[发明专利]一种抗衰减掺硼电池组件及其生产方法

说明书

本发明公开一种抗衰减掺硼电池组件及其生产方法，先将电池串、玻璃、EVA和背板进行叠层，再对叠层结构进行预层压；再对叠层结构的电极施加正向偏压；再对叠层结构进行层压，层压过程中，对叠层结构施加正向偏压；层压结束后，将叠层结构降温至80‑120摄氏度；再在80‑120摄氏度下对叠层结构进行光照，同时对叠层结构的电极施加正向偏压；最后将叠层结构冷却至工艺要求温度，流出叠层结构并进入下一工序。本发明在注入非平衡载流子过程中充分利用了层压工序的各个工序热历史，降低和抑制晶体硅太阳能组件光致衰减，同时组件层压后也整合了电注入及光注入工艺，整个工艺流程简单方便利于实现产业化推广，也降低了整个组件制造的成本。

技术领域

本发明属于太阳能光伏组件技术领域，具体涉及一种抗衰减掺硼电池组件及其生产方法。

背景技术

目前晶体硅太阳能电池组件大规模使用的是掺硼P型硅片。掺硼P型硅片制备成的太阳电池片，当其暴晒于阳光之下，电池性能会发生衰减，最终达到一个稳定的电池性能数值，这种现象通常称之为光致衰减。据相关研究报道单晶掺硼全铝背场常规单晶硅电池效率衰减率在2-3％，单晶掺硼单晶PERC电池的效率衰减率会在3-5％。衰减机理普遍认为由于硼氧键及其他复合中心的存在，电池或组件在额外的非平衡载流子注入的情况下，引起复合导致少子寿命和扩散长度降低，最终引起电池及组件电性能下降。

目前可以解决光致衰减问题主要有以下方法。一种是控制氧含量或掺杂其他元素，如掺镓或磷替代硼掺杂，但是受限于硅片制造成本和电池工艺等因素影响均未实现大规模的产业化推广。近来另一种新方法被提出，在电池片制备完成后在一定温度下的通过非平衡载流子注入使硼氧键失活达到抑制光致衰减的效果。如中国专利公开号CN105789382A介绍了在一定温度下电池片通过正向偏置电压的方式来抑制光衰。但此方法是将电池片进行预处理，但在后续的组件封装过程中需要进行焊接和层压等封装工艺，工艺温度分别达到了200℃和120℃以上，存在再次激活硼氧键，导致光致衰减的风险。另外，中国专利公开号CN104505426A介绍了太阳能组件在层压工序在一定的温度下正向偏置电压的处理方式来使硼氧键对失活，达到抑制光衰效果。此方法充分利用了层压过程中的热历史，避免串焊和层压热历史激活硼氧对的风险，但此工艺要求电注入工艺和层压高度匹配与兼容，但现有的层压工艺和电注入工艺兼容性存在着较大的问题，导致无法大规模推广产业化。

从现有技术中行业经验来看，抑制晶硅电池光致衰减的常见手段有：1、用掺镓电池片代替掺杂硼电池；

2、掺硼电池电注入或光注入工艺；

3、层压再注入工艺；

现有技术存在的缺点

1、Ga元素成本高，由于Ga分凝系数小只有0.008，拉棒时尾部电阻率偏低，硅棒利用率不如掺硼P型拉棒且掺镓硅片做成的电池在部分国家有专利限制不能销售；

2、掺硼电池电注入或光注入工艺电池片预处理后进行组件封装的过程中需要进行焊接和层压等封装工艺，工艺温度分别达到了200℃和120℃以上，存在再次激活硼氧键，导致光致衰减的风险，另外电注入过程中电流及温度分布不均，导致电注入效果差异性大；

3、层压再注入工艺与现有的层压工艺兼容存在着一定的问题，如专利公开号CN105789382A介绍，电注入温度的范围为140℃-300℃，时间为0.5小时-1小时，与现有的常规层压工艺偏差大。工艺过程中温度过高、时间过长容易导致EVA过交联及背板鼓泡同时也影响现有层压机的产能。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明目的是解决现有技术中的层压再注入工艺中电注入工艺和层压工艺不兼容的技术问题，提供一种抗衰减掺硼电池组件及其生产方法，本发明通过新的层压工艺步骤和电注入、光注入工艺结合，实现了层压工序和电注入及光注入完美的结合，抑制了掺硼组件的光致衰减同时也未影响到层压机的产能，降低组件制造成本，利于产线大规模推广。