光伏电池加工工艺以及光伏电池串焊固化装置的制作方法

文档序号:14270386阅读:178来源:国知局

本发明涉及太阳能电池技术领域,尤其涉及一种光伏电池加工工艺以及光伏电池串焊固化装置。



背景技术:

随着地球上石油、煤炭等自然资源日益减少,开发新的自然资源成为当务之急,目前,太阳能以其清洁的优势成为开发的重点。

太阳能的利用,主要是通过太阳能电池将太阳光辐射转换成电能和热能等人类可以利用的资源。高效异质结太阳能电池以其高效的优势成为发展重点,在制备异质结太阳能电池时,需要首先制备电池片,电池片制备完成后,将多个电池片通过焊带串焊成电池串,最后将电池串与背板、前板等封装材料封装完成,整个异质结太阳能电池加工完成。

在上述制备异质结太阳能电池的过程中,电池片制备的最后一道工序一般为银浆电极的印刷,然后进行银浆的烘干和固化;电池片加工完成后,紧接着为串焊电池片的工序。目前,进行银浆的固化时,需要使用红外加热方式,而在电池片串焊时,同样需要用到红外加热的方式。

目前,电池片的银浆固化和电池片的串焊分别进行红外加热加工,导致资源的浪费,以及加工时间延长,降低了生产效率。



技术实现要素:

本发明的目的提供一种光伏电池加工工艺以及光伏电池串焊固化装置,以解决上述问题,节省资源,缩短加工时间,提高生产效率。

本发明提供的一种光伏电池加工工艺,包括:

步骤s1:在单晶硅片的两侧表面进行镀膜;

步骤s2:在镀膜完成的单晶硅片的一侧表面上制备第一电极;

步骤s3:在镀膜完成的单晶硅片的另一侧表面上制备第二电极,以形成电池片;

步骤s4:使用光伏电池串焊固化装置,将多个所述电池片进行串焊,同时对所述第一电极和所述第二电极进行固化。

如上所述的光伏电池加工工艺,其中,优选的是,步骤s1具体包括:

步骤s11:对单晶硅片的两面进行制绒和清洗;

步骤s12:在单晶硅片的一面依次沉积第一本征钝化层和第一非晶硅掺杂层;在单晶硅片的另一面依次沉积第二本征钝化层和第二非晶硅掺杂层;

步骤s13:在第一非晶硅掺杂层上沉积第一透明导电层;在第二非晶硅掺杂层上沉积第二透明导电层。

如上所述的光伏电池加工工艺,其中,优选的是,步骤s2具体包括:

步骤s21:在第一透明导电层上将银和树脂的混合溶液通过丝网印刷形成第一电极;

步骤s22:烘干所述第一电极。

如上所述的光伏电池加工工艺,其中,优选的是,步骤s3具体包括:

步骤s31:在第二透明导电层上将银和树脂的混合溶液通过丝网印刷方式进行第一次印刷,形成第二电极底层;

步骤s32:烘干第二电极底层;

步骤s33:在第二电极底层上将银和树脂的混合溶液通过丝网印刷方式进行第二次印刷,形成第二电极;

步骤s34:烘干所述第二电极。

如上所述的光伏电池加工工艺,其中,优选的是,步骤s4具体包括:

步骤s41:将多个所述电池片间隔排列在传送装置上,并将焊带摆放在相邻的电池片之间,使焊带的一端与一个电池片的第一电极接触,焊带的另一端与一侧相邻的电池片的第二电极接触;

步骤s42:使用压针将焊带及电池片进行压紧;

步骤s43:使用加热装置进行加热,使焊带与电池片的电极完成焊接以将多个电池片串联,同时所述第一电极和所述第二电极固化。

如上所述的光伏电池加工工艺,其中,优选的是,步骤s43中,加热装置包括设置在传送装置上方的第一加热组件和设置在传送装置下方的第二加热组件;

步骤s43具体包括:打开所述第一加热组件和所述第二加热组件,对焊带、电池片的上表面以及电池片的下表面同时加热,从而使焊带与电池片的电极完成焊接以将多个电池片串联,所述第一电极和所述第二电极固化。

如上所述的光伏电池加工工艺,其中,优选的是,步骤s43还包括,控制所述加热装置以150至230摄氏度之间的温度,对电池片的第一电极和第二电极固化加热40分钟。如上所述的光伏电池加工工艺,其中,优选的是,步骤s12中,采用等离子体增强化学的气相沉积法或者热丝化学气相沉积方式,在单晶硅片的一面依次沉积第一本征钝化层和第一非晶硅掺杂层;在单晶硅片的另一面依次沉积第二本征钝化层和第二非晶硅掺杂层。

如上所述的光伏电池加工工艺,其中,优选的是,步骤s13中,采用物理气相沉积方式,在第一非晶硅掺杂层上沉积第一透明导电层;在第二非晶硅掺杂层上沉积第二透明导电层。

本发明还提供了一种光伏电池串焊固化装置,包括:

传送装置;

第一加热组件,包括红外加热器和热风装置;所述红外加热器和所述热风装置均可升降的设置在所述传送装置的传送面的上方;

压针,所述压针可升降的设置在所述传送装置的传送面的上方。

如上所述的光伏电池串焊固化装置,其中,优选的是,还包括支撑架,所述支撑架可升降的设置在所述传送装置的传送面上方;

所述红外加热器、所述热风装置和所述压针均固定连接于所述支撑架上。

如上所述的光伏电池串焊固化装置,其中,优选的是,还包括电动升降装置,所述电动升降装置包括升降板,所述升降板设置在所述传送装置的传送面的上方,所述升降板能向靠近或者远离所述传送装置的方向移动;所述支撑架固定于与所述升降板上。

如上所述的光伏电池串焊固化装置,其中,优选的是,所述所述电动升降装置还包括驱动件,所述驱动件的驱动端与所述升降板固定连接。

如上所述的光伏电池串焊固化装置,其中,优选的是,还包括第二加热组件,所述第二加热组件设置在所述传送装置背离所述传送面的一侧。

如上所述的光伏电池串焊固化装置,其中,优选的是,还包括用于支撑所述传送装置的支撑平台,所述支撑平台设置在所述传送装置的下方;所述第二加热组件固定在所述支撑平台上。

本发明提供了一种光伏电池加工工艺,包括步骤s1:在单晶硅片的两侧表面进行镀膜;步骤s2:在镀膜完成的单晶硅片的一侧表面上制备第一电极;步骤s3:在镀膜完成的单晶硅片的另一侧表面上制备第二电极,以形成电池片;步骤s4:使用光伏电池串焊固化装置,将多个所述电池片进行串焊,同时对所述第一电极和所述第二电极进行固化。使用本发明提供的加工工艺,采用在串焊电池片的同时,对电池片上的电极进行固化,节省了资源,缩短了光伏电池的加工时间,提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的光伏电池加工工艺的流程图;

图2为本发明实施例提供的光伏电池串焊固化装置的主视图;

图3为本发明实施例提供的光伏电池串焊固化装置的轴测图。

附图标记说明:

10-传送装置20-升降板21-连接凸起30-第一加热组件

40-压针50-支撑架60-支撑平台

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能解释为对本发明的限制。

如图1所示,本发明提供了一种光伏电池加工工艺,包括:

步骤s1:在单晶硅片的两侧表面进行镀膜;该镀膜具体包括以下步骤:

步骤s11:对单晶硅片的两面进行制绒和清洗。制绒即为在单晶硅片的两面形成金字塔容貌的绒面,金字塔的尺寸为1至10微米,制绒可以降低单晶硅片表面的反射,从而增加太阳能电池片的转换率。

步骤s12:在单晶硅片的一面依次沉积第一本征钝化层和第一非晶硅掺杂层;在单晶硅片的另一面依次沉积第二本征钝化层和第二非晶硅掺杂层。具体地,可以采用等离子体增强化学的气相沉积法(pecvd)或者热丝化学气相沉积(hwcvd)的方式在单晶硅片的两面沉积上述本征钝化层和非晶硅掺杂层。两个本征钝化层和两个非晶硅掺杂层采用相同的方式,在不同的腔室中沉积形成,可以放在同一步骤中完成加工。优选地,第一非晶硅掺杂层为n型非晶硅基层,第二非晶硅掺杂层为p型非晶硅基层;第一本征钝化层和第二本征钝化层均为非晶硅基本征层。

步骤s13:在第一非晶硅掺杂层上沉积第一透明导电层;在第二非晶硅掺杂层上沉积第二透明导电层。具体地,可以采用物理气相沉积(pvd)的方式制备,也可以采用远程等离子体镀膜(rpd)的方式制备完成。优选地,上述第一透明导电层和第二透明导电层均为tco玻璃层。

步骤s2:镀膜完成的单晶硅片的一侧表面制备第一电极。具体地,在第一透明导电层上制备第一电极。优选地,可以采用丝网印刷方式在第一透明导电层上印刷多条第一细栅线和第一主栅线,多条第一细栅线和第一主栅线组成第一电极。本领域技术人员可以理解的是,由于电池片的电极多为银浆和树脂的混合溶液制成,因此制备完第一电极之后,需要对第一电极进行烘干。具体地,可以采用热风机进行烘干。

步骤s3:在镀膜完成的单晶硅片的另一侧表面上制备第二电极,以形成电池片。具体地,在第二透明导电层上制备第二电极,以形成电池片。进一步地,第一电极和第二电极均使用银浆和树脂材质制成。而制备第二电极的过程具体包括在第二透明导电层上通过丝网印刷方式进行第一次印刷,形成第二电极底层;烘干第二电极底层;在第二电极底层上通过丝网印刷方式进行第二次印刷,形成第二电极;最后烘干上述第二电极。具体地,可以采用热风机进行烘干。

更具体地,可以采用丝网印刷方式在第二透明导电层印刷多条第二细栅线形成第二电极底层,在第二电极底层上通过丝网印刷方式印刷多条第三细栅线和第二主栅线,且第三细栅线覆盖所述第二细栅线,所述第二细栅线、第三细栅线和第二主栅线组成第二电极。

由于加工的电池片为双面发电的电池,因此,需要在单晶硅片的两面均印刷电极,在实际应用过程中,为了提高导电效率,可以增加受光面较大的一面的电极的银含量。因此,该第二电极分两次印刷,第一次印刷形成的第二电极底层的第二细栅线的厚度等于第一电极的第一细栅线的厚度,两次印刷之后,第二电极的第二细栅线和第三细栅线的总厚度为第一电极的第一细栅线的两倍,其导电效率也大为提高。

步骤s4:使用光伏电池串焊固化装置,将多个电池片进行串焊,同时对第一电极和第二电极进行固化。以下描述时,结合图2和图3提供的光伏电池串焊固化装置进行描述。

步骤s4具体包括步骤s41:将多个电池片间隔排列在传送装置10上,并将焊带摆放在相邻的电池片之间,焊带的两端分别连接相邻电池片的相异电极。本领域技术人员应当理解的是,电池片排列时,应当保持适当的距离,并且排列的数量可以根据实际情况进行调整,例如:可以在传送装置10上排列2至12片电池片,相邻的电池片之间均设置有焊带,焊带的一端连接一个电池片的第一电极,焊带的另一端连接相邻电池片的第二电极。

步骤s42:使用压针40将焊带与电池片进行压接。具体地,摆放电池片和焊带时,压针40远离传送装置10,摆放完成后,将压针40移动至压接在焊带与电池片的连接处,将焊带及电池片压紧固定。

步骤s43:使用加热装置进行加热,使焊带与电池片的电极完成焊接以将多个电池片串联,同时第一电极和第二电极固化。压针40将焊带及电池片压紧之后,启动加热装置,以150至230摄氏度的温度,对电池片和焊带加热40分钟,此时,焊带与电池片的的电极完成焊接,因此,多个电池片被串联成功。同时电池片上的第一电极和第二电极受热,从而进行固化,加工完成。由于焊接所需时间较短,在压针压紧焊带与电池片协助焊接完成后,压针可向上移动远离电池片和焊带。此时加热装置以以150至230摄氏度的温度,对电池片和焊带加热40分钟,主要对电池片上的第一电极和第二电极进行固化。

具体地,步骤s43中,加热装置包括设置在传送装置10上方的第一加热组件30和设置在传送装置10下方的第二加热组件;压针40将焊带和电池片压紧之后,打开第一加热组件30和第二加热组件,使焊带、电池片的上表面以及电池片的下表面同时加热,从而使串焊的同时,第一电极和第二电极进行固化。上述第一加热组件30包括红外加热器和热风装置,第二加热组件可以为电阻加热片加热器。

使用本发明实施例提供的加工工艺,取消加工电池片时对电极进行固化的工艺步骤,而采用在串焊电池片的同时,对电池片上的电极进行固化,节省了资源,缩短了光伏电池的加工时间,提高了生产效率。应当理解的是,在串焊完成后,还有常规的封装工艺。

如图2和图3所示,本发明实施例还提供了一种光伏电池串焊固化装置,包括传送装置10、第一加热组件30和压针40。

其中,第一加热组件30包括红外加热器和热风装置;红外加热器和热风装置均可升降的设置在传送装置10的传送面的上方;压针40可升降的设置在传送装置10的传送面的上方。优选地,上述传送装置10为传送带。

加工时,将将多个电池片间隔排列在传送装置10上,并将焊带摆放在相邻的电池片之间,焊带的两端分别连接相邻电池片的相异电极。本领域技术人员应当理解的是,电池片排列时,应当保持适当的距离,并且排列的数量可以根据实际情况进行调整,例如:可以在传送装置10上排列2至12片电池片,相邻的电池片之间均设置有焊带,焊带的一端连接一个电池片的第二电极,焊带的另一端连接相邻电池片的第一电极。

然后使压针40和第一加热组件30向下移动靠近传送装置10的传送面,从而使得压针40将焊带及电池片压紧,避免后续焊接过程中电池片和焊带移动,造成焊接不良的现象。具体地,摆放电池片和焊带时,压针40远离传送带传送装置10,摆放完成后,将压针40移动至压接在焊带与电池片的不需要焊接的位置,从而将将焊带与电池片压紧固定。

接着,压针40将焊带和电池片压紧之后,打开红外加热器和热风装置,从而使串焊的同时,电池片的第二电极和第一电极进行固化。

本发明实施例提供的光伏电池串焊固化装置,使用压针40将焊带和电池片压紧,然后使用第一加热组件30完成电池片和焊带的串焊,以及电池片的第一电极和电池片的第二电极固化。实现了串焊和固化同时加工。节省了资源,缩短了光伏电池的加工时间,提高了生产效率。

在进行串焊和固化时,红外加热器为集中对点加热的方式,而热风装置吹出热风,对所有电池片进行全面加热,二者相互辅助,高效可靠的完成焊接和固化。

具体地,本发明实施例提供的光伏电池串焊固化装置还包括电动升降装置,其中,电动升降装置包括升降板20,升降板20设置在传送装置10的传送面上方,升降板20能向靠近或者远离传送装置10的方向移动;第一加热组件30和压针40均与升降板20固定连接。

进一步地,本发明实施例提供的光伏电池串焊固化装置还包括第二加热组件,第二加热组件设置在传送装置10远离传送面的一侧。优选地,第二加热组件可以为电阻加热片,且数量为多个。也即,第一加热组件30设置在传送装置10的上方,第二加热组件设置在传送装置10的下方,从而可以对电池片和焊带的上下两侧均进行加热。

具体使用时,启动电动升降装置,使得升降板20带动压针40和第一加热组件30向上移动远离传送装置10的传送面,然后将多个电池片间隔排列在传送装置10上,并将焊带摆放在相邻的电池片之间,焊带的两端分别连接相邻电池片的相异电极。

然后,操作电动升降装置,以使升降板20向下移动,带动压针40和第一加热组件30向下移动靠近传送装置10的传送面,从而使得压针40将焊带与电池片不需要焊接的位置进行压接。

进一步地,上述电动升降装置的数量为两个,使用两个电动升降装置可以增加压针40和第一加热组件30上下移动的平稳性,以及固定可靠性,提高操作安全系数。

接着,压针40将焊带和电池片压紧之后,打开第一加热组件30和第二加热组件,使焊带、电池片的上表面以及电池片的下表面同时加热,从而使串焊的同时,电池片的第二电极和第一电极进行固化。电阻加热片进一步地,本发明实施例提供的光伏电池串焊固化装置还包括支撑架50,支撑架50与两升降板20固定连接;红外加热器、热风装置和压针均固定在支撑架50上,其中红外加热器具体可以为红外灯管,红外灯管的发热面朝向传送装置的传送面,热风装置可以为朝向传送装置的传送面吹出热风的风机,压针40固定在支撑架50的下侧,靠近传送装置10的一侧。请参考图3,可见支撑架50为长方体块状,其上安装有10个红外灯管。当升降板20向下移动时,压针40首先压紧电池片和焊带。

更具体地,上述升降板20为矩形板,支撑架50的一侧与矩形板的底部的一侧固定连接,升降板20远离支撑架50的一端设置有连接凸起21。

电动电动升降装置还包括驱动件,该驱动件的驱动端与升降板20固定连接。具体地,该驱动件为气缸,气缸的连杆与升降板20上的连接凸起21固定连接,从而控制升降板20上升和下降,以带动压针40和第一加热组件30上下移动。

进一步地,本发明实施例提供的光伏电池串焊固化装置还包括用于支撑传送装置10的支撑平台60,支撑平台60设置在传送装置10的下方;第二加热组件固定在支撑平台60靠近传送装置10的一侧。支撑平台60用于支撑传送装置10,从而使得传送装置10的传送面在运行过程中,保持平稳,避免电池片和焊带位置移动,导致串焊失败。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果,以上仅为本发明的较佳实施例,但本发明不以图面所示限定实施范围,凡是依照本发明的构想所作的改变,或修改为等同变化的等效实施例,仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时,均应在本发明的保护范围内。

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