[發明專利]太陽能電池抗光衰方法及抗光衰退火爐

在審

• 申請號: 201611103180.1
• 申請日: 2016-12-05
• 公開（公告）號: CN106601868A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 李斌;羅志高;肖潔;曹明旺;吳得軼;謝振勇
• 申請（專利權）人: 湖南紅太陽光電科技有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙)43008
• 代理人: 周長清,徐好

技術領域

本發明涉及太陽能電池抗光衰技術，尤其涉及一種太陽能電池抗光衰方法及抗光衰退火爐。

背景技術

光致衰減(Light Induced Degradation, LID)簡稱光衰，是指太陽能電池及組件在光照過程中引起的功率衰減現象。一般認為P型（摻硼）太陽能電池光致衰減的主要原因，是由雙氧原子在多余載流子的作用下向替位硼原子快速擴散結合成硼氧復合體而引起的。這種硼氧復合體是一種亞穩態缺陷，形成了復合中心，能有效俘獲并復合在光照下太陽能電池中產生的多余載流子，從而顯著降低少數載流子壽命及縮短少數載流子擴散長度，最終造成太陽能電池光電轉換效率的衰減。其中，硅片中的硼、氧含量越大，在光照或載流子注入條件下產生的硼氧復合體越多，少子壽命降低的幅度就越大。

高效率晶硅電池技術發展迅速，其中PERC技術是晶硅太陽能電池近年來最具性價比的效率提升手段，PERC技術與常規電池生產線兼容性高，生產線改造投資低，效率提升效果明顯。PERC技術的成功工業化應用，大大增強了P型晶硅的競爭力，推遲了N型晶硅的市場化進程。但PERC結構電池LID相比普通晶硅太陽能電池偏高，機理暫不明確，可能與電池的介質鈍化膜有關，也可能與PERC電池更高的開路電壓有關。盡管目前先進的電池制造工藝對消除這種現象有很大幫助，但是其導致的效率衰減始終保持在2～3%左右，公開信息顯示，通過晶硅制造和電池片制造兩道環節采取措施，目前一線晶硅太陽能電池廠商也僅能將單晶PERC的LID降至2%以內。高效P型PERC電池光致衰減較高的問題，影響了PERC技術的競爭力。

目前，在學術界已經報道了很多抑制甚至消除光致衰減的方法，例如稼或磷代替硼摻雜，低氧或無氧襯底硅等，但這些方法在產業應用中或是技術難度太大，或是投入成本太高，都難以在企業中實現量產創造顯著的經濟效益。其次，電池片和摻雜的類型不同，對應的抗光衰技術也有所區別，造成各種抗光衰技術缺乏兼容性，更加難以實現產業應用。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種操作方便、兼容性好、抗光衰效果明顯、適合產業化應用的太陽能電池抗光衰方法及抗光衰退火爐。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種太陽能電池抗光衰方法，包括以下步驟：

S1、電池片預熱：加熱電池片，使電池片溫度上升至100℃～150℃；

S2、一次以上的反向電流注入：對電池片進行反向電流注入，注入過程中對電池片進行主動散熱使電池片溫度保持在180℃～220℃之間，反向電流大小5.0A～7.5A，單次注入時間10min～20min；

S3、冷卻。

作為上述技術方案的進一步改進：

步驟S1中預熱溫度為110℃；步驟S2中，注入過程中電池片溫度保持在200℃，反向電流大小6A，單次注入時間為15min，反向電流注入的次數為三次。

一種太陽能電池抗光衰退火爐，包括機架、載片籃、以及設于機架上的輸送機構和工藝腔體，所述載片籃設于所述輸送機構上，所述工藝腔體內沿所述輸送機構的輸送方向依次設有預熱工位、反向電流注入工位及冷卻工位，所述反向電流注入工位設有一個以上且反向電流注入工位設有用于維持電池片溫度穩定的主動散熱系統，相鄰工位之間設有可往復移動的隔熱板。

作為上述技術方案的進一步改進：

所述預熱工位設有多根電熱管。

所述反向電流注入工位設有夾緊注入機構，所述夾緊注入機構包括上電極塊、上電極塊升降驅動組件、下電極塊及下電極塊升降驅動組件，所述上電極塊和所述下電極塊分設于所述載片籃上下兩側，所述載片籃與所述輸送機構之間絕緣隔離，所述上電極塊與電源的負極連通，所述下電極塊與電源的正極連通，所述上電極塊升降驅動組件與所述上電極塊連接，所述下電極塊升降驅動組件與所述下電極塊連接。

所述上電極塊和所述下電極塊上都均勻設有多個凹槽，且上電極塊和下電極塊各配設一條電熱絲，所述電熱絲纏繞于多個凹槽內。

所述上電極塊升降驅動組件包括雙桿驅動氣缸、絕緣連接板、安裝板及一對緩沖桿，所述雙桿驅動氣缸的驅動桿與所述絕緣連接板中部連接，一對緩沖桿相對布置于所述雙桿驅動氣缸兩側，所述安裝板與一對緩沖桿下端固定連接，所述上電極塊安裝于所述安裝板下側，所述緩沖桿上設有限位件、緩沖彈簧及徑向凸臺，所述絕緣連接板活動地套設于所述緩沖桿上，所述限位件位于絕緣連接板上側，所述緩沖彈簧抵設于絕緣連接板下側與所述徑向凸臺之間。