[发明专利]太阳能电池抗光衰方法及抗光衰退火炉

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池抗光衰技术，尤其涉及一种太阳能电池抗光衰方法及抗光衰退火炉。

背景技术

光致衰减(Light Induced Degradation, LID)简称光衰，是指太阳能电池及组件在光照过程中引起的功率衰减现象。一般认为P型（掺硼）太阳能电池光致衰减的主要原因，是由双氧原子在多余载流子的作用下向替位硼原子快速扩散结合成硼氧复合体而引起的。这种硼氧复合体是一种亚稳态缺陷，形成了复合中心，能有效俘获并复合在光照下太阳能电池中产生的多余载流子，从而显著降低少数载流子寿命及缩短少数载流子扩散长度，最终造成太阳能电池光电转换效率的衰减。其中，硅片中的硼、氧含量越大，在光照或载流子注入条件下产生的硼氧复合体越多，少子寿命降低的幅度就越大。

高效率晶硅电池技术发展迅速，其中PERC技术是晶硅太阳能电池近年来最具性价比的效率提升手段，PERC技术与常规电池生产线兼容性高，生产线改造投资低，效率提升效果明显。PERC技术的成功工业化应用，大大增强了P型晶硅的竞争力，推迟了N型晶硅的市场化进程。但PERC结构电池LID相比普通晶硅太阳能电池偏高，机理暂不明确，可能与电池的介质钝化膜有关，也可能与PERC电池更高的开路电压有关。尽管目前先进的电池制造工艺对消除这种现象有很大帮助，但是其导致的效率衰减始终保持在2～3%左右，公开信息显示，通过晶硅制造和电池片制造两道环节采取措施，目前一线晶硅太阳能电池厂商也仅能将单晶PERC的LID降至2%以内。高效P型PERC电池光致衰减较高的问题，影响了PERC技术的竞争力。

目前，在学术界已经报道了很多抑制甚至消除光致衰减的方法，例如稼或磷代替硼掺杂，低氧或无氧衬底硅等，但这些方法在产业应用中或是技术难度太大，或是投入成本太高，都难以在企业中实现量产创造显著的经济效益。其次，电池片和掺杂的类型不同，对应的抗光衰技术也有所区别，造成各种抗光衰技术缺乏兼容性，更加难以实现产业应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种操作方便、兼容性好、抗光衰效果明显、适合产业化应用的太阳能电池抗光衰方法及抗光衰退火炉。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种太阳能电池抗光衰方法，包括以下步骤：

S1、电池片预热：加热电池片，使电池片温度上升至100℃～150℃；

S2、一次以上的反向电流注入：对电池片进行反向电流注入，注入过程中对电池片进行主动散热使电池片温度保持在180℃～220℃之间，反向电流大小5.0A～7.5A，单次注入时间10min～20min；

S3、冷却。

作为上述技术方案的进一步改进：

步骤S1中预热温度为110℃；步骤S2中，注入过程中电池片温度保持在200℃，反向电流大小6A，单次注入时间为15min，反向电流注入的次数为三次。

一种太阳能电池抗光衰退火炉，包括机架、载片篮、以及设于机架上的输送机构和工艺腔体，所述载片篮设于所述输送机构上，所述工艺腔体内沿所述输送机构的输送方向依次设有预热工位、反向电流注入工位及冷却工位，所述反向电流注入工位设有一个以上且反向电流注入工位设有用于维持电池片温度稳定的主动散热系统，相邻工位之间设有可往复移动的隔热板。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述预热工位设有多根电热管。

所述反向电流注入工位设有夹紧注入机构，所述夹紧注入机构包括上电极块、上电极块升降驱动组件、下电极块及下电极块升降驱动组件，所述上电极块和所述下电极块分设于所述载片篮上下两侧，所述载片篮与所述输送机构之间绝缘隔离，所述上电极块与电源的负极连通，所述下电极块与电源的正极连通，所述上电极块升降驱动组件与所述上电极块连接，所述下电极块升降驱动组件与所述下电极块连接。

所述上电极块和所述下电极块上都均匀设有多个凹槽，且上电极块和下电极块各配设一条电热丝，所述电热丝缠绕于多个凹槽内。

所述上电极块升降驱动组件包括双杆驱动气缸、绝缘连接板、安装板及一对缓冲杆，所述双杆驱动气缸的驱动杆与所述绝缘连接板中部连接，一对缓冲杆相对布置于所述双杆驱动气缸两侧，所述安装板与一对缓冲杆下端固定连接，所述上电极块安装于所述安装板下侧，所述缓冲杆上设有限位件、缓冲弹簧及径向凸台，所述绝缘连接板活动地套设于所述缓冲杆上，所述限位件位于绝缘连接板上侧，所述缓冲弹簧抵设于绝缘连接板下侧与所述径向凸台之间。