[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，电池片温度通过电池片焦耳发热，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，难以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，但存在升降温速率缓慢的问题，难以有效进行温度调控。

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，能够实现电注入与退火工艺的独立调控。

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：

腔体，所述腔体与外部的真空装置及惰性气体装置连接，以提供真空及惰性气体环境；及

置于所述腔体内部的注入机构，所述注入机构包括上下设置的上平台、下平台及支撑于两者之间的导轨，所述上平台和所述下平台中至少有一个能够沿着所述导轨滑动，以调整两者之间的间距，

所述上平台和所述下平台的相对的表面均设置有冷却平台，所述冷却平台的表面设置有能够与其分离以绝热或闭合以传热的加热电极，所述冷却平台与所述加热电极之间设置有绝缘垫层，所述加热电极连接外部电源，

所述真空装置及惰性气体装置、所述冷却平台连接控制系统。

作为优选，所述上平台和所述下平台中的能够沿着所述导轨滑动的平台连接有第一传动装置，以驱动该平台滑动。

作为优选，所述上平台和所述下平台均连接有第二传动装置，所述第二传动装置能够使得所述冷却平台和所述加热电极分离或闭合；

所述第二传动装置为间隔气阀。

作为优选，所述第一传动装置和所述第二传动装置均为能够实现压力设定的行程气缸或液压系统，所述第一传动装置和所述第二传动装置均与所述控制系统连接。

作为优选，所述电源输出的是恒定直流电压，该电压的调节范围为0-1000V；或

所述电源输出的是恒定直流电流，该电流的调节范围是0-20A。

作为优选，所述加热电极的内部设置有加热单元和用于温度反馈的测温单元，

所述加热单元为电阻丝或加热陶瓷，所述加热电极为不锈钢、铜或铝材质的电极，所述加热电极的加热温度范围为室温-450℃；

所述测温单元为K、S、E或B型热电偶，所述加热单元、所述测温单元连接所述控制系统。