專利名稱：太陽能電池在線老化裝置及方法
技術領域：
本發(fā)明公開了一種薄膜電子器件的老化裝置及方法，屬于太陽能電池技術領域。
背景技術：
薄膜太陽能電池是由前電極膜層、光電轉(zhuǎn)換膜層及背電極膜層組成。由于在各膜 層制備過程中存在著影響太陽能電池性能的各種缺陷。為了盡量減少或消除膜層界面對太 陽能電池性能的影響，一般采用高溫退火的老化方式來實現(xiàn)，經(jīng)高溫老化后的薄膜電池其 各層薄膜間的結合力也會大幅上升，膜層表面附著力也會顯著提高，這就需要提供一種可 以調(diào)節(jié)溫度和老化時間的加熱裝置。專利號為ZL200410079297. 1的中國專利公開了一種 片式元器件老化裝置，可確保老化質(zhì)量，降低故障率，為提高產(chǎn)品的可靠性和不良品的剔除 起到了保證作用。專利號為ZL200680029289. 3的中國專利公開了一種晶片級老化方法及 裝置，能夠降低并消除由于電加熱時而引起的晶片表面內(nèi)溫度的差異，對產(chǎn)品進行篩選，剔 除不合格的產(chǎn)品。以上所述的老化裝置和方法均是用于篩選不合格產(chǎn)品，這些老化裝置和 方法都不適合用于在線老化太陽能電池。目前太陽能行業(yè)中，老化方法是將太陽能電池放 入單體加熱爐(如烘箱)內(nèi)，加熱一定時間后，開始冷卻，冷卻完成后取出太陽能電池。該 工藝對太陽能電池放片、取片工作量大，冷卻時間較難控制，生產(chǎn)效率低，能耗高，無法適應 自動化生產(chǎn)線的需要。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對以上現(xiàn)有技術存在的不足和老化裝置缺陷，提出 一種在線連續(xù)老化裝 置任務，以提高生產(chǎn)效率，降低能耗。 本發(fā)明的任務還在于將太陽能電池片裝載于老化框中，裝片與卸片在老化裝置外 完成，老化的加熱溫度及時間、冷卻時間、溫度的控制可以根據(jù)不同產(chǎn)品和不同工藝的要求 進行設定。 為了實現(xiàn)以上任務，本發(fā)明具體采用的技術方案是提供一種太陽能電池在線老 化裝置，包括爐體及設置在爐體兩端的前門和后門，所述爐體內(nèi)包括由隔熱部件相互隔離 的加熱區(qū)域和冷卻區(qū)域，所說的加熱區(qū)域和冷卻區(qū)域內(nèi)均設有傳送裝有太陽能電池的老化 框的傳動機構，為傳送定位準確，在爐體內(nèi)壁設有定位傳感器。 所說的加熱區(qū)域由多節(jié)加熱段組成，冷卻區(qū)域由多節(jié)冷卻段構成，每節(jié)加熱段和 冷卻段均設有傳動機構。冷卻區(qū)域由自然冷卻段和強制冷卻段構成。 所說的傳動機構包括減速電機和由減速電機驅(qū)動的主動鏈輪、傳動軸和從動鏈
輪，鏈接主動鏈輪、從動鏈輪和傳動鏈輪的鏈條，該鏈條位于老化框底部。 爐體的加熱區(qū)域內(nèi)設有加熱管，且爐體的頂部設有風機。 加熱段和冷卻段的節(jié)與節(jié)之間剛性密封連接。冷卻區(qū)域的第1節(jié)是自然冷卻段， 其他節(jié)為強制冷卻段，由爐體上的冷卻風機強制冷卻。 本發(fā)明還提供一種太陽能電池在線老化的方法，用隔熱部件將老化裝置的加熱區(qū)域和冷卻區(qū)域隔離開，打開老化裝置爐體的前門，用傳動機構將裝有太陽能電池的老化框 傳送至老化裝置的加熱區(qū)域加熱老化，打開隔熱部件，將裝有太陽能電池的老化框由傳動 機構從加熱區(qū)域傳送至冷卻區(qū)域，冷卻后，裝有太陽能電池的老化框由傳動機構從老化裝 置爐體的后門移出。 傳動機構中的從動鏈輪與老化框底部的鏈條嚙合時，減速電機開始運行，通過鏈 條驅(qū)動主動鏈輪，主動鏈輪通過鏈條驅(qū)動固定在傳動軸上的從動鏈輪同步運轉(zhuǎn)，推動裝有 太陽能電池的老化框前進。 老化裝置中的加熱區(qū)域和冷卻區(qū)域均由多節(jié)組成，加熱區(qū)域和冷卻區(qū)域的各節(jié)的 傳動速度一致，裝有太陽能電池的老化框在每一節(jié)停留的時間相等。 本發(fā)明的有益效果是實現(xiàn)了在線連續(xù)自動化生產(chǎn)，降低了勞動強度，節(jié)省了搬運 時間，避免了在搬運過程中引起電池碎裂，大幅提高了生產(chǎn)效率；可根據(jù)生產(chǎn)需求、工藝參 數(shù)的改變而更改加熱區(qū)域和冷卻區(qū)域的節(jié)數(shù)設置；節(jié)與節(jié)之間連接簡便，安裝方便；裝置 的加熱區(qū)域和冷卻區(qū)域相互隔離，加熱區(qū)域為連續(xù)加熱工作方式，無需降溫冷卻，能大大降 低能耗，提高生產(chǎn)效率；老化裝置的冷卻區(qū)域設有自然冷卻段和強制冷卻段，可確保避免太 陽能電池因溫度驟降而引起的破裂，并且縮短了電池的冷卻時間，提高了生產(chǎn)效率；經(jīng)過本 裝置的老化工藝后，可顯著提高薄膜太陽電池特別是非晶硅薄膜電池的電性能，能在原有 基礎上提高3% _7%的峰值功率。
圖1為老化裝置的截面圖。 圖2為圖1的俯視圖。 圖3為老化裝置的傳動機構示意圖。 圖4為老化裝置的加熱區(qū)域的結構示意圖。 圖5為老化裝置的冷卻區(qū)域的結構示意圖。 圖6為老化裝置中老化框的結構示意圖。 圖7為圖6的左視圖。 圖8為圖6中的A向視圖。 圖9為圖6中I處的局部放大圖。 圖1至圖9中，1為腳杯，2為固定鏈條，3為老化框，4為從動鏈輪，5為主動鏈輪， 6為減速電機，7為軌道，8為爐體，9為加熱管，10為太陽能電池(以下簡稱電池)，11為后 門，12為冷卻風機，13為耐高溫隔離部件，14為風機，15為前門，16為傳動軸，17為傳動鏈 輪，18為定位傳感器，19為車輪，20為支撐塊，21為插槽板，A為第1節(jié)加熱段，An為第n 節(jié)加熱段，B工為第1節(jié)冷卻段，Bn為第n節(jié)冷卻段，P所指的箭頭方向為熱空氣流動線路。
具體實施方式
實施例1 見圖1至圖5，該太陽能電池老化裝置分加熱區(qū)域和冷卻區(qū)域，加熱區(qū)域用來加熱 老化太陽能電池，冷卻區(qū)域用于冷卻電池。爐體8由可調(diào)節(jié)高度的腳杯1支撐，在爐體8的 兩端設有前門15和后門11，加熱段和冷卻段之間設有耐高溫隔離部件13，在加熱區(qū)域的爐體8兩側內(nèi)壁裝有加熱管9，在爐體8的頂部裝有風機14。 老化裝置的老化框3的底部設有鏈條2和車輪19，老化框3內(nèi)設有支撐塊20和插 槽板21，支撐塊20和插槽板21均設有放置太陽能電池的凹槽，凹槽與豎直方向成一定角 度，凹槽的數(shù)量由生產(chǎn)需要決定，支撐板20的凹槽數(shù)量與插槽板21的凹槽數(shù)量對應。在老 化框內(nèi)側左右兩端各固定一塊插槽板21。電池10沿著插槽板21上的凹槽插入老化框3， 放置于支撐塊20對應的凹槽內(nèi)，電池10按一定角度豎放在老化框3內(nèi)，每片電池保持一定 間距，熱空氣或冷空氣在電池10之間能順利循環(huán)流動。 本發(fā)明在線老化裝置分為加熱區(qū)域和冷卻區(qū)域兩部分。加熱區(qū)域及冷卻區(qū)域分別
由多節(jié)組成，各節(jié)中均設有傳動機構，為保證平穩(wěn)傳輸，設置各節(jié)的傳輸速度相等。加熱區(qū)
域與冷卻區(qū)域用可控制啟閉的耐高溫隔離部件隔開，冷卻段由自然冷卻段和強制冷卻段兩
部分組成。該裝置節(jié)與節(jié)之間采用法蘭連接，螺栓緊固，兩法蘭面之間有耐高溫密封膠條，
保證密封和保溫。加熱段的節(jié)數(shù)，冷卻段的節(jié)數(shù)可根據(jù)老化工藝及自動化生產(chǎn)需要來確定。 本實施例中冷卻區(qū)域除第1節(jié)外，其他每節(jié)的爐體8的頂部固定冷卻風機12 ;加
熱區(qū)域和冷卻區(qū)域每節(jié)的爐體8的外部安裝減速電機6，爐體8內(nèi)部裝有固定在傳動軸上的
主動鏈輪5和從動鏈輪4，減速電機6通過鏈條2帶動傳動鏈輪17旋轉(zhuǎn)，傳動鏈輪17通過
鏈條2驅(qū)動傳動軸16旋轉(zhuǎn)，從動鏈輪4隨傳動軸16—起旋轉(zhuǎn)，每節(jié)的減速電機6、鏈條2、
主動鏈輪5、從動鏈輪4、傳動軸16和傳動鏈輪17構成一個獨立的傳動機構。 減速電機6由變頻調(diào)速模塊控制，可以調(diào)節(jié)速度，每節(jié)的速度都相等，加熱區(qū)域每
節(jié)的溫度由調(diào)溫模塊控制，軌道7固定在爐內(nèi)，加熱區(qū)域和冷卻區(qū)域的每一節(jié)都剛性連接
并密封保溫，每一節(jié)的軌道無縫連接且軌道面在同一個水平面內(nèi)。 實施例2 太陽能電池在線老化的方法是 用隔熱部件13將老化裝置的加熱區(qū)域和冷卻區(qū)域隔離開，打開老化裝置爐體8的 前門15，用傳動機構將裝有太陽能電池的老化框3傳送至老化裝置的加熱區(qū)域加熱老化， 打開隔熱部件13，將裝有太陽能電池的老化框3由傳動機構從加熱區(qū)域傳送至冷卻區(qū)域， 冷卻后，裝有太陽能電池的老化框3由傳動機構從老化裝置爐體8的后門ll移出。
具體的操作是先打開風機14和冷卻風機12，再開加熱管9，當加熱段溫度達到設 定值后打開前門15，將裝有電池的老化框3輸送到加熱段第1節(jié)，當加熱段第1節(jié)的從動 鏈輪4與老化框3底部的鏈條2嚙合時，所有的減速電機6開始運行，通過鏈條2驅(qū)動主動 鏈輪5，主動鏈輪5再帶動鏈條2驅(qū)動固定在傳動軸16上的從動鏈輪4 一起運轉(zhuǎn)推動老化 框3前進，當定位傳感器18感應到老化框3時，減速電機6停止，老化框3在加熱段第1節(jié) 停留一定時間后打開前門15，所有減速電機7再運行，把第一輛老化框3輸送到加熱段第2 節(jié)，與此同時第二輛老化框3也同步被從動鏈輪4和主動鏈輪5輸送到加熱段第1節(jié)爐內(nèi)， 當定位傳感器18感應到老化框3時關閉前門15，當老化框3停留一定時間后重復以上同樣 的動作；當老化框3從加熱段第n節(jié)向冷卻段第1節(jié)行進前，先將耐高溫隔離部件13打開， 當冷卻段第1節(jié)的定位傳感器18感應到老化框3后，關閉耐高溫隔離部件13，老化框3從 冷卻段第n節(jié)離開老化爐前先將后門11打開，當老化框3完全離開老化爐后將后門11關 閉。老化框3在每一節(jié)停留的時間相等。
實施例3
加熱區(qū)域中加熱段的節(jié)數(shù)由生產(chǎn)節(jié)拍和老化工藝時間決定。本實施例中設定電池 的老化時間為2小時，生產(chǎn)節(jié)拍為20分鐘每車，則加熱區(qū)域需要6節(jié)加熱段，老化框3在每 節(jié)停留并加熱20分鐘。首先打開風機14和冷卻風機12，再開加熱管9，當溫度達到設定值 后打開前門15，將裝有電池的老化框3輸送第A節(jié)，當?shù)?amp;節(jié)的從動鏈輪4與老化框3底 部的鏈條2嚙合時，所有的減速電機6開始運行，減速電機6通過鏈條2帶動傳動鏈輪17 旋轉(zhuǎn)，傳動鏈輪17通過鏈條2驅(qū)動傳動軸16轉(zhuǎn)動，從動鏈輪4隨傳動軸16 —起轉(zhuǎn)動，主動 鏈輪5和從動鏈輪4 一起運轉(zhuǎn)推動老化框3前進，當定位傳感器18感應到老化框3時，減 速電機6停止，老化框3在&節(jié)停留20分鐘后打開前門15，所有減速電機6再運行，把第 一輛老化框3輸送到A2節(jié)，與此同時第二輛老化框3也同步被從動鏈輪4和主動鏈輪5輸 送到A節(jié)，當定位傳感器18感應到老化框3時關閉前門15，當老化框3停留20分鐘后重 復以上同樣的動作。老化框3在Ae節(jié)停留20分鐘后，打開耐高溫隔簾門13，老化框3在從 動鏈輪4和主動鏈輪5的驅(qū)動下離開老化裝置，老化框3完全離開老化裝置后馬上關閉隔 熱部件13。
實施例4 冷卻區(qū)域用來降低電池的溫度，首先是自然冷卻，自然冷卻后再快速冷卻，自然冷 卻的冷卻段節(jié)數(shù)由冷卻速度和生產(chǎn)節(jié)拍、自然冷卻前后的溫差決定。若設定自然冷卻速度 為1.5。C每分鐘時，生產(chǎn)節(jié)拍為20分鐘，從12(TC降到9(rC，需要一節(jié)自然冷卻(Bl節(jié))； 快速冷卻節(jié)數(shù)由快速冷卻速度和生產(chǎn)節(jié)拍、快速冷卻前后溫差決定，設定快速冷卻速度為 2. 5t:每分鐘時，需要兩節(jié)快速冷卻(B2、 B3節(jié))。 將裝有電池的老化框3輸送到B工節(jié)，當B工節(jié)的從動鏈輪4與老化框3底部的鏈條 2嚙合時，所有的減速電機6開始運行，減速電機6通過鏈條2帶動傳動鏈輪17旋轉(zhuǎn)，傳動 鏈輪17通過鏈條2驅(qū)動傳動軸16轉(zhuǎn)動，從動鏈輪4隨傳動軸16 —起轉(zhuǎn)動，主動鏈輪5和 從動鏈輪4 一起運轉(zhuǎn)推動老化框3前進，當定位傳感器18感應到老化框3時，減速電機6 停止，老化框3在B工節(jié)停留20分鐘后所有減速電機6再運行，把第一輛老化框3輸送到B2 節(jié)，與此同時第二輛老化框3也同步被從動鏈輪4和主動鏈輪5輸送到B工節(jié)，當定位傳感 器18感應到老化框3時減速電機6停止，當老化框3停留20分鐘后重復以上同樣的動作。 老化框3從B3節(jié)離開冷卻段前先將后門11打開，當老化框3完全離開冷卻段后將后門11 關閉。 以上結合附圖對本發(fā)明的實施例作了詳細說明，但是本發(fā)明并不限于上述實施 例，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作 出各種變化。
權利要求
一種太陽能電池在線老化裝置，其特征是在線老化裝置包括爐體(8)及設置在爐體兩端的前門(15)和后門(11)，所述的爐體(8)內(nèi)還包括由隔熱部件(13)相互隔離的加熱區(qū)域和冷卻區(qū)域，所說的加熱區(qū)域和冷卻區(qū)域內(nèi)均設有傳送太陽能電池老化框(3)的傳動機構，爐體(8)的內(nèi)壁設有定位傳感器(18)。
2. 根據(jù)權利要求1所述的太陽能電池在線老化裝置，其特征在于所說的加熱區(qū)域和冷 卻區(qū)域均由多節(jié)的，每節(jié)均設傳動機構的，加熱段和冷卻段構成。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的太陽能電池在線老化裝置，其特征在于所說的冷卻區(qū)域 是由自然冷卻段和強制冷卻段所構成。
4. 根據(jù)權利要求1或2所述的太陽能電池在線老化裝置，其特征在于所說的傳動機構 包括減速電機(6)和由減速電機(6)驅(qū)動的主動鏈輪(5)、傳動軸(16)和從動鏈輪(4)，鏈 接主動鏈輪(5)、從動鏈輪(4)和傳動鏈輪(16)的鏈條。
5. 根據(jù)權利要求l所述的太陽能電池在線老化裝置，其特征在于所說的爐體(8)的加 熱區(qū)域內(nèi)設有加熱管，且爐體(8)的頂部設有風機(14)。
6. 根據(jù)權利要求2所述的太陽能電池在線老化裝置，其特征在于所說的加熱段和冷卻 段的節(jié)與節(jié)之間為剛性密封連接。
7. 根據(jù)權利要求l所述的太陽能電池在線老化裝置，其特征在于所說的老化框(3)內(nèi) 設有支撐塊(20)和插槽板(21)，支撐塊(20)和插槽板(21)均設有放置太陽能電池的凹 槽。
8. —種太陽能電池在線老化的方法，其特征在于 用隔熱部件(13)將老化裝置的加熱區(qū)域和冷卻區(qū)域隔離開，打開老化裝置爐體(8)的前門(15)，用傳動機構將裝有太陽能電池的老化框(3)傳送 至老化裝置的加熱區(qū)域加熱老化，打開隔熱部件(13)，將裝有太陽能電池的老化框(3)由傳動機構從加熱區(qū)域傳送至冷 卻區(qū)域，冷卻后，將裝有太陽能電池的老化框(3)由傳動機構從老化裝置爐體(8)的后門(11) 移出。
9. 根據(jù)權利要求8所述的太陽能電池在線老化的方法，其特征在于所說的傳動機構由 減速電機(6)、鏈條(2)、主動鏈輪(5)、從動鏈輪(4)、傳動軸(16)和傳動鏈輪(17)相互連 接構成，該傳動機構由爐體(8)的內(nèi)壁的定位傳感器(18)控制定位。
10. 根據(jù)權利要求9所述的太陽能電池在線老化的方法，其特征在于所說的傳動機構 中的從動鏈輪(4)與老化框(3)底部的鏈條(2)嚙合時，減速電機(6)開始運行，通過鏈條(2) 驅(qū)動主動鏈輪(5)，主動鏈輪(5)再帶動鏈條(2)驅(qū)動固定在傳動軸(16)上的從動鏈 輪(4) 一起運轉(zhuǎn)推動裝有太陽能電池的老化框(3)前進。
11. 根據(jù)權利要求8所述的太陽能電池在線老化的方法，其特征在于所說的老化裝置 中的加熱區(qū)域和冷卻區(qū)域均由多節(jié)組成，各節(jié)的傳動速度一致，裝有太陽能電池的老化框(3) 在每一節(jié)停留的時間相等。
12. 根據(jù)權利要求11所述的太陽能電池在線老化裝置，其特征在于所說的冷卻區(qū)域的 第1節(jié)是自然冷卻段，其他節(jié)由爐體(8)上的冷卻風機(12)強制冷卻為強制冷卻段。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種薄膜電子器件的老化裝置及方法，屬于太陽能電池技術領域。太陽能電池在線老化裝置，包括爐體及設置在爐體兩端的前門和后門，所述的爐體內(nèi)還包括由隔熱部件相互隔離的加熱區(qū)域和冷卻區(qū)域，所說的加熱區(qū)域和冷卻區(qū)域內(nèi)均設有傳送太陽能電池老化框的傳動機構，所說的爐體的內(nèi)壁上設有定位傳感器。老化的加熱溫度及時間、冷卻時間、溫度的控制可以根據(jù)不同產(chǎn)品和不同工藝的要求進行設定。本發(fā)明能在線連續(xù)自動化生產(chǎn)，降低了勞動強度，節(jié)省了搬運時間，大幅提高了生產(chǎn)效率；可根據(jù)生產(chǎn)需求、工藝參數(shù)的改變而更改加熱區(qū)域和冷卻區(qū)域的節(jié)數(shù)設置，節(jié)與節(jié)之間連接簡便，安裝方便。
文檔編號H01L31/18GK101752461SQ20091023906
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月28日 優(yōu)先權日2009年12月28日
發(fā)明者尹林東, 李毅, 饒聰穎 申請人:深圳市創(chuàng)益科技發(fā)展有限公司