薄膜太阳能电池钢化炉及钢化方法技术

本申请公开了一种薄膜太阳能电池钢化炉，该薄膜太阳能电池钢化炉，包括：样片传输机构以及沿样片传输方向依次通过阀门连通的上片区、第一缓冲室、第一加热室、第二加热室、冷却室和下片区；以及，用于将第一缓冲室、第一加热室、第二加热室和冷却室抽成真空的真空系统；用于向第一缓冲室、第一加热室、第二加热室和冷却室充保护气体的送气系统；第一加热室和第二加热室内设置有位于样片传输机构上下两侧的上加热系统和下加热系统。本申请解决了相关技术中钢化设备和钢化工艺会导致薄膜太阳能电池中的光吸收层被氧化以及因应力释放和热膨胀不同导致薄膜损坏的问题。

【技术实现步骤摘要】
薄膜太阳能电池钢化炉及钢化方法
本申请涉及钢化
，具体而言，涉及一种薄膜太阳能电池钢化炉及钢化方法。
技术介绍
建筑光伏一体化是光伏应用的重要形式和发展趋势。技术层面需要解决光伏组件符合建筑关于强度、抗风压方面的要求。薄膜太阳能电池是光伏技术的一种，具有外观均一，可透光，阴影效应低的优点，是建筑光伏一体化的组件选择之一。但是，常规的薄膜太阳能电池采用的基底玻璃是热增强玻璃，不符合建筑钢化玻璃的要求。薄膜太阳能电池的基础工艺是在基底玻璃上通过真空镀膜等工艺依次沉积功能层，形成半导体PN结及正负电极结构。依据膜层顺序与基材的关系，分为substrate和superstrate结构。在镀膜的过程中会有玻璃加热和降温的过程，但是加热的温度低于玻璃钢化的处理温度，降温速度也低于玻璃钢化工艺。因此基材玻璃的工艺处理只能属于热增强，达不到钢化玻璃的要求。基材镀膜及后续组件内电路划线刻蚀等工艺完成后，通过层压或高压釜合片工艺贴合封装，在基材的一侧通过胶片粘接一片钢化玻璃进行保护。但是这种夹胶玻璃因为其中一片玻璃不是钢化玻璃，依然不符合建筑要求。如果基材采用钢化玻璃，在薄膜工艺过程中的加热退火过程会破坏钢化。如果镀膜后采用传统的钢化设备和工艺，存在如下问题：薄膜太阳能电池中的光吸收层为半导体材料，非透明背电极为金属，在高温下会与空气中的氧气产生氧化反应，进而导致薄膜太阳能电池功能失效甚至结构性损坏；在加热初期中薄膜的应力释放以及玻璃的应力释放会导致薄膜的皴裂甚至脱落；在加热中后段薄膜的热膨胀与玻璃不同会导致薄膜的损坏甚至脱落。针对相关技术中钢化设备和钢化工艺会导致薄膜太阳能电池中的光吸收层被氧化以及因应力释放和热膨胀不同导致薄膜损坏的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本申请的主要目的在于提供一种薄膜太阳能电池钢化炉及钢化方法，以解决相关技术中钢化设备和钢化工艺会导致薄膜太阳能电池中的光吸收层被氧化以及因应力释放和热膨胀不同导致薄膜损坏的问题。为了实现上述目的，本申请提供了一种薄膜太阳能电池钢化炉，该薄膜太阳能电池钢化炉，包括：样片传输机构以及沿样片传输方向依次通过阀门连通的上片区、第一缓冲室、第一加热室、第二加热室、冷却室和下片区；以及，用于将所述第一缓冲室、第一加热室、第二加热室和冷却室抽成真空的真空系统；用于向所述第一缓冲室、第一加热室、第二加热室和冷却室充保护气体的送气系统；其中，所述第一加热室的加热温度为100℃-300℃，所述第二加热室的加热温度为600℃-800℃；所述第一加热室和所述第二加热室内设置有位于样片传输机构上下两侧的上加热系统和下加热系统；所述冷却室内设置有位于样片传输机构上下两侧的上冷却系统和下冷却系统。进一步的，还包括设于所述冷却室与所述下片区之间的第二缓冲室，所述第二缓冲室的两端分别与所述冷却室与所述下片区通过阀门连接，第二缓冲室与所述真空系统和送气系统的输出端连接。进一步的，上加热系统和下加热系统均包括加热装置以及热偶；所述上冷却系统和下冷却系统均包括气体喷嘴以及与所述气体喷嘴连通的喷管，所述喷管延伸出所述冷却室并连通设置有气体发生器。根据本申请的另一方面提供一种应用薄膜太阳能电池钢化炉的钢化方法，包括如下步骤：(1)使第一加热室、第二加热室和冷却室处于真空状态；(2)将薄膜太阳能电池原片送入第一缓冲室中，并使第一缓冲室处于真空状态；(3)将薄膜太阳能电池原片送入第一加热室，使薄膜太阳能电池原片的薄膜侧和玻璃侧分别加热至第一温度和第二温度，加热时间为第一设定时间；(4)将加热后的薄膜太阳能电池原片送入第二加热室，使薄膜太阳能电池原片的薄膜侧和玻璃侧加热至第三温度和第四温度，加热时间为第二设定时间；(5)将加热后的薄膜太阳能电池原片送入冷却室进行冷却。进一步的，步骤(1)具体为：先关闭第一加热室和第二加热室之间的阀门以及第二加热室与冷却室之间的阀门，再通过真空系统将第一加热室、第二加热室和冷却室抽成真空状态，然后分别向第一加热室、第二加热室和冷却室充入保护气体，并调节第一加热室和第二加热室的压力至1.2×105Pa-1.4×105Pa，调节冷却室的压力至1.0×105Pa。进一步的，步骤(2)具体为：第一缓冲室和第一加热室之间的阀门关闭，薄膜太阳能电池原片通过上片区内的样片传输机构送入第一缓冲室内，关闭第一缓冲室与上片区之间的阀门，通过真空系统使第一缓冲室处于真空状态，通过送气系统向第一缓冲室内充入保护气体并调节压力至与第一加热室平衡。进一步的，步骤(3)中薄膜太阳能电池原片通过样片传输机构送入第一加热室内，所述第一温度为200℃-240℃，所述第二温度为180℃-220℃，所述第一设定时间为100s-200s。进一步的，步骤(4)中薄膜太阳能电池原片通过样片传输机构送入第二加热室内，所述第二温度为660℃-700℃，所述第二温度为640℃-680℃，所述第二设定时间为50s-200s。进一步的，步骤(5)具体为：薄膜太阳能电池原片送入冷却室后通过上冷却系统和下冷却系统分别对薄膜太阳能电池原片的上下两侧进行冷却，冷却时间为100s-200s。进一步的，还包括：(6)通过真空系统使第二缓冲室处于真空状态，然后将经冷却室冷却后的薄膜太阳能电池原片送入第二缓冲室并关闭第二缓冲室与冷却室之间的阀门，打开第二缓冲室与下片区之间的阀门，并将薄膜太阳能电池原片送至下片区。进一步的，步骤(6)中薄膜太阳能电池原片进入第二缓冲室前，先通过送气系统向第二缓冲室内送入保护气体，以使第二缓冲室与冷却室气压平衡。在本申请实施例中，采用真空环境和低温应力释放的方式，通过阀门依次连通设置上片区、第一缓冲室、第一加热室、第二加热室、冷却室和下片区，并通过真空系统可将第一缓冲室、第一加热室、第二加热室和冷却室抽成真空状态，通过送气系统向第一缓冲室、第一加热室、第二加热室和冷却室内充入保护气体来调节压力，第一加热室采用低温加热，第二加热室采用高温加热，并利用上加热系统和下加热系统分别对薄膜太阳能电池原片的两侧进行不同温度的加温，实现了使薄膜太阳能电池原片在无氧环境中钢化，并且使应力逐渐释放，降低因热膨胀不同带来的影响的技术效果，从而解决了相关技术中钢化设备和钢化工艺会导致薄膜太阳能电池中的光吸收层被氧化以及因应力释放和热膨胀不同导致薄膜损坏的问题。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1是根据本申请实施例的结构示意图；其中，1上片区，2样片传输机构，3第一缓冲室，4第一加热室，5上加热系统，6第二加热室，7送气系统，8上冷却系统，9冷却室，10第二缓冲室，11下片区，12下冷却系统，13真空系统，14下加热系统。具体实施方式为了使本
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【技术保护点】
1.一种薄膜太阳能电池钢化炉，其特征在于，包括：/n样片传输机构以及沿样片传输方向依次通过阀门连通的上片区、第一缓冲室、第一加热室、第二加热室、冷却室和下片区；以及，/n用于将所述第一缓冲室、第一加热室、第二加热室和冷却室抽成真空的真空系统；/n用于向所述第一缓冲室、第一加热室、第二加热室和冷却室充保护气体的送气系统；其中，/n所述第一加热室的加热温度为100℃-300℃，所述第二加热室的加热温度为600℃-800℃；/n所述第一加热室和所述第二加热室内设置有位于样片传输机构上下两侧的上加热系统和下加热系统。/n

【技术特征摘要】
1.一种薄膜太阳能电池钢化炉，其特征在于，包括：
样片传输机构以及沿样片传输方向依次通过阀门连通的上片区、第一缓冲室、第一加热室、第二加热室、冷却室和下片区；以及，
用于将所述第一缓冲室、第一加热室、第二加热室和冷却室抽成真空的真空系统；
用于向所述第一缓冲室、第一加热室、第二加热室和冷却室充保护气体的送气系统；其中，
所述第一加热室的加热温度为100℃-300℃，所述第二加热室的加热温度为600℃-800℃；
所述第一加热室和所述第二加热室内设置有位于样片传输机构上下两侧的上加热系统和下加热系统。


2.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池钢化炉，其特征在于，还包括设于所述冷却室与所述下片区之间的第二缓冲室，所述第二缓冲室的两端分别与所述冷却室与所述下片区通过阀门连接，第二缓冲室与所述真空系统和送气系统的输出端连接；
所述冷却室内设置有位于样片传输机构上下两侧的上冷却系统和下冷却系统。


3.一种应用如权利要求2所述的薄膜太阳能电池钢化炉的钢化方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)使第一加热室、第二加热室和冷却室处于真空状态；
(2)将薄膜太阳能电池原片送入第一缓冲室中，并使第一缓冲室处于真空状态；
(3)将薄膜太阳能电池原片送入第一加热室，使薄膜太阳能电池原片的薄膜侧和玻璃侧分别加热至第一温度和第二温度，加热时间为第一设定时间；
(4)将加热后的薄膜太阳能电池原片送入第二加热室，使薄膜太阳能电池原片的薄膜侧和玻璃侧加热至第三温度和第四温度，加热时间为第二设定时间；
(5)将加热后的薄膜太阳能电池原片送入冷却室进行冷却。


4.根据权利要求3所述的薄膜太阳能电池钢化方法，其特征在于，所述步骤(1)具体为：先关闭第一加热室和第二加热室之间的阀门以及第二加热室与冷却室之间的阀门，再通过真空系统将第一加热室、第二加热室和冷却室抽成真空状态，然后分别向第一加热室、第二加热室和冷却室充入...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘壮，
申请(专利权)人：西安中易建科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61