专利名称：用于柔性衬底非晶硅太阳电池的电治疗检测装置的制作方法
技术领域：
用于柔性衬底非晶硅太阳电池的电治疗检测装置技术领域[0001]本实用新型涉及一种电治疗检测装置，尤其是指针对柔性衬底非晶硅太阳电池的电治疗及检测一体化装置，属于光伏太阳电池技术领域。
背景技术：
[0002]将薄膜电池沉积在不锈钢和聚酯膜等柔性衬底上，制备得到柔性衬底的薄膜太阳电池，作为太阳电池的一个新品种，近年来开始受到人们的关注和重视，世界上许多公司竞相研究开发。所述的柔性衬底的薄膜太阳电池与现有的平板式晶体硅薄膜太阳电池，或玻璃衬底的薄膜太阳电池等硬衬底电池相比，其最大的特点和优点是重量轻、可折叠且不易破碎，因此在很多技术领域和方面有很大的应用前景。[0003]然而现有技术中，在使用聚酰亚胺(PI)的柔性衬底来制备大面积非晶硅薄膜太阳电池的过程中，存在着因大面积沉积工艺不均勻性而导致衬底表面质量不佳的不利影响。 加之PI衬底质软可卷曲，随着薄膜厚度的增加，会造成PI衬底卷曲程度增加，使得薄膜表面不易平整，从而造成镀膜不均勻，会在薄膜中存在着应力，对各层薄膜之间的匹配也造成了不利的影响，甚至可能造成局部电池短路，影响电池的性能。上述所提到的情况都极大地影响了大面积非晶硅太阳电池的效率、均勻性和成品率，成为影响大面积非晶硅电池性能和质量提高的一个“瓶颈”。[0004]但是，目前在大面积非晶硅薄膜太阳电池制备的工艺环节中，只能通过各种努力和方法来减少而不能从根本上避免和消除上述缺陷。因此，必须对成品的大面积非晶硅薄膜太阳电池加以适当的处理，包括检测并治疗，从而有效减少或消除成品电池漏电的情况发生，提高产品优良率。实用新型内容[0005]本实用新型的目的是提供一种用于柔性衬底非晶硅太阳电池的电治疗检测装置， 只需通过电路切换即可达到治疗检测一体化的目的，简化工艺程序，提高生产效率；从而有效减少或消除成品电池漏电情况的发生，提高产品优良率。[0006]为实现上述目的，本实用新型的技术方案是提供一种用于柔性衬底非晶硅太阳电池的电治疗检测装置，包含真空吸附平台，其顶部表面上固定放置柔性衬底非晶硅太阳电池；传动装置，其固定设置在真空吸附平台上；压板，其与传动装置连接并设置在真空吸附平台的上方；治疗检测电路，其与压板通过电路连接。[0007]所述的传动装置包含分别固定设置在真空吸附平台两侧的传动支架，以及连接在所述两个传动支架之间的若干传动连接杆。[0008]所述的压板通过其中一根传动连接杆的两端分别与两个传动支架连接固定，该压板保持与柔性衬底非晶硅太阳电池平行的状态随传动装置升降。[0009]所述的压板上分布设置有探针阵列，该探针阵列与治疗检测电路通过电路连接。[0010]所述的每个探针的顶部处于与压板表面平行的同一平面中，所述探针阵列与柔性衬底非晶硅太阳电池均勻接触。[0011]所述的治疗检测电路包含与探针阵列通过电路连接的切换控制模块，分别与所述切换控制模块通过电路连接的治疗模块和检测模块。[0012]所述的治疗模块是脉冲信号发生器，其通过探针阵列对柔性衬底非晶硅太阳电池施加脉冲电流信号进行电治疗。[0013]所述的检测模块是嵌设在压板底部的LED光源，其通过检测柔性衬底非晶硅太阳电池产生的弱光开路电压得到治疗结果。[0014]本实用新型所述的电治疗检测装置，只需通过电路切换即可实现对柔性衬底非晶硅太阳电池的快速、有效的电治疗，并且可实时地检测得到治疗结果的反馈，以便有针对性决定是否进行下一步治疗。简化了工艺程序，提高了生产效率；从而有效减少或消除成品电池漏电的情况发生，提高产品优良率。
[0015]图1为本实用新型中的用于柔性衬底非晶硅太阳电池的电治疗检测装置的整体结构示意图；[0016]图2为本实用新型中的用于柔性衬底非晶硅太阳电池的电治疗检测装置的分解结构示意图；[0017]图3为使用本实用新型的电治疗检测示意图；[0018]图4为使用本实用新型的电治疗检测电路原理图。
具体实施方式
[0019]以下结合图1 图4，详细说明本实用新型的一个优选的实施例。[0020]如图1和图2所示，本实用新型所提供的用于柔性衬底非晶硅太阳电池的电治疗检测装置，包含真空吸附平台4，固定设置在该真空吸附平台4上的传动装置，与该传动装置连接并设置在真空吸附平台4上方的压板1 ；以及与所述压板1通过电路连接的治疗检测电路。[0021]其中，所述的真空吸附平台4的顶部表面用于有效固定柔性衬底非晶硅太阳电池，使电池表面处于水平状态，避免产生折痕影响电池性能，便于后续对电池进行电治疗检测。[0022]针对不同类型的衬底，可选择是否开启真空吸附功能，从而更好的保持电池的平整状态。例如，对于不锈钢衬底，因刚性较大不会卷曲故不需要开启真空吸附；而塑料衬底刚性较弱会产生卷曲，所以需要开启真空吸附保持平整。[0023]所述的传动装置包含分别固定设置在真空吸附平台4两侧的传动支架2，以及连接在所述两个传动支架2之间的若干传动连接杆3。所述的压板1通过其中一根传动连接杆3的两端分别与两个传动支架2连接固定，使得压板1在垂直于操作平面方向上可以自由转动。所述的传动装置用于实现压板1的升降，即在抬起或者下压传动装置的过程中，压板1也会随之上升或下降。由于重力作用，压板1在升降过程中始终保持平面状态，即与放置在真空吸附平台4顶部表面上的柔性衬底非晶硅太阳电池的表面保持平行。[0024]所述的压板1上分布设置有探针阵列5，该探针阵列5与治疗检测电路通过电路连接。进一步，所述的每个探针的顶部均处于与压板1表面平行的同一平面中。由于压板1 在升降过程中始终保持与电池表面平行的状态，因此固定在压板1上的所有探针的顶部表面也与电池表面保持平行，从而避免探针阵列5与电池发生剐蹭，从而对电池造成损坏。[0025]如图4所示，所述的治疗检测电路包含与探针阵列5通过电路连接的切换控制模块，分别与所述切换控制模块通过电路连接的治疗模块和检测模块。所述的治疗模块是一脉冲信号发生器7，本实施例中，可采用泰克AFG3000系列的信号发生器。所述的检测模块是嵌设在压板1底部的LED光源6。在图4中，其中二极管表示为被治疗和检测的太阳电池，在弱光检测时需要辅助以LED光源6来照明。[0026]如图3和图4所示，当压板1随传动装置下降后，使得压板1上的探针阵列5与放置在真空吸附平台4顶部表面上的柔性衬底非晶硅太阳电池均勻接触，随后接入治疗检测电路即可对电池进行相应的治疗检测工作。[0027]所述的切换控制模块对整个治疗检测过程加以控制。当本实用新型所述的电治疗检测装置处于治疗状态时，切换控制模块控制其本身与治疗模块的脉冲信号发生器7导通连接，并与检测模块的LED光源6断开连接。即如图4中所示，将开关向左连接，使得治疗电路接通。[0028]由于大面积沉积工艺的不均勻性和衬底表面的不规则、针孔、沉积过程中的颗粒污染导致非晶硅材料中存在大量缺陷，从而造成大面积电池中部分区域“短路”，并影响电池性能。因此可以在电池上施加一个正向或反向的可控电压，将漏电沟道线烧断即可达到治疗电池“短路”的目的。在实际操作中，对电池所加的治疗电压必须合适，电压幅度过高反而会损伤电池的PN结性能；而对于电池中旁路电阻较小的区域，施加反向偏压则效果将更加明显。一般情况下，想要达到最佳的治疗效果，所施加的电压或功率需较低，而且采用较低的电压也可避免损坏电池。因此，根据上述电治疗太阳电池短路缺陷的原理，长时间在电池两极施加电压不仅易击穿电池，而且热量聚集过高并且没有及时散发也会导致电池烧坏。最终结合上述种种因素，考虑选用脉冲电压信号对电池进行缺陷治疗，并对该脉冲电压信号的脉冲高度、宽度、占空比以及电源的限流等参数进行调节，更优化治疗效果。[0029]如上所述，当电治疗检测装置处于治疗状态时，切换控制模块与治疗模块的脉冲信号发生器7导通连接，该脉冲信号发生器7通过探针阵列5对电池施加一定周期的脉冲电流，进行电治疗。根据电池缺陷的多少和治疗难易程度，一般所采用的脉冲电流的脉冲周期在0. Is IOs内调节，占空比通常在0. 25 0. 75的范围内；另外根据电池开路电压的差别设置不同的脉冲高度，例如较低开路电压的电池，脉冲高度可适当降低，设置为3V 6V左右。[0030]在治疗过程中，实时监测电池两极电压以及电池中的漏电流的变化，也就是通过图3和图4中所示的电压表和电流表进行监测。当漏电沟道被烧断时，漏电流将急剧变小， 同时电池两极电压会恢复到治疗所用脉冲信号的电压高度。从而完成对电池的电治疗过程。在治疗过程中，还可根据电池尺寸的不同，通过切换控制模块选择接入电路中面积与相对位置均匹配的探针阵列通以治疗电流。[0031]当电治疗检测装置处于检测状态时，切换控制模块控制其本身与检测模块的LED 光源6导通连接，并与治疗模块的脉冲信号发生器7断开连接。即如图4中所示，将开关向右连接，使得检测电路接通。使用嵌设在压板1底部的LED光源6作为弱光光源来检验电5池之前的治疗效果，以确定电池是否需要继续进行电治疗。[0032]当电池中仍然存在各种结构缺陷时，形成在PN结之间漏电流，将大大降低并联电阻，从而影响电池性能。而在弱光条件下，太阳电池的弱光性能受并联电阻的影响较大，可以反映出并联电阻的大小。因此，利用LED弱光光源6来检测电池产生的弱光开路电压(图 4中的电压表读数)即可判断电池中是否仍然存在缺陷，从而决定是否需要进一步治疗或者就此结束电池的电治疗过程。[0033]一般普通室内照度为200 Ix (勒克司)，且普通非晶硅太阳电池的弱光开路电压标准值在50mV以上，因此，本实施例中，当治疗后检测到非晶硅太阳电池的弱光开路电压达到50mV，即可认为治疗成功，可以结束治疗。[0034]使用本实用新型对柔性衬底非晶硅太阳电池进行检测和治疗时，只需通过电路切换即可实现，无须移动其他任何外部装置或者电池，达到治疗检测一体化的目的。[0035]本实用新型所述的电治疗检测装置，实现了对柔性衬底非晶硅太阳电池的快速、 有效的电治疗，并且可实时地检测得到治疗结果的反馈，以便有针对性决定是否进行下一步治疗，简化了工艺程序，提高了生产效率；从而有效减少或消除成品电池漏电的情况发生，提高产品优良率。[0036]尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。
权利要求1.一种用于柔性衬底非晶硅太阳电池的电治疗检测装置，其特征在于，包含真空吸附平台(4)，其顶部表面上固定放置柔性衬底非晶硅太阳电池；传动装置，其固定设置在真空吸附平台(4)上；压板(1)，其与传动装置连接并设置在真空吸附平台(4)的上方；治疗检测电路，其与压板(1)通过电路连接。
2.如权利要求1所述的用于柔性衬底非晶硅太阳电池的电治疗检测装置，其特征在于，所述的传动装置包含分别固定设置在真空吸附平台(4)两侧的传动支架(2)，以及连接在所述两个传动支架(2 )之间的若干传动连接杆(3 )。
3.如权利要求2所述的用于柔性衬底非晶硅太阳电池的电治疗检测装置，其特征在于，所述的压板(1)通过其中一根传动连接杆(3)的两端分别与两个传动支架(2)连接固定，该压板(1)保持与柔性衬底非晶硅太阳电池平行的状态随传动装置升降。
4.如权利要求1所述的用于柔性衬底非晶硅太阳电池的电治疗检测装置，其特征在于，所述的压板(1)上分布设置有探针阵列(5)，该探针阵列(5)与治疗检测电路通过电路连接。
5.如权利要求4所述的用于柔性衬底非晶硅太阳电池的电治疗检测装置，其特征在于，所述的每个探针的顶部处于与压板(1)表面平行的同一平面中，所述探针阵列(5)与柔性衬底非晶硅太阳电池均勻接触。
6.如权利要求1所述的用于柔性衬底非晶硅太阳电池的电治疗检测装置，其特征在于，所述的治疗检测电路包含与探针阵列(5)通过电路连接的切换控制模块，分别与所述切换控制模块通过电路连接的治疗模块和检测模块。
7.如权利要求6所述的用于柔性衬底非晶硅太阳电池的电治疗检测装置，其特征在于，所述的治疗模块是脉冲信号发生器(7)，其通过探针阵列(5)对柔性衬底非晶硅太阳电池施加脉冲电流信号进行电治疗。
8.如权利要求6所述的用于柔性衬底非晶硅太阳电池的电治疗检测装置，其特征在于，所述的检测模块是嵌设在压板(1)底部的LED光源(6)，其通过检测柔性衬底非晶硅太阳电池产生的弱光开路电压得到治疗结果。
专利摘要本实用新型公开了一种用于柔性衬底非晶硅太阳电池的电治疗检测装置，包含真空吸附平台，其顶部表面上固定放置柔性衬底非晶硅太阳电池；传动装置，其固定设置在真空吸附平台上；压板，其与传动装置连接并设置在真空吸附平台的上方；治疗检测电路，其与压板通过电路连接。本实用新型只需通过电路切换即可达到对柔性衬底非晶硅太阳电池治疗检测一体化的目的，简化工艺程序，提高生产效率；从而有效减少或消除成品电池漏电情况的发生，提高产品优良率。
文档编号G01N21/88GK202308017SQ20112043321
公开日2012年7月4日 申请日期2011年11月4日 优先权日2011年11月4日
发明者叶晓军, 周文灿, 钱子勍 申请人:上海空间电源研究所