[发明专利]一种消除太阳能电池缺陷的设备与方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种消除非晶硅太阳能电池缺陷的方法与设备，属于太阳能电池技术领域。

背景技术

非晶硅薄膜电池的结构包括玻璃基板，前电极，P-I-N非晶硅半导体层，背电极和保护层等。在制作背电极工艺后，采用激光刻划出背电极隔离沟道，将各电池单元分割开，多个电池单元串联即形成整块太阳能电池板。

由于玻璃基板本身具有波纹度，背电极膜层具有一定的厚度(约300nm)，且激光刻线时激光是从玻璃面进入，激光刻划各膜层形成背电极隔离沟道时，会存在刻划不良的情形，从而导致每节电池之间绝缘电阻偏小、电池板电压偏低；在大面积批量生产非晶硅太阳能电池时，在前电极和背电极制备过程中如果掉落灰尘等杂质，会产生针孔等缺陷，导致电池短路或分路。一般遇到以上情形，由于这些缺陷的存在，给电流造成了低阻通路或者完全短路，对太阳能电池组件的影响表现为：开路电压低，暗电阻低，功率及填充因子低等，产品将面临报废，或者只能避开绝缘不好的区域切割成小块电池单独使用。

目前，解决上述问题主要采用两种处理方法：1、在生产过程中消除杂质及背电极金属残留物；2、在制作太阳能电池芯板后，消除短路或分流等缺陷。对于第1种，生产过程中灰尘无法完全避免，灰尘可能会掉落在基片上；在用激光刻划背电极时，存在不完全刻透、含有金属残留物的情形；因此通常采用第2种方法，即在太阳能电池板制作后消除短路、分流等缺陷。而消除短路或分流等缺陷的方法又主要分为两类，一种是反向电压烧除法，即在太阳能电池芯板上施加反向电流的方法，例如，美国专利US4166918和US6228662，均采用在太阳能电池上施加反偏电压(方波，正弦波，锯齿波等)来消除短路或者分流的缺陷；另一种是正向电压烧除法，即在太阳能电池芯板上施加正向电流的方法，如中国专利ZL200410003802.4“光生伏打元件的制造方法”公开了一种将光生伏打元件浸渍在电解质溶液中，并施加正向电压，通过对该光生伏打元件的短路部进行还原的电解处理方式，选择性除去短路电流的通路。但是上述消除太阳能电池短路或分流等缺陷的方法仍然存在如下问题：1、采用的工艺及设备或系统十分复杂；2、反向电压烧除法中，必须要测量电池缺陷、分段烧除等步骤，且工艺所需时间随电池数增加而增加；3、采用反向电压消除法存在破坏电池的隐患；4、成本高；5、专利ZL200410003802.4的正向电压烧除法，采用强酸或强碱的电解液，对设备要求高，污染环境，且在批量生产过程中，必须要经过清洗、干燥等工序，耗时长，成本高。

因此需要研发一种工艺简单、操作方便、环保且成本低的设备及方法，解决上述分流、短路问题，以提高太阳能电池板的电性能。

发明内容

本发明所需解决的技术问题是：提供一种消除太阳能电池缺陷的设备与方法，解决太阳能电池芯板制作过程中杂质、背电极激光刻划不良，导致电池板的开路电压、填充因子和功率低等问题。

为了实现以上任务，本发明采用的技术方案是：提供一种消除太阳能电池缺陷的设备，包括工作平台、压料机构和烧除缺陷机构，其特征在于所述的烧除缺陷机构由压料机构推动与太阳能电池板电接触，该烧除缺陷机构包括由导线相互电连接的排针组件、直流电源和计时部件，直流电源加载在太阳能电池板的正负电极上，所述的排针组件由安装在支架上的载体和带探针的电极板及固定板构成，所述带探针的电极板安装在固定板上，由载体承托，探针与太阳能电池板的正负电极具有良性电接触。

排针组件中的电极板的周边区域是由绝缘材料制成，安装探针的区域是由导电材料制成。

所述的排针组件中的固定板是由绝缘材料制成。

所述的压料机构、直流电源和计时部件均由控制器控制，直流电源和计时部件分别设有相应的开关。

所述的压料机构包括安装在支架上的气缸。

排针组件至少有两排探针，其中至少有一排探针与太阳能电池板的正电极接触，另一排与电池板的负电极接触，该探针带有弹簧，其针头是可拆卸的。

直流电源的输出电流为太阳能电池板短路电流的5～7倍，排针组件中探针之间的距离为8-15mm。

本发明还提供一种消除太阳能电池缺陷的方法，太阳能电池板放置在工作平台上，由定位柱固定，其特征在于将直流电源加载在太阳能电池板的正负电极上，且与计时器电连接；

控制器控制压料机构推动排针组件与太阳能电池板电接触；

开启计时器，直流电源与排针组件及太阳能电池板的正负电极导通，对太阳能电池板的缺陷进行烧除处理；

计时器计时期满，其开关断开；