[发明专利]LED硅太阳电池光诱导氢钝化与缺陷修复装置

说明书

技术领域

本发明涉及硅太阳电池的氢钝化技术，具体涉及一种LED硅太阳电池光诱导氢钝化与缺陷修复装置。

背景技术

在硅太阳电池制备工艺中，硅片表面会沉积一层氮化硅膜作为光学减反层以及表面钝化层。常用的薄膜沉积方式为PECVD法。利用此方法，在氮化硅薄膜内以及硅片近表面一定厚度内会含有大量的氢原子或者氢离子。这些氢具有很强的反应活性，可以与硅材料中的杂质和硅晶格中的各种缺陷发生反应，从而产生钝化效果，有利于太阳电池光电转换效率的提升。

对于硅材料中的氢，根据其电荷状态，存在三种形态，分别是H⁺、H⁰和H^-。在热平衡条件下，P型硅中多数载流子是空穴，带正电荷，因此此时H^-的浓度非常低，H⁺占多数；想反在N型硅中H^-则占多数；而H⁰在两者中的浓度均不高。

在晶体硅的制作过程中，无法避免引入少量杂质，如Fe_i⁺、Cr_i⁺；N型掺杂的硅中存在P⁺；P型掺杂的硅中存在B^-或者Ga^-；甚至掺硼P型硅中，经过光照生成的B-O⁺复合体等。这些杂质或者缺陷均会严重影响太阳电池的性能。

发明内容

本发明公开了一种LED硅太阳电池光诱导氢钝化与缺陷修复装置。

本发明的技术方案如下：

一种LED硅太阳电池光诱导氢钝化与缺陷修复装置，包括用于放置硅太阳电池的温度保持恒定的检测台，还包括：

一个LED光源系统，包括用于发出光线的LED阵列；

一个光学汇聚系统，设置所述LED阵列的发光光路上，将LED阵列发出的光线汇聚到检测台上的检测区域；

一个控制器，用以修改LED阵列所发光线的参数，并且对硅太阳电池的钝化与缺陷参数进行分析运算。

其进一步的技术方案为：所述光学汇聚系统包括多个透镜和反射系统；LED阵列包括多个LED灯珠，所述透镜一一对应安装在LED灯珠前端；LED阵列所发光线穿过透镜照射到检测台上的检测区域；所述反射系统包括围绕检测台四周设置的、反射面向内的反射镜。

其进一步的技术方案为：还包括扩散玻璃，所述扩散玻璃安装于LED阵列和检测台之间。

其进一步的技术方案为：所述LED阵列到达检测台的光的最高辐照强度为不低于十倍的标准太阳条件且到达检测台的光的辐照强度均匀一致；所述标准太阳条件为光子流密度满足AM1.5；当用一种以上发光波段的LED灯珠组成LED阵列时，不同发光波段的LED灯珠对称排列。

其进一步的技术方案为：所述LED光源系统还包括光强校正系统，对到达检测台上的检测区域的光强进行调节，以达到所需的辐照强度。

其进一步的技术方案为：所述控制器包括连接在控制器上的键盘和液晶显示器。

其进一步的技术方案为：还包括散热装置，所述散热装置包括水冷系统和风冷系统；所述水冷系统包括第一制冷机、水槽、水泵和散热板；所述散热板安装在LED阵列的上表面；所述第一制冷机的出水口连接水槽，对水槽中的散热用水制冷降温；所述水泵将水槽中的散热用水压入散热板的入水口；所述散热板的吹水口连接制冷机的入水口，散热用水带走LED阵列的热量并流回制冷机；所述风冷系统包括第二制冷机和风机；所述风机将第二制冷机制造的冷空气吹向LED阵列的下表面。

其进一步的技术方案为：所述LED光源系统还包括驱动电源；所述驱动电源包括分压电路、降压型直流电源变换芯片、运算放大器、肖特基二极管和滤波线圈；所述降压型直流电源变换芯片的型号为XL4005；所述分压电路的电压输出端连接运算放大器的反相输入端；运算放大器的输出端连接降压型直流电源变换芯片的第二端口，所述运算放大器的正电源端连接降压型直流电源变换芯片的第五端口，运算放大器的负电源端接地；肖特基二极管的正极接地，负极连接降压型直流电源变换芯片的第三端口；降压型直流电源变换芯片的第一端口接地；所述滤波线圈的第一端连接降压型直流电源变换芯片的第三端口，第二端为为驱动电路的正输出端，运算放大器的同相输入端作为驱动电路的负输出端；

多个LED灯珠串联为LED灯珠串；多个LED灯珠串并联在驱动电路的正输出端和负输出端之间。