一种光伏薄膜电池的光浴装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于太阳能电池技术领域，尤其涉及一种薄膜光伏电池的光浴处理装置。
【背景技术】
[0002]社会发展，人口的增长导致能源危机，环境污染问题的发生。可再生能源的研究和应用技术是时代前进的必要前提。其中作为绿色能源的太阳能，因为其巨大的储备量，广阔的应用空间，被认为是解决以上问题的关键。
[0003]迄今为止太阳能电池产业中，研究最为深刻，应用最为广泛的要数硅系列太阳能电池，但是由于硅系列太阳能电池器件的生产都需要复杂的工艺，昂贵的设备；因此高成本限制了晶体硅系列电池进一步普及。近年来，以铜铟镓砸(CIGS)材料为代表的薄膜太阳能电池，厚度仅数微米，器件转换效率已超过20%，从生产成本和工艺难易程度均优于晶体硅电池。可以坚信不久的将来，铜铟镓砸(CIGS)薄膜太阳能电池势必成为光伏电池的主流产品之一Ο
[0004]铜铟镓砸(CIGS)太阳能电池因其结构特征，决定其具有亚稳态效应。为了获得稳定性更好，转换效率更高的器件，需要对样片进行光浴处理(light soaking)。光浴处理除了器件本身结构的影响外，光照强度，温度，环境湿度均会对器件的光浴效果产生影响。最优化的光浴处理条件，可以显著提高器件的效率。根据相关报道，提高幅度最多可达10%。
[0005]目前光伏市场上光浴设备多使用碘钨灯或LED等光源，对组件进行照射。因为照射时间长达数小时，在完成该处理过程中，不论是光照，空间温度控制，还是空间湿度控制都需要消耗相当的电能。因此在完成光浴处理设备的设计时，需要在各方面考虑到减少能耗，以及所耗能的二次利用，这对于绿色能源的开发研究，光伏产业的推进具有极其重要的意义。
【发明内容】
[0006]本发明专利的目的在于提供是一种薄膜光伏电池的光浴装置，本发明装置结构简单，降低能耗的同时，光浴处理条件(温度，湿度)可控性好。该装置可以为大规模产线的应用提供基础模型。
[0007]本专利提供光伏薄膜电池的光浴装置，其特征在于:由光照系统，光强调节系统，光伏电池控制降温系统和高压空气控制湿度系统组成。如图1，图2为薄膜光伏电池光浴装置的侧视，俯视图。
[0008]该系统设置在由亚克力板围成的独立空间内。其中，光照系统由并列的3组光源组成，每组光源由2盏碘钨灯构成，如图3。光浴处理样片放置在碘钨灯正下方的可控升降的冷水板之上，周围是由柔性薄膜太阳能电池合围而成的半封闭空间。与外部亚克力板构成“回”字结构。在进行光浴处理的同时，柔性薄膜光伏电池利用样片外空间的光能转化成电能，驱动风扇，流动的空气促进了样片表面降温；另外，冷水板使用循环水可以通过冷水机控制温度，在更大范围内的控制光浴处理温度。装置空间内部湿度由高压空气的导入，导出控制。在测试中，我们可以容易的获得<10%的湿度。
[0009]以上所述光浴系统装置，其特征在于:利用6盏长度为30cm碘钨灯，分为3组，通过近似平行光照射薄膜光伏电池样片。碘钨灯可以发出较大波长范围的连续光谱(320?2500nm)。光源照射电源采用市电220V的交流电。
[0010]以上所述光浴系统装置，其特征在于:光强调节系统可由控制光照射的灯数，调节放置样片冷水板的高度完成。另外，光强的调节也可以通过改变照射灯种类(如LED灯)，或控制光源电流强度来实现。
[0011]以上所述光浴系统装置，其特征在于:利用柔性薄膜太阳能电池材料代替一般光浴设备使用的暗箱材料，形成半封闭空间。将光源照射样片以外空间的光能，有效转化为电能驱动风扇。从而推动空气流动，降低器件和组件表面的温度。可以根据空气流动降温的有效性，合理设置风扇的位置。为达到较好的散热，降温效果，不排除从外部引入电源，在相应的位置设置大功率空调或风扇。
[0012]以上所述光浴系统装置，其特征在于:我们同时利用冷水板为薄膜光伏电池，组件进行降温，从而控制器件表面温度。
[0013]以上所述光浴系统装置，其特征在于:控制高压空气的导入和导出，从而调节光浴处理空间的环境湿度。同时需要综合考虑空气的流动方向，压力影响，合理布置导入，导出气管位置。以便达到最佳降湿，降温效果。本装置的导入气孔设置在空间底部的4个方向。排气口设置在光浴处理舱的顶部。导入，导出高压空气的同时，利用光源照射，可以让附着在空间内壁上面的水分子运动到空间，以便加速空间降湿速度。
[0014]以上所述光浴系统装置，其特征在于:可以通过调节光强，光照时间，光浴温度，湿度，来进行器件，组件光浴条件优化。可以对晶硅电池，染料敏化电池，铜铟镓砸等薄膜，非薄膜类光伏电池器件，组件进行光浴处理。
【附图说明】
[0015]图1光浴装置结构侧视图。
[0016]图2光浴装置结构俯视图
[0017]图3光源电路简图。
[0018]其中，以上所述示意图是说明性的，而非限制性说明。因此不能过度限制本发明的保护范围。
【具体实施方式】
[0019]根据本装置示意图，对薄膜光伏电池光浴装置的使用，进行详尽说明。
[0020]1.将器件或组件放在可调升降冷水板板面之上。该板面距光源距离>70cm。过近距离的照射有可能导致样片表面温度过高，从而影响器件效率。
[0021 ] 2.导入高压空气。将压力0.6MPa的高压空气分为4气路，由底部4个方向导入光浴处理舱。同时将处理舱顶部高压空气出口打开。
[0022]3.待3分钟后打开光源，照射封闭的光浴空间，以帮助空间湿度的快速降低。打开光源数量，照射时间可根据具体情况而定。一般情况下，大约20分钟，可以达到实验实施标准，湿度< 10 %。同时减少通入高压空气量。
[0023]4.打开冷却水循环水路，冷水板开始工作。一般情况下，冷却用水可以保证工作台在室温水平，在特殊情况下，可以用冷水机控制冷水温度，以保证更大温度范围内控制光浴器件，组件的表面温度。
[0024]5.控制光源强度，进行光浴处理。选择照射光源(数目，位置)，调节升降台高度控制光强，完成光浴处理。
[0025]6.光浴过程中，需要随时监控舱内温度，处理样片表面温度和舱内湿度，确保处理条件稳定性。
【主权项】
1.一种薄膜光伏电池的光浴装置(如图1装置侧视图，图2装置俯视图)，其特征在于:该装置由光照系统，光强调节系统，光伏电池控制降温系统和高压空气控制湿度系统组成。2.如权利要求1所述一种薄膜光伏电池光浴装置，其特征在于:光照系统由3组光源构成，每组光源由2盏碘钨灯组成。凹形灯罩会产生近似平行光反射，照射电池样片。3.如权利要求1所述一种薄膜光伏电池光浴装置，其特征在于:光强调节系统，可由控制灯数，放置样片位置高度，完成对光强的控制和调节。控制光强也可以通过改变照射灯种类(如LED灯等)，或控制光源电流强度来实现。4.如权利要求1所述一种薄膜光伏电池光浴装置，其特征在于:光浴处理样片在光照同时，样片本身温度会上升。而上升的温度会影响元素在器件功能层内部的合理分布。长时间高温，会导致器件效率降低。因此控制光浴处理样片的自身温度十分重要。本装置利用柔性薄膜太阳能电池材料代替一般光浴设备使用的暗箱材料，形成半封闭空间。利用光源照射样片以外空间的光能，转化为电能驱动风扇。可以根据空气流动降温的有效性，合理设置风扇的位置。为达到较好的散热，降温效果，不排除从外部引入电源，在相应的位置设置相应功率的空调或大功率风扇。在实际过程中，我们同时利用冷水板为样片进行降温，从而更为准确地控制光浴处理样片的温度。 本装置使用柔性不锈钢衬底铜铟镓砸(CIGS)电池组件搭建半封闭空间，也可以选择其他非柔性衬底材料的多晶硅，有机薄膜太阳能电池或单晶硅等光伏材料进行搭建暗箱。5.如权利要求1所述一种薄膜光伏电池光浴装置，其特征在于:利用高压空气控制光浴空间环境湿度。进行光浸润之前，首先导入高压空气，同时打开排风口；利用高压空气的低湿度特点，将空间内原有空气排出，降低湿度。另外排气同时，也可以利用光源照射光浴处理空间，以便加快降湿速度。 高压空气的导入，排出管路设计，需要考虑到空气的流动，以便达到最佳降温效果。高压空气的导入，可以使光浴空间湿度迅速降低到10%以下。 另外，可以将通入的高压空气更换为氮气或其他惰性气体，但处理费用要相对增加。6.如权利要求1所述一种薄膜光伏电池光浴装置，其特征在于:通过气体导入，导出的控制，合理调节低湿度处理空间的温度。完成降低湿度过程后，通风口以外尽量保证封闭状态，注意空间内温度变化，因为不断排出的空气，可以带走空间内的热量。7.如权利要求1所述一种薄膜光伏电池光浴装置，其特征在于:可变更固定的冷水板为轮对轮形式，那么该设备既可以应用到柔性，也可以应用到非柔性薄膜光伏电池的光浴处理流水产线。
【专利摘要】本发明公开了一种薄膜光伏电池的光浴装置，应用于光伏电池的光浴处理工艺，以获得高效，稳定的电池及组件。该装置由光照系统，光强调节系统，光伏电池控温系统和高压空气控湿系统组成。本发明装置最显著特点：即利用柔性薄膜电池将光浴过程中过度消耗电能转化为推动空气流动的动力为样片降温，降低了处理成本；同时利用高压空气的导入与排出，控制光浴空间的湿度，温度；通过调整控制光强，利用冷水板对样片进行准确温控。本装置结构简单，光浴处理条件控制便利，准确，并且具有节能特点，为大规模产线光浴处理装置提供了基础模型。
【IPC分类】H01L31/048
【公开号】CN105489680
【申请号】CN201510990628
【发明人】冯宗宝, 钱磊, 刘德昂, 章婷, 杨一行, 曹蔚然
【申请人】苏州瑞晟纳米科技有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月25日