[实用新型]晶体硅太阳能电池的退火装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池加工技术领域，尤其涉及一种晶体硅太阳能电池的退火装置。

背景技术

单晶电池片相较多晶电池片具有效率的优势，多晶硅电池片则利用其显著的成本优势来弥补其效率的缺陷，现行的PERC技术使多晶PERC电池效率能与常规单晶相当，但由此带来的光致衰减问题极大限制了其规模化量产应用。以上种种造就了现在单多晶市场的风云莫测，而解决晶硅电池片LID衰减问题正是能拨云见日的关键所在。

现研究显示单晶电池片的主要衰减过程可以利用BO复合体模型进行阐述，而多晶硅片的衰减机制尚未明晰。多晶硅片相较单晶硅片存在更多的晶界和位错缺陷，以及金属杂质含量，导致体少子寿命较低，而PERC技术能有效降低表面复合的优势更是将多晶体寿命低的缺陷愈加突显。其衰减过程也更为复杂，可能存在多种形成机制，如：B-O，Fe-B，以及部分深能级金属杂质等。最新研究指出，硅片本身的质量，如晶体缺陷，金属杂质含量，以及电池片制造时经历的热过程都有可能是影响多晶电池片光致衰减的关键因素。

对相应的缺陷及杂质进行钝化是抑制光致衰减的有效方式，主要机理是：光照或是电注入改变载流子浓度诱发复合中心的形成，同时改变电子的准费米能级，促进相应元素对复合中心进行钝化。为实现该注入方式，现行晶硅抗LID技术主要是通过光热炉以及电注入退火炉实现的。现有的抗LID技术，已经能成功消除单晶硅片的光致衰减问题，但在多晶硅电池片收效甚微。究其原因在于每种复合中心所用的温度和施加外电压窗口都不尽相同。一旦超出相应的温度或施加外电压窗口，已经丧失活性的复合中心就会被激活。单一的注入方式难以有效钝化所有复合中心。针对多种衰减机制，多晶的处理方式将存在多个子阶段，需要更长的处理时间。

现有技术中，有人提出了可以实现光注入退火的设备，利用不同光源(卤素灯/LED/激光)的光热技术可以有效抑制单晶PERC电池的光衰，将转换效率衰减结果从之前的3％～5％降低至1.5％以内。但由于每个光源同时只能对单片电池片进行处理，如要延长辐照处理时间，只能增加光源数目或是降低产能，此举将会导致生产成本增加，产业化难度较大。为此，也有人提出电注入退火的设备，该技术同样在单晶PERC电池片上取得了良好的效果；然而，工艺温度通过电池片焦耳发热及风冷控制，难以实现电注入与退火工艺的独立调控，同时叠层电池片状态将影响叠层电池片温度，较难保证注入工艺的一致性。另外，也有人提出利用恒温腔体加热对电池片进行温度控制，但单腔体气氛温控存在升降温速率缓慢的问题，当工艺需求为多段控制时，难以快速进行温度调控，量产受到限制。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种晶体硅太阳能电池的退火装置，通过多个独立设置的工艺腔，每个工艺腔独立实现电注入及温度调控，从而满足工艺需求，节省能源消耗，降低生产成本。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

晶体硅太阳能电池的退火装置，包括用于盛放电池片叠层的托盘，用于传送所述托盘的传输装置，以及沿着所述传输装置的传输方向依次设置的多个工艺腔，所述传输装置穿过每个所述工艺腔；

多个所述工艺腔包括至少一个用于电注入及温度模块化控制的退火腔及至少一个用于快速冷却的冷却腔，所述退火腔和所述冷却腔沿着所述传输装置的传输方向依次设置；

所述退火腔内部上方设有可上下升降的平板电极，所述平板电极连接外部电源，所述平板电极能够在传动装置的驱动下夹紧电池片叠层与所述托盘，以使电池片叠层与所述平板电极构成回路；

所述传输装置、所述平板电极及所述传动装置均连接控制系统。

作为优选，所述退火腔数量至少两个，至少两个所述退火腔的腔体温度相同或不同，以实现相同或不同的工艺温度。

作为优选，所述退火腔内设置有温控加热装置和通气装置，通过所述通气装置使所述温控加热装置产生的热量能在所述退火腔内均匀分布；所述温控加热装置和所述通气装置均连接所述控制系统；

所述温控加热装置为发热电阻丝或红外加热灯管，所述通气装置为通气管或轴流风扇；

所述温控加热装置的加热温度范围为RT-400℃。

作为优选，所述冷却腔内设有散热装置，以实现快速冷却；所述散热装置连接所述控制系统；

所述散热装置为金属冷却平台或是循环冷却气体喷淋装置；

所述金属冷却平台内设有冷却管道，所述冷却管道内设有循环流动的冷却介质，用以持续散热；所述冷却介质为空气、水或油；

所述循环冷却气体喷淋装置的喷淋气体为压缩空气、氮气、氩气或氦气。