专利名称：一种太阳能光伏电池快速成晶生产设备的制作方法
技术领域：
本实用新型属于太阳能电池的制造领域，具体涉及一种能够使太阳能 光伏电池快速成晶的生产设备。
背景技术：
目前，太阳能光伏电池板的产品绝大部分还是采用硅板材作主要原材 料生产，这种方法的缺点是消耗大量的硅材料，能源，从而制造成本比较 高。近年许多生产厂开始注视采用真空簿膜技术来生产簿膜型太阳能光伏 电池板，但是目前与硅板材产品比主要的缺点是l:转化效率不如后者；2: 由于晶体结构的缺陷较多，老化现象比较严重。 发明内容
本实用新型的目的是针对现有的太阳能光伏电池板生产成本较高，簿 膜产品的转化率较低，老化现象比较严重的缺点而提供一种能够使太阳能 光伏电池快速成晶的设备。
本实用新型的技术方案是
一种太阳能光伏电池快速成晶生产设备，包括由外壁8构成的真空腔1
和位于真空腔l内的自动传送和快速冷冻装置2,在真空腔1内的外壁8之 下、自动传送和快速冷冻装置2之上设有朝向自动传送和快速冷冻装置2 的快速光热辐射器件3，在外壁8与快速光热辐射器件3的背面之间设有反 射式光热聚焦镜4。
在真空腔1的两端设有太阳能电池板5的入口 6和太阳能电池板5的 出口7，在入口 6和出口 7内分别设有阀门9。外壁8优选呈弧形。
太阳能电池板5放置在自动传送和快速冷冻装置2上。太阳能电池板5 经过其他工序处理后，通过阀门9进入真空腔1内，在自动传送和快速冷 冻装置2之上光照冷却结晶，处理后通过太阳能电池板5的出口 7内的阀 门9传入其他工序。快速冷冻装置与自动传动装置合成一体，可以节省空
3间并加速产品的降温速度。
快速光热辐射器件3优选为激光器件、碘钨灯或氙灯，而反射式光热
聚焦镜4优选为光滑金属面或金属薄膜，其光滑面朝向太阳能电池板5。
真空太阳能光伏电池板簿膜的整体生产线，由底材清洗、烘干、低电 极蒸涂、P-型半导体簿膜蒸涂、P-型半导体簿膜快速成晶、n-型半导体簿 膜蒸涂、n-型半导体簿膜快速成晶、增透膜蒸涂、和穿透电极蒸涂等几个 主要部分组成。而本实用新型的快速成晶设备可以应用在分别完成p-型和 n-型半导体簿膜蒸涂后的再加入一次快速成晶步骤。
本设备采用的太阳能光伏电池板快速成晶法是一种通过快速光热辐射 的原理，在短时间内将产品表面的半导体工作物质，包括硅(Si)、碲化镉 (CdTe)、硒化铜铟(CuInSe2简写CIS)或砷化镓(GaAs)等加热到熔点 以上并迅速冷却进行热处理从而生成微小晶粒。
本实用新型的设备通过采用快速成晶热处理的方法，将原来是无序或 存在大量缺陷的半导体簿膜材料通过快速的热处理，实现了溶解和再结晶 的过程，从而去除了半导体簿膜材料在生成过程中遗留下来的大量缺陷。 其直接的结果就是(1)增加了太阳能转化成电的效率；(2)延长了太阳 能光伏电池板的使用寿命。快速的升温过程避免了 P-型和n-型半导体层之 间的扩散；快速的降温过程在半导体中形成了纳米晶粒，增加了太阳能光 伏电池板的转化效率，延长了产品使用寿命。本实用新型专利的设备与太 阳能光伏簿膜生产设备可以集成一体，实现大规模的产业化的生产，大量 降低传统太阳能光伏电池板对半导体硅等材料的依赖，同时也降低了能耗， 节省了制造成本。
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
由外壁8和阀门9构成太阳能光伏电池快速成晶生产设备的真空腔1， 该真空腔1为快速成晶的处理场所。由快速冷冻装置与自动传送装置合成 一体组成的自动传送和快速冷冻装置2位于真空腔1内，快速冷冻装置与 自动传动装置合成一体，可以节省空间并加速产品的降温速度，自动传送和快速冷冻装置2上运送有太阳能电池板5。在真空腔1的两端设有太阳能 电池板5的入口 6和出口 7，在该出口 7和入口 6内设有气动阀门9，打开 时可分别与前后工序相通。在外壁8之下、自动传送和快速冷冻装置2之 上设有若干朝向太阳能电池板5的快速光热辐射器件3 (如激光器件、碘钨 灯或氙灯)以快速加热产品，快速光热辐射器件3外接大功率供电电源。 在外壁8与快速光热辐射器件3的背面之间设有反射式光热聚焦镜4(如光 滑金属面或金属薄膜，其光滑面朝向太阳能电池板5)，以进一步利用快速 光热辐射器件3产生的光热能量。
太阳能电池板5在做完半导体簿膜蒸涂后即通过气动阀门9进入快速 成晶设备真空腔l。当产品进入工作位置后，快速光热辐射器3开动，在短 短的1秒钟以内，产品的表面温度已上升到熔点以上。立即关闭快速光热 辐射器3，并同时启动快速冷冻装置，在数毫秒的时间内，产品的温度又降 到了三分之一熔点以下，晶粒在刚刚开始生长但依然在纳米级的时候温度 已降到了晶体生长的温度以下。这时候打开真空腔1右边的阀门9，快速成 晶后的产品通过自动传动装置进入下一道生产工序。
下面以一个具体的应用例为例作进一步的说明。
以簿膜硅太阳能板为例，由前道工序生产的硅太阳能电池板是一种非 晶态的硅簿膜，进入真空腔1后，启动快速光热辐射装置1秒，关掉快速 光热辐射装置，并开动快速冷冻装置，2秒后产品进入下一道蒸涂透明电极 工序。用这种方法生产的太阳能光伏电池已不再是非晶态的硅电池，而是 纳米级的多晶硅电池，其性能接近用传统多晶硅片生产的太阳能光伏电池。 但它使用的硅材料只是传统多晶硅产品的三百分之一，换句话来说，l片用 传统方法生产的太阳能电池板所用的硅材料，现在可以生产300片太阳能 光伏电池板。
本实用新型还可处理底电极簿膜、半导体簿膜、透明电极簿膜或增透 簿膜等，可将本装置与其他生产工艺集成一体，以实现连续自动化生产。
权利要求1、一种太阳能光伏电池快速成晶生产设备，包括由外壁(8)构成的真空腔(1)和位于真空腔(1)内的自动传送和快速冷冻装置(2)，其特征在于在真空腔(1)内的外壁(8)之下、自动传送和快速冷冻装置(2)之上设有朝向自动传送和快速冷冻装置(2)的快速光热辐射器件(3)，在外壁(8)与快速光热辐射器件(3)的背面之间设有反射式光热聚焦镜(4)。
2、 根据权利要求l所述的太阳能光伏电池快速成晶生产设备，其特征 在于在真空腔(1)的两端设有太阳能电池板(5)的入口 (6)和出口 (7)。
3、 根据权利要求2所述的太阳能光伏电池快速成晶生产设备，其特征 在于在所述的入口 (6)和出口 (7)内分别设有阀门(9)。
4、 根据权利要求l所述的太阳能光伏电池快速成晶生产设备，其特征 在于在所述的外壁(8)呈弧形。
5、 根据权利要求l所述的太阳能光伏电池快速成晶生产设备，其特征 在于所述的快速光热辐射器件(3)为激光器件、碘钨灯或氙灯。
6、 根据权利要求l所述的太阳能光伏电池快速成晶生产设备，其特征 在于所述的反射式光热聚焦镜(4)为光滑金属面或金属薄膜。
专利摘要本实用新型公开了一种太阳能光伏电池快速成晶生产设备，包括由外壁(8)构成的真空腔(1)和位于真空腔(1)内的自动传送和快速冷冻装置(2)，其特征在于在真空腔(1)内的外壁(8)之下、自动传送和快速冷冻装置(2)之上设有朝向自动传送和快速冷冻装置(2)的快速光热辐射器件(3)，在外壁(8)与快速光热辐射器件(3)的背面之间设有反射式光热聚焦镜(4)。本实用新型的设备可以增加太阳能电池板(5)的太阳能转化效率，延长太阳能光伏电池板的使用寿命。本设备与太阳能光伏簿膜生产设备可以集成一体，实现大规模的产业化的生产，大量降低传统太阳能光伏电池板对半导体硅等材料的依赖，同时也降低了能耗，节省了制造成本。
文档编号H01L31/18GK201298560SQ20082004218
公开日2009年8月26日 申请日期2008年8月12日 优先权日2008年8月12日
发明者扬 费 申请人:常州诺曼数码自动化设备有限公司