1.本實用新型涉及太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于太陽能電池片鍍膜和光注入的集成設(shè)備。

背景技術(shù)：

2.光伏發(fā)電已經(jīng)成為一種可替代化石能源的技術(shù)，這依賴于近年不斷降低的生產(chǎn)成本和光電轉(zhuǎn)換效率的提升。按照光伏電池片的材質(zhì)，太陽能電池大致可以分為兩類：一類是晶體硅太陽能電池，包括單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池；另一類是薄膜太陽能電池，主要包括非晶硅太陽能電池、碲化鎘太陽能電池及銅銦鎵硒太陽能電池等。目前，以高純度硅材作為主要原材料的晶體硅太陽能電池是主流產(chǎn)品，所占的比例在80％以上。

3.在晶體硅太陽能發(fā)電系統(tǒng)中，實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的最核心步驟之一是將晶體硅加工成實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的電池片的工序，因而電池片的光電轉(zhuǎn)換效率也成為了體現(xiàn)晶體硅太陽能發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)水平的關(guān)鍵指標(biāo)。

4.提升電池效率，建立鈍化接觸是關(guān)鍵。由于光生載流子在硅片內(nèi)部快速運動，一旦接觸表面就會導(dǎo)致復(fù)合而無法收集成電流發(fā)電。如果在表面鍍一層特別的保護膜，像氧化硅、氮化硅、氧化鋁、非晶硅等由于表面晶硅表面化學(xué)鍵的飽和以及薄膜和晶硅之間形成的電荷場，它們能有效阻止少子在表面的復(fù)合。

5.為了進一步提升效率，新的電池理論模擬要求鈍化層全覆蓋，載流子通過隧道穿透效應(yīng)到達覆蓋在鈍化層上的導(dǎo)電層。hit電池就是基于這個理念設(shè)計的新電池，其具有發(fā)電量高、度電成本低的優(yōu)勢。

6.hit電池也叫做異質(zhì)結(jié)電池，其全稱為晶體硅異質(zhì)結(jié)太陽能電池。hit電池最早由日本三洋公司研發(fā)，其后日本的kaneka、美國的solarcity等相關(guān)企業(yè)相繼進行跟進。相較于傳統(tǒng)的太陽能電池而言，hit電池創(chuàng)新性的采用了單晶硅襯底和非晶硅薄膜異質(zhì)結(jié)的結(jié)構(gòu)，其在晶體硅上沉積非晶硅薄膜的做法，讓hit電池兼具了晶體硅電池與薄膜電池的優(yōu)勢。hit電池具有結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性高、電池成本低、工藝溫度低、光電轉(zhuǎn)換效率高、溫度特性好、雙面發(fā)電等眾多的特點，hit電池組件為電池行業(yè)從業(yè)者公認(rèn)的未來電池技術(shù)終極解決方案，也被譽為光伏電池產(chǎn)業(yè)的下一個風(fēng)口。

7.hit電池作為一種高效太陽能電池，它的常規(guī)制備流程是：1、清洗制絨；2.非晶硅鍍膜；3、tco鍍膜；4、印刷銀線。然而，最新研究發(fā)現(xiàn)，在太陽能電池制造完成后，在高于200℃的溫度下，對太陽能電池表面進行一段時間的強光照射，電池的光電轉(zhuǎn)換效率可以進一步提升0.2

?

1.0％。因此，為進一步提升hit電池轉(zhuǎn)換效率，在印刷銀線工序后，增加了光注入工序，即在一定溫度下使用高強度可見光(2

?

10倍的太陽光)照射電池，經(jīng)一段時間后，電池轉(zhuǎn)換效率增加。

8.現(xiàn)有技術(shù)方案，為實現(xiàn)電池轉(zhuǎn)換效率的進一步提升，往往需要在印刷銀線后，再增加一臺獨立設(shè)備(光注入退火爐)來完成光注入工藝，其具有如下缺點：

9.1、從工藝角度來看，上述結(jié)構(gòu)電池形成后就可以正反面同時發(fā)電，它是一種天然

的雙面電池，而且發(fā)電效率很高，最高發(fā)電效率達到25％以上，但是，hit雙面電池的缺點是導(dǎo)電銀漿必須在200℃以下溫度固化30分鐘左右，因此，必須使用低溫銀漿，但光注入的最佳溫度在200℃以上，如果硅片在印刷銀線后再進行光注入，其高于200℃的工藝溫度，勢必導(dǎo)致銀線與硅片的粘結(jié)強度急速下降；

10.2、從生產(chǎn)角度來看，在電池制造流程中，增加一臺獨立設(shè)備完成光注入即在hit制程中新增了一道電池制造工序，同時也額外增加了設(shè)備投入，電池制造成本也隨之提升；此外，還將涉及到硅片上下料的周轉(zhuǎn)，設(shè)備維護等問題，勢必造成人工成本的增加和生產(chǎn)效率的低下，而電池制程周期的延長還會對電池片良率造成不利影響。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

11.為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種用于太陽能電池片鍍膜和光注入的集成設(shè)備，包括一體依次設(shè)置的tco鍍膜腔及光注入退火腔，對應(yīng)所述tco鍍膜腔及光注入退火腔的輸送機構(gòu)，以及設(shè)置在所述輸送機構(gòu)上的用于硅片承載的載板。

12.其中，所述tco鍍膜腔的進料端還設(shè)置有裝載真空腔；所述光注入退火腔的出料端還設(shè)置有卸載真空腔。

13.其中，所述裝載真空腔的進料端還設(shè)置有硅片上料機構(gòu)；所述卸載真空腔的出料端還設(shè)置有硅片下料機構(gòu)。

14.其中，還具有載板回轉(zhuǎn)機構(gòu)，所述載板回轉(zhuǎn)機構(gòu)的進口端連通至所述硅片下料機構(gòu)，所述載板回轉(zhuǎn)機構(gòu)的出口端連通至所述硅片上料機構(gòu)，以用于將卸載硅片后的空載板由所述硅片下料機構(gòu)回轉(zhuǎn)至所述硅片上料機構(gòu)重復(fù)使用。

15.其中，對應(yīng)所述tco鍍膜腔及光注入退火腔的所述輸送機構(gòu)為鏈?zhǔn)絺鬏敊C構(gòu)，所述載板為平躺式載板。

16.其中，所述光注入退火腔內(nèi)采用的入射光源的沿載板前進方向的長度由退火所需時間和載板的運行速度決定，入射光源的寬度與載板寬度一致并在垂直于載板運動方向覆蓋整個載板上的硅片。

17.基于上述集成設(shè)備的用于太陽能電池片鍍膜和光注入的工藝，包括如下步驟：

18.s1.采用硅片上料機構(gòu)將經(jīng)過非晶硅鍍膜后的硅片按照m

×

n的排列方式平放在平躺的載板上進行上料；

19.s2.上料后的載板由鏈?zhǔn)絺鬏敊C構(gòu)輸送進入裝載真空腔，并在真空環(huán)境中將硅片加熱到100

?

300℃；

20.s3.載板進入tco鍍膜腔內(nèi)，在硅片的表面進行tco鍍膜；

21.s4.載板進入光注入退火腔內(nèi)，將經(jīng)過tco鍍膜的硅片進行光注入退火處理，包括正面光注入及反面光注入，或者僅為單面光注入；光注入退火腔的工藝溫度為150

?

300℃，壓力為真空或大氣壓，工藝氣體為n2、o2、h2、ar中的一種或多種混合；

22.s5.載板進入卸載真空腔內(nèi)，回填到大氣壓力；

23.s6.采用硅片下料機構(gòu)將完成tco鍍膜及光注入退火的硅片下料；

24.s7.空的載板經(jīng)載板回轉(zhuǎn)機構(gòu)回傳到上料端。

25.其中，對于m

×

n規(guī)格的所述載板，m＝3

?

10，n＝6

?

12，且所述載板采用耐高溫材料、不銹鋼或者碳纖維板制備而成。

26.其中，步驟s3中，tco鍍膜方式采用pvd或rpd，依次完成上鍍膜和下鍍膜；或者同時完成上鍍膜和下鍍膜，且所述載板在所述tco鍍膜腔內(nèi)連續(xù)運行通過或按需短暫停留。

27.其中，步驟s4中，光注入退火工藝的入射光源采用平板可見光源，平板可見光源為平行放置若干日光燈或led燈泡陣列排布，且入射光的強度達到太陽光強的2

?

10倍；入射光源可以設(shè)置在載板上方或下方，或是部分設(shè)置在上方且部分設(shè)置在下方；此外，光注入退火過程中硅片會放熱，溫度要控制在200

±

20℃范圍內(nèi)，如果入射光源在載板上方，載板下方可放置鋁板，并通過加熱或冷卻的方式控制鋁板溫度在20

?

150℃。

28.通過上述技術(shù)方案，本實用新型通過將tco鍍膜及光注入退火兩道工序集成在一臺設(shè)備中，其具有如下優(yōu)點：

29.1、降低了設(shè)備投入，電池制造成本隨之降低；

30.2、利用平躺式載板運輸硅片以實現(xiàn)鏈?zhǔn)竭B續(xù)運行，工序整合程度提高，制程周期縮短，規(guī)避了硅片上下料的周轉(zhuǎn)、設(shè)備維護等問題，人工成本降低，生產(chǎn)效率和產(chǎn)品良率提升；

31.3、在印刷銀線前先完成光注入退火，使銀線固化條件容易優(yōu)化達到最佳，由此解決了現(xiàn)有技術(shù)中光注入退火工序?qū)е碌你y線與硅片粘結(jié)強度下降的問題。

附圖說明

32.為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。

33.圖1為本實用新型實施例所公開的集成設(shè)備示意圖。

34.100.硅片上料機構(gòu)；200.裝載真空腔；300.tco鍍膜腔；400.光注入退火腔；500.卸載真空腔；600.硅片下料機構(gòu)；700.載板回轉(zhuǎn)機構(gòu)。

具體實施方式

35.下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。

36.參考圖1，本實用新型提供了一種用于太陽能電池片鍍膜和光注入的集成設(shè)備，包括一體依次設(shè)置的tco鍍膜腔300及光注入退火腔400，對應(yīng)tco鍍膜腔300及光注入退火腔400的鏈?zhǔn)絺鬏數(shù)妮斔蜋C構(gòu)，以及平躺式設(shè)置在輸送機構(gòu)上的用于硅片承載的載板；tco鍍膜腔300的進料端還設(shè)置有裝載真空腔200，光注入退火腔400的出料端還設(shè)置有卸載真空腔500；裝載真空腔200的進料端還設(shè)置有硅片上料機構(gòu)100，卸載真空腔500的出料端還設(shè)置有硅片下料機構(gòu)600；還具有載板回轉(zhuǎn)機構(gòu)700，載板回轉(zhuǎn)機構(gòu)700的進口端連通至硅片下料機構(gòu)600，載板回轉(zhuǎn)機構(gòu)700的出口端連通至硅片上料機構(gòu)100，以用于將卸載硅片后的空載板由硅片下料機構(gòu)600回轉(zhuǎn)至硅片上料機構(gòu)100重復(fù)使用。

37.其中，光注入退火腔400內(nèi)采用的入射光源的沿載板前進方向的長度由退火所需時間和載板的運行速度決定，入射光源的寬度與載板寬度一致并在垂直于載板運動方向覆蓋整個載板上的硅片。

38.基于上述集成設(shè)備的用于太陽能電池片鍍膜和光注入的工藝，包括如下步驟：

39.s1.采用硅片上料機構(gòu)100將經(jīng)過非晶硅鍍膜后的硅片按照m

×

n的排列方式平放

在平躺的載板上進行上料；其中，m＝3

?

10，n＝6

?

12，且載板采用耐高溫材料、不銹鋼或者碳纖維板制備而成；

40.s2.上料后的載板由鏈?zhǔn)絺鬏敊C構(gòu)輸送進入裝載真空腔200，并在真空環(huán)境中將硅片加熱到100

?

300℃；

41.s3.載板進入tco鍍膜腔300內(nèi)，在硅片的表面進行tco鍍膜；其中，tco鍍膜方式采用pvd或rpd，依次完成上鍍膜和下鍍膜；或者同時完成上鍍膜和下鍍膜，且載板在tco鍍膜腔300內(nèi)連續(xù)運行通過或按需短暫停留；

42.s4.載板進入光注入退火腔400內(nèi)，將經(jīng)過tco鍍膜的硅片進行光注入退火處理，包括正面光注入及反面光注入；或者僅為單面光注入；光注入退火腔的工藝溫度為150

?

300℃，壓力為真空或大氣壓，工藝氣體為n2、o2、h2、ar中的一種或多種混合；其中，光注入退火工藝的入射光源采用平板可見光源，平板可見光源為平行放置若干日光燈或led燈泡陣列排布，且入射光的強度達到太陽光強的2

?

10倍；入射光源可以設(shè)置在載板上方或下方，或是部分設(shè)置在上方且部分設(shè)置在下方；此外，光注入退火過程中硅片會放熱，溫度要控制在200

±

20℃范圍內(nèi)，如果入射光源在載板上方，載板下方可放置鋁板，并通過加熱或冷卻的方式控制鋁板溫度在20

?

150℃；

43.s5.載板進入卸載真空腔500內(nèi)，回填到大氣壓力；

44.s6.采用硅片下料機構(gòu)600將完成tco鍍膜及光注入退火的硅片下料；

45.s7.空的載板經(jīng)載板回轉(zhuǎn)機構(gòu)700回傳到上料端。

46.本實用新型通過將tco鍍膜及光注入退火兩道工序集成在一臺設(shè)備中，降低了設(shè)備投入，電池制造成本隨之降低；利用平躺式載板運輸硅片以實現(xiàn)鏈?zhǔn)竭B續(xù)運行，工序整合程度提高，制程周期縮短，規(guī)避了硅片上下料的周轉(zhuǎn)、設(shè)備維護等問題，人工成本降低，生產(chǎn)效率和產(chǎn)品良率提升；在印刷銀線前先完成光注入退火，使銀線固化條件容易優(yōu)化達到最佳，解決了現(xiàn)有技術(shù)中光注入退火工序?qū)е碌你y線與硅片粘結(jié)強度下降的問題。

47.對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實用新型。對上述實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。技術(shù)特征：

1.一種用于太陽能電池片鍍膜和光注入的集成設(shè)備，其特征在于，包括一體依次設(shè)置的tco鍍膜腔(300)及光注入退火腔(400)，對應(yīng)所述tco鍍膜腔(300)及光注入退火腔(400)的輸送機構(gòu)，以及設(shè)置在所述輸送機構(gòu)上的用于硅片承載的載板。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于太陽能電池片鍍膜和光注入的集成設(shè)備，其特征在于，所述tco鍍膜腔(300)的進料端還設(shè)置有裝載真空腔(200)；所述光注入退火腔(400)的出料端還設(shè)置有卸載真空腔(500)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于太陽能電池片鍍膜和光注入的集成設(shè)備，其特征在于，所述裝載真空腔(200)的進料端還設(shè)置有硅片上料機構(gòu)(100)；所述卸載真空腔(500)的出料端還設(shè)置有硅片下料機構(gòu)(600)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于太陽能電池片鍍膜和光注入的集成設(shè)備，其特征在于，還具有載板回轉(zhuǎn)機構(gòu)(700)，所述載板回轉(zhuǎn)機構(gòu)(700)的進口端連通至所述硅片下料機構(gòu)(600)，所述載板回轉(zhuǎn)機構(gòu)(700)的出口端連通至所述硅片上料機構(gòu)(100)，以用于將卸載硅片后的空載板由所述硅片下料機構(gòu)(600)回轉(zhuǎn)至所述硅片上料機構(gòu)(100)重復(fù)使用。5.根據(jù)權(quán)利要求1

?

4任意一項所述的一種用于太陽能電池片鍍膜和光注入的集成設(shè)備，其特征在于，對應(yīng)所述tco鍍膜腔(300)及光注入退火腔(400)的所述輸送機構(gòu)為鏈?zhǔn)絺鬏敊C構(gòu)，所述載板為平躺式載板。6.根據(jù)權(quán)利要求1

?

4任意一項所述的一種用于太陽能電池片鍍膜和光注入的集成設(shè)備，其特征在于，所述光注入退火腔(400)內(nèi)采用的入射光源的沿載板前進方向的長度由退火所需時間和載板的運行速度決定，入射光源的寬度與載板寬度一致并在垂直于載板運動方向覆蓋整個載板上的硅片。

技術(shù)總結(jié)

本實用新型公開了一種用于太陽能電池片鍍膜和光注入的集成設(shè)備，包括一體依次設(shè)置的TCO鍍膜腔及光注入退火腔，對應(yīng)TCO鍍膜腔及光注入退火腔的輸送機構(gòu)，以及設(shè)置在輸送機構(gòu)上的用于硅片承載的載板。本實用新型通過將TCO鍍膜及光注入退火兩道工序集成在一臺設(shè)備中，降低了設(shè)備投入，電池制造成本隨之降低；利用平躺式載板運輸硅片以實現(xiàn)鏈?zhǔn)竭B續(xù)運行，工序整合程度提高，制程周期縮短，規(guī)避了硅片上下料的周轉(zhuǎn)、設(shè)備維護等問題，人工成本降低，生產(chǎn)效率和產(chǎn)品良率提升；在印刷銀線前先完成光注入退火，使銀線固化條件容易優(yōu)化達到最佳，由此解決了現(xiàn)有技術(shù)中光注入退火工序?qū)е碌你y線與硅片粘結(jié)強度下降的問題。線與硅片粘結(jié)強度下降的問題。線與硅片粘結(jié)強度下降的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：上官泉元 鄒開峰

受保護的技術(shù)使用者：常州比太科技有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2020.12.24

技術(shù)公布日：2021/9/7