一種太陽能電池的氫鈍化設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及太陽能電池制造設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種實現(xiàn)對太陽能電池進行氫鈍化處理的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]目前商用晶體硅太陽能電池所采用的硅晶體中通常含有大量的雜質(zhì)和結(jié)構(gòu)缺陷。這些雜質(zhì)和缺陷包括:硼與氧形成的復(fù)合體、過渡金屬雜質(zhì)、位錯、晶界等。它們作為光生載流子的復(fù)合中心使電池基體中的少數(shù)載流子壽命下降，從而使太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率相應(yīng)地降低。
[0003]實驗表明氫原子在硅晶體中能夠與其中多數(shù)的雜質(zhì)和缺陷反應(yīng)，鈍化這些復(fù)合中心使其復(fù)合活性降低，從而改善太陽能電池的電學性能。太陽能電池中的氫可來源于電池表面沉積的富含氫的氮化硅薄膜或者其他富含氫的薄膜、氫等離子體氣氛等。然而經(jīng)過常規(guī)的太陽能電池制造流程，只有極少量的氫原子進入電池基體內(nèi)部對雜質(zhì)和缺陷起到鈍化作用。所以通過充分發(fā)揮氫的鈍化作用可以進一步發(fā)掘太陽能電池轉(zhuǎn)換效率的提升空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的在于提供一種對太陽能電池實現(xiàn)高效氫鈍化、提升太陽能電池轉(zhuǎn)換效率的太陽能電池的氫鈍化設(shè)備。
[0005]本實用新型采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種太陽能電池的氫鈍化設(shè)備，包括腔體，所述腔體由可開閉的真空門隔成常壓室和低壓室，所述低壓室與真空裝置連接，所述腔體內(nèi)安裝有在常壓室和低壓室之間傳送太陽能電池的輸送裝置，所述常壓室內(nèi)安裝有控制系統(tǒng)和冷卻平臺，所述低壓室內(nèi)安裝有使太陽能電池保持穩(wěn)定溫度的溫控加熱器，其特征在于:還包括一用于對太陽能電池施加偏壓的直流偏壓裝置，所述直流偏壓裝置包括安裝在低壓室內(nèi)的可相對運動后與太陽能電池接觸后通電的上電極板和下電極板，所述上電極板和下電極板均與輸出恒壓或恒流的電源控制器連接，所述直流偏壓裝置、輸送裝置、溫控加熱器、真空裝置、冷卻平臺均與控制系統(tǒng)連接。本實用新型的低壓室內(nèi)氣壓范圍為1-100 mbar，低壓室中安裝有直流偏壓裝置和溫控加熱器，太陽能電池在低壓室中進行負載偏壓的處理。本實用新型所述直流偏壓裝置的目的在于改變太陽能電池pn結(jié)區(qū)的空間電勢，通過注入載流子的方式調(diào)節(jié)氫原子的電荷態(tài)同時通過電場驅(qū)動氫離子進入電池基體中，對太陽能電池實現(xiàn)高效氫鈍化、提升太陽能電池轉(zhuǎn)換效率。本實用新型所述溫控加熱器給太陽能電池加熱的目的在于激活太陽能電池近表面處的氫原子從束縛態(tài)向自由態(tài)轉(zhuǎn)變，同時其擴散過程是熱力學過程，溫度可以顯著加速其擴散速度，從而讓更多氫原子以更快的速度進入太陽能電池基體中。
[0007]進一步，所述電源控制器輸出的是恒定直流電壓，輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍為0-500伏，或者所述電源控制器輸出的是恒定直流電流，輸出電流的調(diào)節(jié)范圍為0-20安培。
[0008]進一步，所述上電極板安裝有可伸縮的導(dǎo)電探針或鋪設(shè)有耐高溫的導(dǎo)電橡膠，與太陽能電池接觸時形成彈性接觸，目的在于保護太陽能電池，以防碎裂。
[0009]進一步，所述下電極板與太陽能電池輸送裝置中的托盤是一整體結(jié)構(gòu)，托盤與電源控制器連接形成回路。
[0010]進一步，所述上、下電極上安裝有壓力傳感器，當電極與太陽能電池之間的接觸壓力達到設(shè)定值時反饋到電極運動裝置使電極停止運動。
[0011]進一步，所述溫控加熱器的工作溫度范圍為50-400攝氏度。
[0012]進一步，所述溫控加熱器是一個由加熱管發(fā)熱的加熱塊，加熱塊與太陽能電池接觸通過熱傳導(dǎo)的方式加熱，所述加熱塊中含有冷卻管道，冷卻管道中有流動的冷卻介質(zhì)如空氣、水、油等，冷卻管道的目的在于消除太陽能電池在通電過程中自身發(fā)熱造成的溫度失控。
[0013]或者，所述溫控加熱器是一組排列在太陽能電池底部或環(huán)繞在太陽能電池四周的強光源，通過燈光烘烤加熱的方式使太陽能電池處于工作溫度。
[0014]進一步，所述冷卻平臺是一個含有冷卻管道的金屬箱體，冷卻平臺與太陽能電池接觸通過熱傳導(dǎo)的方式冷卻，冷卻管道中流通的冷卻介質(zhì)如空氣、水或油帶走熱量。
[0015]或者，所述冷卻平臺是一組氣體噴淋裝置，所述氣體噴淋裝置的噴嘴圍繞太陽能電池設(shè)置，冷卻空氣從噴嘴中射出吹拂太陽能電池的表面達到快速降溫的目的。
[0016]進一步，所述輸送裝置包括輸送平臺，所述輸送平臺上設(shè)置有一個或者兩個以上的盛放太陽能電池的托盤，所述輸送平臺與驅(qū)動裝置連接。托盤與托盤之間為電絕緣狀態(tài)，托盤采用的材料為金屬導(dǎo)體。在一種有利實施方案中，托盤選用鋁及其合金。
[0017]進一步，所述直流偏壓裝置還包括一控制上電極板或下電極板運動的電極運動裝置，所述電極運動裝置與控制系統(tǒng)連接。其中上電極板與電極運動裝置連接，下電極板由鋁質(zhì)金屬托盤充當，當太陽能電池正確進入工位后，電極運動裝置驅(qū)動上電極板向下移動與太陽能電池接觸。作為替代方案，上電極板固定，電極運動裝置安裝于溫控加熱器下方，當太陽能電池處于正確工位后，電極運動裝置推動溫控加熱器上升并且抬舉托盤脫離輸送平臺直至太陽能電池與上電極板形成接觸。
[0018]本實用新型的有益效果:使用該設(shè)備可將太陽能電池表面的氫原子注入到電池基體中鈍化其中的雜質(zhì)和缺陷，能夠降低或消除太陽能電池因其中硼氧復(fù)合體所導(dǎo)致的光衰減效應(yīng)，從而提尚太陽能電池的發(fā)電效能。
【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2是本實用新型的輸送平臺的俯視圖。
[0021]圖3是本實用新型的輸送平臺的主視圖。
[0022]圖4是本實用新型的上電極板的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖5是本實用新型的上電極板的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖6是本實用新型的溫控加熱器的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖7是本實用新型的冷卻平臺的一種實施方式的結(jié)構(gòu)俯視圖。
[0026]圖8是圖7中的結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合具體實施例來對本實用新型進行進一步說明，但并不將本實用新型局限于這些【具體實施方式】。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認識到，本實用新型涵蓋了權(quán)利要求書范圍內(nèi)所可能包括的所有備選方案、改進方案和等效方案。
[0028]參照圖1-8，一種太陽能電池的氫鈍化設(shè)備，包括腔體，所述腔體由可開閉的真空門13隔成常壓室2和低壓室1，所述低壓室I與真空裝置12連接，所述腔體內(nèi)安裝有在常壓室2和低壓室I之間傳送太陽能電池的輸送裝置，所述常壓室2內(nèi)安裝有控制系統(tǒng)15和冷卻平臺14，所述低壓室I內(nèi)安裝有使太陽能電池5保持穩(wěn)定溫度的溫控加熱器11，還包括一用于對太陽能電池5施加偏壓的直流偏壓裝置，所述直流偏壓裝置包括安裝在低壓室I內(nèi)的可相對運動后與太陽能電池5接觸后通電的上電極板7和下電極板8，所述上電極板7和下電極板8均與輸出恒壓或恒流的電源控制器9連接，所述直流偏壓裝置、輸送裝置、溫控加熱器11、真空裝置12、冷卻平臺14均與控制系統(tǒng)15連接。本實用新型的低壓室I內(nèi)氣壓范圍為1-100 mbar，低壓室I中安裝有直流偏壓裝置和溫控加熱器11，太陽能電池5在低壓室I中進行負載偏壓的處理。本實用新型所述直流偏壓裝置的目的在于改變太陽能電池
5pn結(jié)區(qū)的空間電勢，通過注入載流子的方式調(diào)節(jié)氫原子的電荷態(tài)同時通過電場驅(qū)動氫離子進入電池基體中，對太陽能電池5實現(xiàn)高效氫鈍化、提升太陽能電池轉(zhuǎn)換效率。本實用新型所述溫控加熱器11給太陽能電池5加熱的目的在于激活太陽能電池5近表面處的氫原子從束縛態(tài)向自由態(tài)轉(zhuǎn)變，同時其擴散過程是熱力學過程，溫度可以顯著加速其擴散速度，從而讓更多氫原子以更快的速度進入太陽能電池5基體中。
[0029]本實施例所述輸送裝置