镀源包括设有盛装蒸镀材料的下方坩埚，下方坩埚位于待蒸镀的电池基片下方。进一步地，源炉体外壁的材料为不锈钢。进一步地，磁力座的材料氮化锆，弹簧圈的材料为不锈钢。进一步地，下方蒸镀源包括盛装蒸镀材料的下方坩埚，下方坩埚位于待蒸镀的电池基片下方。本专利技术是这样实现的，提供一种制备双面太阳能电池的方法，使用了如前所述的一种制备双面太阳能电池的设备，该制备双面太阳能电池的方法包括如下步骤：步骤一、将上下两面已制备导电层且已对该导电层进行了第一次刻划加工后的电池基片送入蒸镀腔室，在不同的蒸镀腔室内对电池基片的上下面依次分别蒸镀第一载流子传输层、吸光层和第二载流子传输层；步骤二、再将步骤一处理后的电池基片送入切割腔室，使用其内的上切割器和下切割器对电池基片的上下面进行第二次刻划加工；步骤三、在步骤二处理后的电池基片的上下面上制备背电极；步骤四、将步骤三处理后的电池基片送入另一切割腔室，使用其内的上切割器和下切割器对电池基片的上下面进行第三次刻划加工，直至完成双面电池组件成品的制备。与现有技术相比，本专利技术的一种制备双面太阳能电池的设备及方法具有以下特点：1.在双面导电基底上同步蒸镀沉积各功能层以制成双面太阳能电池，大大减少了制备太阳能电池的工艺时间，提高了生产效率，为双面太阳能电池工业化生产提供了方案。2.整个生产流程在真空环境和氮气环境中进行，避免了电池组件在制造过程中暴露在大气环境下，减少了不确定因素对电池组件的影响。3.根据实际需要增加蒸镀腔室、切割腔室、溅射腔室或者退火腔室。附图说明图1为本专利技术的制备双面太阳能电池的设备排布及工作流程顺序的平面示意图；图2为图1中的蒸镀腔室的平面布置示意图；图3为图1中的切割腔室的平面布置示意图；图4为图1中的溅射腔室的平面布置示意图；图5为图2中的上方蒸镀源的立体示意图；图6为图5中的源炉体的立体示意图；图7为图5中搅拌装置的平面示意图；图8为图7中的磁力座与弹簧圈组合状态的俯视图；图9为图1中过滤隔板的平面示意图；图10为本专利技术的方法制备的双面钙钛矿太阳能电池组件内部结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术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专利技术，并不用于限定本专利技术。请参照图1所示，图中的箭头方向指示的是流程顺序方向和物料流向。本专利技术一种制备双面太阳能电池的设备的较佳实施例，依次包括进样腔室1、第一蒸镀腔室2、第二蒸镀腔室3、第三蒸镀腔室4、第一等待腔室5、第一切割腔室6、第二等待腔室7、溅射腔室8、第三等待腔室9以及第二切割腔室10。进样腔室1用于放置待蒸镀电池基片A，对上下两面已进行了第一次刻划加工后的电池基片A再进行清洗后放置在进样腔室1内准备进行后续蒸镀加工。第一蒸镀腔室2、第二蒸镀腔室3、第三蒸镀腔室4分别给电池基片A蒸镀各种功能层。第一切割腔室6和第二切割腔室10对蒸镀在电池基片A表面的功能层进行刻划加工。溅射腔室8用于通过溅射方式制备电池基片A的功能层。等待腔室设置在蒸镀腔室与切割腔室、溅射腔室与切割腔室之间，以及其他需要停留等待的工序。请同时参照图1至图4所示，在每个蒸镀腔室和切割腔室以及溅射腔室内分别设置传送电池基片A的传送装置1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备双面太阳能电池的设备，其特征在于，包括多个给电池基片蒸镀各种功能层的蒸镀腔室，以及若干个对蒸镀在电池基片表面的功能层进行刻划加工的切割腔室，在每个蒸镀腔室和切割腔室内分别设置传送电池基片的传送装置，在每个蒸镀腔室的传送装置的上下方分别设置了给电池基片的上下两面同时蒸镀沉积功能层的上方蒸镀源和下方蒸镀源，在每个切割腔室的传送装置的上下方分别设置了给电池基片的上下两面同时进行刻划加工的上切割器和下切割器；上方蒸镀源设有源炉体和上方坩埚，上方坩埚设置在源炉体内，源炉体的顶面密闭，在源炉体内设有加热丝，在源炉体的底面设有炉体开孔，在上方坩埚的底面也设有与炉体开孔同轴的坩埚通孔，坩埚通孔位于待蒸镀的电池基片上方，在上方坩埚内设有盛装蒸镀功能层材料的坩埚容腔，位于坩埚容腔内的蒸镀功能层材料的蒸发气体通过坩埚通孔和炉体开孔后向下沉积到电池基片表面并蒸镀沉积成所需要的功能层。/n

【技术特征摘要】
1.一种制备双面太阳能电池的设备，其特征在于，包括多个给电池基片蒸镀各种功能层的蒸镀腔室，以及若干个对蒸镀在电池基片表面的功能层进行刻划加工的切割腔室，在每个蒸镀腔室和切割腔室内分别设置传送电池基片的传送装置，在每个蒸镀腔室的传送装置的上下方分别设置了给电池基片的上下两面同时蒸镀沉积功能层的上方蒸镀源和下方蒸镀源，在每个切割腔室的传送装置的上下方分别设置了给电池基片的上下两面同时进行刻划加工的上切割器和下切割器；上方蒸镀源设有源炉体和上方坩埚，上方坩埚设置在源炉体内，源炉体的顶面密闭，在源炉体内设有加热丝，在源炉体的底面设有炉体开孔，在上方坩埚的底面也设有与炉体开孔同轴的坩埚通孔，坩埚通孔位于待蒸镀的电池基片上方，在上方坩埚内设有盛装蒸镀功能层材料的坩埚容腔，位于坩埚容腔内的蒸镀功能层材料的蒸发气体通过坩埚通孔和炉体开孔后向下沉积到电池基片表面并蒸镀沉积成所需要的功能层。


2.如权利要求1所述的一种制备双面太阳能电池的设备，其特征在于，所述制备双面太阳能电池的设备还包括用于通过溅射方式制备电池基片功能层的溅射腔室，在溅射腔室内设有对电池基片的上下面分别进行溅射蒸镀功能层的溅射装置。


3.如权利要求1所述的一种制备双面太阳能电池的设备，其特征在于，在相邻的蒸镀腔室与切割腔室之间还分别设置若干等待腔室。


4.如权利要求1所述的一种制备双面太阳能电池的设备，其特征在于，在蒸镀腔室之前还设置有用于放置待蒸镀电池基片的进样腔室。


5.如权利要求1所述的一种制备双面太阳能电池的设备，其特征在于，在坩埚通孔处设置多孔金属过滤层。


6.如权利要求1至5中任意一项所述的一种制备双面太阳能电池的设备，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：杭州纤纳光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33