本發(fā)明屬于太陽(yáng)能電池技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種適用于多晶太陽(yáng)電池三層減反射膜的鍍膜工藝。
背景技術(shù):
太陽(yáng)能電池是一種將太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)化為電能的半永久性物理電池,隨著化石能源的極度消耗,產(chǎn)生的能源枯竭以及日益嚴(yán)重的溫室效應(yīng),人類對(duì)新型清潔能源的需求變得越來(lái)越迫切。在氣候條件變化和自然能源短缺的情況下,光伏發(fā)電越來(lái)越受到各個(gè)國(guó)家的重視,在現(xiàn)階段,無(wú)論是電池的理論研究還是實(shí)驗(yàn)研發(fā)的電池性能,都取得了很大的進(jìn)展,電池性能提高到了難以想象的水平。實(shí)驗(yàn)室中的單晶硅和多晶硅的轉(zhuǎn)換效率分別達(dá)到了25%和20.5%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了過(guò)去認(rèn)為的20%,在不產(chǎn)生新的污染的同時(shí),成本的降低使太陽(yáng)能電池得到了更為廣泛的應(yīng)用,目前已經(jīng)達(dá)到了大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化水平。隨著市場(chǎng)行情的變化和美歐一些國(guó)家的高標(biāo)準(zhǔn)高要求,使得近期整個(gè)光伏行業(yè)對(duì)這一領(lǐng)域正在進(jìn)行著深入的研究和探討,為了滿足市場(chǎng)日益嚴(yán)峻的高標(biāo)準(zhǔn)高質(zhì)量要求,全球光伏行業(yè)正在進(jìn)行著物美價(jià)廉的質(zhì)量軍備競(jìng)賽,這就對(duì)光伏技術(shù)提出了更高的要求和創(chuàng)新的思路。
經(jīng)檢索,如中國(guó)專利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種晶體硅太陽(yáng)能電池片減反射膜制備工藝【申請(qǐng)?zhí)枺?01110241595.6;公開(kāi)號(hào):cn102306680b】。這種晶體硅太陽(yáng)能電池片減反射膜制備工藝,包括化學(xué)清洗及表面織構(gòu)、擴(kuò)散、周邊刻蝕、沉積減反射膜、絲網(wǎng)印刷電極和燒結(jié)幾個(gè)步驟,其特征是:所述沉積減反射膜步驟具有三步工序,1、表面氫鈍化,工藝時(shí)間為180秒;2、制作附氮膜:同時(shí)通入氨氣硅烷,所述制作附氮膜時(shí)硅烷氨氣比為1:10,形成25-28納米附氮的氮化硅薄膜,工藝時(shí)間為400秒;3、制作附硅膜:同時(shí)通入氨氣硅烷,所述通入氨氣硅烷時(shí),硅烷氨氣比為1:5,形成55-58納米附硅的氮化硅膜,工藝時(shí)間為500秒;pecvd采用管式,射頻發(fā)生器采用脈沖方式,頻率為40khz,溫度為400-460℃,壓強(qiáng)為160pa-200pa。
該專利中公開(kāi)的制備工藝雖然可實(shí)現(xiàn)減反射膜的制作,但是,該制備工藝比較復(fù)雜,耗電量大,制備的成本比較高,并且單層氮化硅減反射膜硅太陽(yáng)能電池的反射率還是很高,返工率也較高,因此,設(shè)計(jì)出一種適用于多晶太陽(yáng)電池三層減反射膜的鍍膜工藝是很有必要的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問(wèn)題,提出了一種適用于多晶太陽(yáng)電池三層減反射膜的鍍膜工藝,該鍍膜工藝具有產(chǎn)品性能高的特點(diǎn)。
本發(fā)明的目的可通過(guò)下列技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):適用于多晶太陽(yáng)電池三層減反射膜的鍍膜工藝,其特征在于,包括如下步驟:
a、對(duì)晶體硅片進(jìn)行清洗制絨、擴(kuò)散和刻蝕,通過(guò)臭氧發(fā)生裝置在晶體硅片表面生成一層1-2nm的sio2氧化膜;
b、將步驟a中完成的晶體硅片通過(guò)裝卸片系統(tǒng)裝到石墨舟上,將其放入管式pecvd進(jìn)行預(yù)沉積和清洗,通過(guò)nh3電離的h+轟擊硅片對(duì)其表面進(jìn)行清洗;
c、將步驟b中完成的晶體硅片用管式pecvd沉積,得到第一層折射率為2.35-2.50的高折射率氮化硅減反射膜,其中,pecvd參數(shù)設(shè)置為:氨氣流量4.0-4.5slm,硅烷流量1050-1150sccm,壓強(qiáng)1650-1750mtor,射頻功率6500-7500wart,占空比50:500ms,鍍膜時(shí)間100-120s;
d、將步驟c中完成的晶體硅片用管式pecvd再次沉積,得到第二層折射率為2.08-2.13的中折射率氮化硅減反射膜,其中,pecvd參數(shù)設(shè)置為:氨氣流量4.5-5.0slm,硅烷流量950-1050sccm,壓強(qiáng)1650-1750mtor,射頻功率7000-8000wart,占空比50:500ms,鍍膜時(shí)間150-180s;
e、將步驟d中完成的晶體硅片用管式pecvd再次沉積,得到第三層折射率為1.98-2.03的低折射率氮化硅減反射膜,其中,pecvd參數(shù)設(shè)置為:氨氣流量5.0-6.0slm,硅烷流量750-850sccm,壓強(qiáng)1650-1750mtor,射頻功率8000-9000wart,占空比50:500ms,鍍膜時(shí)間280-330s;
f、通過(guò)裝卸片系統(tǒng)對(duì)石墨舟的晶體硅片進(jìn)行冷卻,并將其取下。
采用以上工藝,通過(guò)管式pecvd沉積高中低折射率組成的三層二氧化硅減反射膜,較常規(guī)折射率在2.02—2.08的低折射率減反射膜而言,在既能滿足電池的轉(zhuǎn)換效率不受影響的同時(shí)又能達(dá)到組件抗pid的效果以及保證了電池片的可靠性,更可以使得鍍膜顏色變得更加均勻,有效的減少和降低了返工率;還可以在不影響電池性能及組件制作工藝和系統(tǒng)架構(gòu)工藝的情況下,有效的改善光伏系統(tǒng)的衰減趨勢(shì),延長(zhǎng)組件的壽命;與傳統(tǒng)高折射率減反射膜工藝相比,成品轉(zhuǎn)換率提升0.05%以上,成品開(kāi)路電壓提升0.5mv,短路電流提升15ma左右;即使是在雙85(溫度85度,相對(duì)濕度85%)測(cè)試條件下進(jìn)行抗pid測(cè)試,其組件衰減功率也得到了大幅度的下降,僅為0.7%—0.9%,延長(zhǎng)了組件的使用壽命,產(chǎn)品性能高。
所述步驟b和f中的裝卸片系統(tǒng)包括機(jī)架,機(jī)架中部設(shè)置有安裝板,安裝板與一能帶動(dòng)其上下移動(dòng)的升降機(jī)構(gòu)相連,安裝板上固定有能使石墨舟傾斜放置的放置板,機(jī)架上部依次設(shè)置有供料裝置和取放裝置。
裝卸片系統(tǒng)的工作原理如下:將石墨舟傾斜放在放置板上,通過(guò)升降機(jī)構(gòu)帶動(dòng)安裝板上下移動(dòng),安裝板帶動(dòng)放置板上下移動(dòng),放置板帶動(dòng)石墨舟上下移動(dòng),使其位于所需位置,通過(guò)供料裝置提供硅片,通過(guò)取放裝置將硅片裝入石墨舟中,操作方便。
所述升降機(jī)構(gòu)包括支架、導(dǎo)軌、滑塊、齒條、齒輪和伺服電機(jī),支架固定在機(jī)架中部,導(dǎo)軌豎直固定在支架上,滑塊設(shè)置在導(dǎo)軌上,滑塊上螺紋連接有螺桿,螺桿一端能與導(dǎo)軌相抵靠,螺桿另一端和手輪相連,齒條豎直固定在支架上,伺服電機(jī)固定在滑塊上,伺服電機(jī)的輸出軸水平設(shè)置,齒輪固定在伺服電機(jī)的輸出軸端部,且齒輪與齒條相嚙合,安裝板固定在滑塊上;導(dǎo)軌上還具有刻度線。
當(dāng)需要調(diào)節(jié)放置板的位置時(shí),控制伺服電機(jī)的輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng),伺服電機(jī)的輸出軸帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng),齒輪與齒條逐漸嚙合使滑塊沿著導(dǎo)軌上下移動(dòng),滑塊帶動(dòng)安裝板上下移動(dòng),安裝板帶動(dòng)放置板上下移動(dòng),使其移動(dòng)到所需位置,轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿將滑塊固定在導(dǎo)軌上,從而可調(diào)節(jié)放置板的位置。
所述供料裝置包括安裝架、轉(zhuǎn)動(dòng)軸和轉(zhuǎn)盤(pán),安裝架固定在機(jī)架上部,轉(zhuǎn)動(dòng)軸水平設(shè)置在安裝架上,轉(zhuǎn)動(dòng)軸一端與一能帶動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力機(jī)構(gòu)相連,轉(zhuǎn)動(dòng)軸另一端和轉(zhuǎn)盤(pán)相連,轉(zhuǎn)盤(pán)上固定有若干定位板,定位板上通過(guò)可拆卸結(jié)構(gòu)設(shè)置有用于儲(chǔ)存硅片的儲(chǔ)料件,儲(chǔ)料件包括基板、左側(cè)板和右側(cè)板,左側(cè)板固定在基板上,右側(cè)板通過(guò)連桿固定在左側(cè)板上,左側(cè)板與右側(cè)板之間水平設(shè)置有若干轉(zhuǎn)軸,轉(zhuǎn)軸一端和左側(cè)板上部相連,轉(zhuǎn)軸另一端和右側(cè)板上部相連,轉(zhuǎn)軸中部和分隔片上部相連,分隔片下部為活動(dòng)端,相鄰兩活動(dòng)端之間通過(guò)彈性的連接條相連,相鄰兩分隔片之間形成用于儲(chǔ)存硅片的儲(chǔ)存部;基板上設(shè)置有能使活動(dòng)端展開(kāi)的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu),驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)包括第一氣囊、第二氣囊、輸氣管和第一氣泵,第一氣囊固定在分隔片上端,且分隔片上端的兩側(cè)均分布有第一氣囊,第二氣囊固定在分隔片下端,且分隔片下端的兩側(cè)均分布有第二氣囊,第一氣囊的容積小于第二氣囊的容積,第一氣囊和第二氣囊均能與硅片相接觸,輸氣管一端和第一氣囊相連通,輸氣管另一端和第二氣囊相連通,輸氣管中部通過(guò)連管和第一氣泵相連通;基板上還設(shè)有限位結(jié)構(gòu),限位結(jié)構(gòu)包括安裝塊、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、連接繩、彈簧和限位板,安裝塊固定在基板下部,彈簧一端和安裝塊相連,彈簧另一端和限位板相連,且限位板能與最外側(cè)的分隔片相抵靠,驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定在安裝塊上,驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸水平設(shè)置,連接繩一端和驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸端部相連,連接繩另一端和限位板相連。
當(dāng)需要提供硅片時(shí),將儲(chǔ)料件通過(guò)可拆卸結(jié)構(gòu)固定在定位板上,開(kāi)啟第一氣泵,通過(guò)輸氣管將空氣輸送到第一氣囊和第二氣囊中,通過(guò)第一氣囊和第二氣囊的變形驅(qū)動(dòng)活動(dòng)端展開(kāi),使分隔片展開(kāi)形成弧形,且第一氣囊和第二氣囊將硅片夾住,通過(guò)動(dòng)力機(jī)構(gòu)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)盤(pán)帶動(dòng)定位板轉(zhuǎn)動(dòng),定位板帶動(dòng)儲(chǔ)料件轉(zhuǎn)動(dòng)到所需位置,將硅片從儲(chǔ)料件中的儲(chǔ)存部取出,由于對(duì)分隔片進(jìn)行了展開(kāi),可方便將硅片取出,同時(shí),也方便對(duì)硅片進(jìn)行檢查。
當(dāng)分隔片收攏時(shí),通過(guò)彈簧的彈力使限位板和最外側(cè)的分隔片將抵靠;當(dāng)分隔片展開(kāi)時(shí),控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng),驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸使連接繩變短,連接繩使限位板失效。
所述安裝架上還設(shè)置推送機(jī)構(gòu),推送機(jī)構(gòu)包括推桿電機(jī)和推塊,推桿電機(jī)固定在安裝架上,推桿電機(jī)的推桿傾斜向下,推塊固定在推桿電機(jī)的推桿端部,推塊能伸入到儲(chǔ)存部中。
當(dāng)需要將儲(chǔ)料部中的硅片推送出時(shí),控制推桿電機(jī)的推桿上下移動(dòng),推桿電機(jī)的推桿帶動(dòng)推塊上下移動(dòng),推塊將儲(chǔ)存部中的硅片推送出。
所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括步進(jìn)電機(jī)、主動(dòng)輪、從動(dòng)輪和皮帶,步進(jìn)電機(jī)固定在安裝架上,步進(jìn)電機(jī)的輸出軸水平設(shè)置,主動(dòng)輪固定在步進(jìn)電機(jī)的輸出軸端部,從動(dòng)輪固定在轉(zhuǎn)動(dòng)軸一端,皮帶套設(shè)在主動(dòng)輪與從動(dòng)輪之間。
當(dāng)需要使轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),控制步進(jìn)電機(jī)的輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng),步進(jìn)電機(jī)的輸出軸帶動(dòng)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng),主動(dòng)輪通過(guò)皮帶帶動(dòng)從動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng),從動(dòng)輪帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng),從而可使轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
作為另一種情況,所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括步進(jìn)電機(jī)和減速器,步進(jìn)電機(jī)固定在安裝架上,步進(jìn)電機(jī)的輸出軸水平設(shè)置,步進(jìn)電機(jī)的輸出軸和減速器的輸入端相連,減速器的輸出端和轉(zhuǎn)動(dòng)軸一端相連。
當(dāng)需要使轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),控制步進(jìn)電機(jī)的輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng),步進(jìn)電機(jī)的輸出軸帶動(dòng)減速器的輸入端轉(zhuǎn)動(dòng),減速器的輸出端帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng),從而可使轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
所述可拆卸結(jié)構(gòu)包括鐵片和電磁鐵,定位板上開(kāi)設(shè)有定位槽,鐵片設(shè)置在定位槽內(nèi),電磁鐵固定在基板上,且電磁鐵能與鐵片相接觸。
采用以上結(jié)構(gòu),將基板放入定位槽中,通過(guò)電磁鐵和鐵片相接觸,從而將基板固定在定位板上。
所述取放裝置包括取放吸盤(pán)、第二氣泵、電磁閥和開(kāi)關(guān),取放吸盤(pán)通過(guò)彈性的繩子連接在機(jī)架上部,第二氣泵固定在機(jī)架上部,第二氣泵通過(guò)連接管和取放吸盤(pán)相連通,電磁閥設(shè)置在連接管上,取放吸盤(pán)上還固定有操作桿,開(kāi)關(guān)固定在操作桿上,開(kāi)關(guān)通過(guò)線路與電磁閥相連。
當(dāng)需要對(duì)硅片進(jìn)行取放時(shí),通過(guò)操作桿帶動(dòng)取放吸盤(pán)上下移動(dòng),取放吸盤(pán)將儲(chǔ)存部中的硅片取下,并將硅片放入到石墨舟中,取放方便。
所述機(jī)架下部還固定有底板,底板上設(shè)置有能對(duì)石墨舟進(jìn)行冷卻的冷卻裝置,冷卻裝置包括冷卻箱、輸送帶和風(fēng)機(jī),冷卻箱通過(guò)連接架固定在底座上,冷卻箱一端具有輸入口,冷卻箱另一端具有輸出口,冷卻箱上部和排氣管一端相連通,排氣管另一端能與外界相連通,輸送帶設(shè)置在連接架上,且輸送帶從輸入口穿入并從輸出口穿出,風(fēng)機(jī)通過(guò)連接桿固定在冷卻箱內(nèi),風(fēng)機(jī)位于輸送帶下方,風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口朝上。
當(dāng)需要對(duì)石墨舟進(jìn)行冷卻時(shí),通過(guò)輸送帶將石墨舟輸送到冷卻箱中,通過(guò)風(fēng)機(jī)對(duì)石墨舟進(jìn)行冷卻,產(chǎn)生的熱量從排氣管排到外界,冷卻效果好。
所述底板上還設(shè)置有輔助機(jī)構(gòu),輔助機(jī)構(gòu)包括空壓機(jī)、推送板和進(jìn)氣管,冷卻箱下端開(kāi)設(shè)有導(dǎo)流口,推送板通過(guò)彈性的連接片將導(dǎo)流口封閉住,且推送板與一能帶動(dòng)其上下移動(dòng)的升降結(jié)構(gòu)相連,空壓機(jī)固定在底板上,進(jìn)氣管一端和空壓機(jī)相連通,進(jìn)氣管另一端伸入到冷卻箱內(nèi),且進(jìn)氣管另一端朝向推送板;升降結(jié)構(gòu)包括第一氣缸和真空吸盤(pán),第一氣缸豎直固定在底座上,第一氣缸的活塞桿豎直向上,真空吸盤(pán)固定在第一氣缸的活塞桿端部,且真空吸盤(pán)能與推送塊相接觸;冷卻箱上部還固定有第二氣缸,第二氣缸的活塞桿豎直向下,第二氣缸的活塞桿端部伸入到冷卻箱內(nèi)和升降板相連,升降板上開(kāi)設(shè)有若干通氣孔,升降板下端豎直設(shè)置有若干導(dǎo)熱桿,導(dǎo)熱桿位于輸送帶上方,且導(dǎo)熱桿能與輸送帶相抵靠。
采用以上結(jié)構(gòu),控制第二氣缸的活塞桿向下移動(dòng),第二氣缸的活塞桿帶動(dòng)升降板向下移動(dòng),升降板帶動(dòng)導(dǎo)熱桿向下移動(dòng),導(dǎo)熱桿和石墨舟接觸,對(duì)其進(jìn)行導(dǎo)熱;通過(guò)真空吸盤(pán)將推送板吸住,控制第一氣缸的活塞桿向下移動(dòng),第一氣缸的活塞桿帶動(dòng)推送板向下移動(dòng),通過(guò)空壓機(jī)將外界空氣從進(jìn)氣管輸送到導(dǎo)流口處,控制真空吸盤(pán)和推送板脫離,在連接片的彈力作用下,推送板將空氣快速向上推送,重復(fù)上述步驟,可使冷卻箱中的熱量快速排出,輔助效果好。
作為另一種情況,所述底板上還設(shè)置有輔助機(jī)構(gòu),輔助機(jī)構(gòu)包括輸氣泵、封閉板和進(jìn)氣管,進(jìn)氣管一端和冷卻箱下部相連通,進(jìn)氣管另一端和輸氣泵相連通,封閉板設(shè)置在冷卻箱內(nèi),封閉板上開(kāi)設(shè)有通氣槽,封閉板上還設(shè)置有能將通氣槽封閉住的密封彈片,密封彈片一端和封閉板相連,密封彈片另一端與一能帶動(dòng)其來(lái)回移動(dòng)的第一氣缸相連,封閉板還與一能帶動(dòng)其上下升降的第二氣缸相連。
采用以上結(jié)構(gòu),通過(guò)第一氣缸的活塞桿帶動(dòng)密封彈片另一端移動(dòng),使密封彈片將通氣槽封閉住,通過(guò)第二氣缸帶動(dòng)封閉板向上移動(dòng),將冷卻箱內(nèi)的熱量向上排出,重復(fù)上述步驟,可使冷卻箱中的熱量快速排出,輔助效果好;封閉板復(fù)位時(shí),封閉板的通氣槽為打開(kāi)狀態(tài)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本適用于多晶太陽(yáng)電池三層減反射膜的鍍膜工藝具有該優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明中通過(guò)管式pecvd沉積高中低折射率組成的三層二氧化硅減反射膜,較常規(guī)折射率在2.02—2.08的低折射率減反射膜而言,在既能滿足電池的轉(zhuǎn)換效率不受影響的同時(shí)又能達(dá)到組件抗pid的效果以及保證了電池片的可靠性,更可以使得鍍膜顏色變得更加均勻,有效的減少和降低了返工率;還可以在不影響電池性能及組件制作工藝和系統(tǒng)架構(gòu)工藝的情況下,有效的改善光伏系統(tǒng)的衰減趨勢(shì),延長(zhǎng)組件的壽命;與傳統(tǒng)高折射率減反射膜工藝相比,成品轉(zhuǎn)換率提升0.05%以上,成品開(kāi)路電壓提升0.5mv,短路電流提升15ma左右;即使是在雙85(溫度85度,相對(duì)濕度85%)測(cè)試條件下進(jìn)行抗pid測(cè)試,其組件衰減功率也得到了大幅度的下降,僅為0.7%—0.9%,延長(zhǎng)了組件的使用壽命,產(chǎn)品性能高。
附圖說(shuō)明
圖1是裝卸片系統(tǒng)的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是裝卸片系統(tǒng)中升降機(jī)構(gòu)的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是裝卸片系統(tǒng)中儲(chǔ)料件的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是裝卸片系統(tǒng)中儲(chǔ)料件的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是裝卸片系統(tǒng)中動(dòng)力機(jī)構(gòu)的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是裝卸片系統(tǒng)中動(dòng)力機(jī)構(gòu)另一實(shí)施例的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7是裝卸片系統(tǒng)中取放裝置的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8是裝卸片系統(tǒng)中輔助機(jī)構(gòu)的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9是裝卸片系統(tǒng)中輔助機(jī)構(gòu)另一實(shí)施例的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中,1、機(jī)架;2、安裝板;3、放置板;4、轉(zhuǎn)動(dòng)軸;5、安裝架;6、定位板;6a、定位槽;7、鐵片;8、轉(zhuǎn)盤(pán);9、推桿電機(jī);11、推塊;12、排氣管;13、輸送帶;14、連接架;15、底板;16、冷卻箱;16a、導(dǎo)流口;17、螺桿;18、手輪;19、滑塊;21、導(dǎo)軌;22、齒條;23、伺服電機(jī);24、齒輪;25、支架;26、基板;27、左側(cè)板;28、右側(cè)板;29、轉(zhuǎn)軸;31、限位板;32、彈簧;33、連接繩;34、安裝塊;35、驅(qū)動(dòng)電機(jī);36、連管;37、第一氣泵;38、第一氣囊;39、輸氣管;41、分隔片;42、第二氣囊;43、步進(jìn)電機(jī);44、皮帶;45、從動(dòng)輪;46、主動(dòng)輪;47、減速器;48、開(kāi)關(guān);49、操作桿;51、電磁閥;52、連接管;53、第二氣泵;54、繩子;55、取放吸盤(pán);56、空壓機(jī);57、進(jìn)氣管;58、第二氣缸;59、升降板;61、導(dǎo)熱桿;62、風(fēng)機(jī);63、連接片;64、推送板;65、第一氣缸;66、真空吸盤(pán);67、輸氣泵;68、封閉板;68a、通氣槽;69、密封彈片。
具體實(shí)施方式
以下是本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖,對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述,但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。
本適用于多晶太陽(yáng)電池三層減反射膜的鍍膜工藝,包括如下步驟:
a、對(duì)晶體硅片進(jìn)行清洗制絨、擴(kuò)散和刻蝕,通過(guò)臭氧發(fā)生裝置在晶體硅片表面生成一層1-2nm的sio2氧化膜;在本實(shí)施例中,對(duì)晶體硅片進(jìn)行清洗制絨、擴(kuò)散和刻蝕,通過(guò)臭氧發(fā)生裝置在晶體硅片表面生成一層1.5nm的sio2氧化膜,可增加其抗鈉離子滲透能力,阻止離子和水汽進(jìn)入電池片內(nèi)部,對(duì)電池片的性能產(chǎn)生破壞;
b、將步驟a中完成的晶體硅片通過(guò)裝卸片系統(tǒng)裝到石墨舟上,將其放入管式pecvd進(jìn)行預(yù)沉積和清洗,通過(guò)nh3電離的h+轟擊硅片對(duì)其表面進(jìn)行清洗;可去除晶體硅片表面的臟污和手指印,避免氫離子對(duì)二氧化硅氧化層的損傷,而使得鈉離子在電勢(shì)差的作用下進(jìn)入電池片表層并向其表面遷移并富集而形成電離層,降低電池片激發(fā)活性,造成電池片功率下降;
c、將步驟b中完成的晶體硅片用管式pecvd沉積,得到第一層折射率為2.35-2.50的高折射率氮化硅減反射膜,其中,pecvd參數(shù)設(shè)置為:氨氣流量4.0-4.5slm,硅烷流量1050-1150sccm,壓強(qiáng)1650-1750mtor,射頻功率6500-7500wart,占空比50:500ms,鍍膜時(shí)間100-120s;在本實(shí)施例中,將步驟b中完成的晶體硅片用管式pecvd沉積,得到第一層折射率為2.4的高折射率氮化硅減反射膜,其中,pecvd參數(shù)設(shè)置為:氨氣流量4.2slm,硅烷流量1100sccm,壓強(qiáng)1700mtor,射頻功率7000wart,占空比50:500ms,鍍膜時(shí)間110s;
d、將步驟c中完成的晶體硅片用管式pecvd再次沉積,得到第二層折射率為2.08-2.13的中折射率氮化硅減反射膜,其中,pecvd參數(shù)設(shè)置為:氨氣流量4.5-5.0slm,硅烷流量950-1050sccm,壓強(qiáng)1650-1750mtor,射頻功率7000-8000wart,占空比50:500ms,鍍膜時(shí)間150-180s;在本實(shí)施例中,將步驟c中完成的晶體硅片用管式pecvd再次沉積,得到第二層折射率為2.11的中折射率氮化硅減反射膜,其中,pecvd參數(shù)設(shè)置為:氨氣流量4.8slm,硅烷流量1000sccm,壓強(qiáng)1700mtor,射頻功率7500wart,占空比50:500ms,鍍膜時(shí)間160s;
e、將步驟d中完成的晶體硅片用管式pecvd再次沉積,得到第三層折射率為1.98-2.03的低折射率氮化硅減反射膜,其中,pecvd參數(shù)設(shè)置為:氨氣流量5.0-6.0slm,硅烷流量750-850sccm,壓強(qiáng)1650-1750mtor,射頻功率8000-9000wart,占空比50:500ms,鍍膜時(shí)間280-330s;在本實(shí)施例中,將步驟d中完成的晶體硅片用管式pecvd再次沉積,得到第三層折射率為2.01的低折射率氮化硅減反射膜,其中,pecvd參數(shù)設(shè)置為:氨氣流量5.5slm,硅烷流量800sccm,壓強(qiáng)1700mtor,射頻功率8500wart,占空比50:500ms,鍍膜時(shí)間300s;
f、通過(guò)裝卸片系統(tǒng)對(duì)石墨舟的晶體硅片進(jìn)行冷卻,并將其取下。
下表為列出了本發(fā)明實(shí)施例的太陽(yáng)能電池片與常規(guī)太陽(yáng)能電池片的電性能數(shù)據(jù):
下表列出了本發(fā)明實(shí)施例中的鍍膜工藝與常規(guī)鍍膜工藝的膜厚折射率數(shù)據(jù)和返工率對(duì)比數(shù)據(jù):
采用該工藝,通過(guò)管式pecvd沉積高中低折射率組成的三層二氧化硅減反射膜,較常規(guī)折射率在2.02—2.08的低折射率減反射膜而言,在既能滿足電池的轉(zhuǎn)換效率不受影響的同時(shí)又能達(dá)到組件抗pid的效果以及保證了電池片的可靠性,更可以使得鍍膜顏色變得更加均勻,有效的減少和降低了返工率;還可以在不影響電池性能及組件制作工藝和系統(tǒng)架構(gòu)工藝的情況下,有效的改善光伏系統(tǒng)的衰減趨勢(shì),延長(zhǎng)組件的壽命;與傳統(tǒng)高折射率減反射膜工藝相比,成品轉(zhuǎn)換率提升0.05%以上,成品開(kāi)路電壓提升0.5mv,短路電流提升15ma左右;即使是在雙85(溫度85度,相對(duì)濕度85%)測(cè)試條件下進(jìn)行抗pid測(cè)試,其組件衰減功率也得到了大幅度的下降,僅為0.7%—0.9%,延長(zhǎng)了組件的使用壽命,產(chǎn)品性能高。
如圖1-圖9所示,步驟b和f中的裝卸片系統(tǒng)包括機(jī)架1,機(jī)架1中部設(shè)置有安裝板2,安裝板2與一能帶動(dòng)其上下移動(dòng)的升降機(jī)構(gòu)相連,安裝板2上固定有能使石墨舟傾斜放置的放置板3,在本實(shí)施例中,安裝板2上通過(guò)螺栓連接的方式固定有放置板3;機(jī)架1上部依次設(shè)置有供料裝置和取放裝置。
升降機(jī)構(gòu)包括支架25、導(dǎo)軌21、滑塊19、齒條22、齒輪24和伺服電機(jī)23,支架25固定在機(jī)架1中部,在本實(shí)施例中,支架25通過(guò)焊接的方式固定在機(jī)架1中部;導(dǎo)軌21豎直固定在支架25上,在本實(shí)施例中,導(dǎo)軌21通過(guò)螺栓連接的方式固定在支架25上;滑塊19設(shè)置在導(dǎo)軌21上,滑塊19上螺紋連接有螺桿17,螺桿17一端能與導(dǎo)軌21相抵靠,螺桿17另一端和手輪18相連,齒條22豎直固定在支架25上,在本實(shí)施例中,齒條22通過(guò)螺栓連接的方式固定在支架25上;伺服電機(jī)23固定在滑塊19上,伺服電機(jī)23的輸出軸水平設(shè)置,齒輪24固定在伺服電機(jī)23的輸出軸端部,且齒輪24與齒條22相嚙合,安裝板2固定在滑塊19上;導(dǎo)軌21上還具有刻度線。
供料裝置包括安裝架5、轉(zhuǎn)動(dòng)軸4和轉(zhuǎn)盤(pán)8,安裝架5固定在機(jī)架1上部,在本實(shí)施例中,安裝架5通過(guò)焊接的方式固定在機(jī)架1上部;轉(zhuǎn)動(dòng)軸4水平設(shè)置在安裝架5上,轉(zhuǎn)動(dòng)軸4一端與一能帶動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力機(jī)構(gòu)相連,轉(zhuǎn)動(dòng)軸4另一端和轉(zhuǎn)盤(pán)8相連,轉(zhuǎn)盤(pán)8上固定有若干定位板6,在本實(shí)施例中,定位板6的數(shù)量為三塊;定位板6上通過(guò)可拆卸結(jié)構(gòu)設(shè)置有用于儲(chǔ)存硅片的儲(chǔ)料件,儲(chǔ)料件包括基板26、左側(cè)板27和右側(cè)板28,左側(cè)板27固定在基板26上,右側(cè)板28通過(guò)連桿固定在左側(cè)板27上,左側(cè)板27與右側(cè)板28之間水平設(shè)置有若干轉(zhuǎn)軸29,在本實(shí)施例中,轉(zhuǎn)軸29的數(shù)量為十個(gè);轉(zhuǎn)軸29一端和左側(cè)板27上部相連,轉(zhuǎn)軸29另一端和右側(cè)板28上部相連,轉(zhuǎn)軸29中部和分隔片41上部相連,分隔片41下部為活動(dòng)端,相鄰兩活動(dòng)端之間通過(guò)彈性的連接條相連,相鄰兩分隔片41之間形成用于儲(chǔ)存硅片的儲(chǔ)存部;基板26上設(shè)置有能使活動(dòng)端展開(kāi)的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu),驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)包括第一氣囊38、第二氣囊42、輸氣管39和第一氣泵37,第一氣囊38固定在分隔片41上端,且分隔片41上端的兩側(cè)均分布有第一氣囊38,第二氣囊42固定在分隔片41下端,且分隔片41下端的兩側(cè)均分布有第二氣囊42,第一氣囊38的容積小于第二氣囊42的容積,第一氣囊38和第二氣囊42均能與硅片相接觸,輸氣管39一端和第一氣囊38相連通,輸氣管39另一端和第二氣囊42相連通,輸氣管39中部通過(guò)連管36和第一氣泵37相連通;基板26上還設(shè)有限位結(jié)構(gòu),限位結(jié)構(gòu)包括安裝塊34、驅(qū)動(dòng)電機(jī)35、連接繩33、彈簧32和限位板31,安裝塊34固定在基板26下部,在本實(shí)施例中,安裝塊34通過(guò)螺栓連接的方式固定在基板26下部;彈簧32一端和安裝塊34相連,彈簧32另一端和限位板31相連,且限位板31能與最外側(cè)的分隔片41相抵靠,驅(qū)動(dòng)電機(jī)35固定在安裝塊34上,驅(qū)動(dòng)電機(jī)35的輸出軸水平設(shè)置,連接繩33一端和驅(qū)動(dòng)電機(jī)35的輸出軸端部相連,連接繩33另一端和限位板31相連;采用該結(jié)構(gòu),當(dāng)分隔片41收攏時(shí),通過(guò)彈簧32的彈力使限位板31和最外側(cè)的分隔片41將抵靠;當(dāng)分隔片41展開(kāi)時(shí),控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)35的輸出軸使連接繩33變短,連接繩33使限位板31失效。
安裝架5上還設(shè)置推送機(jī)構(gòu),推送機(jī)構(gòu)包括推桿電機(jī)9和推塊11,推桿電機(jī)9固定在安裝架5上,在本實(shí)施例中,推桿電機(jī)9通過(guò)螺栓連接的方式固定在安裝架5上;推桿電機(jī)9的推桿傾斜向下,推塊11固定在推桿電機(jī)9的推桿端部,推塊11能伸入到儲(chǔ)存部中。
動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括步進(jìn)電機(jī)43、主動(dòng)輪46、從動(dòng)輪45和皮帶44,步進(jìn)電機(jī)43固定在安裝架5上,步進(jìn)電機(jī)43的輸出軸水平設(shè)置,主動(dòng)輪46固定在步進(jìn)電機(jī)43的輸出軸端部,從動(dòng)輪45固定在轉(zhuǎn)動(dòng)軸4一端,皮帶44套設(shè)在主動(dòng)輪46與從動(dòng)輪45之間。
當(dāng)然,根據(jù)實(shí)際情況,也可以采用該種方案,動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括步進(jìn)電機(jī)43和減速器47,步進(jìn)電機(jī)43固定在安裝架5上,步進(jìn)電機(jī)43的輸出軸水平設(shè)置,步進(jìn)電機(jī)43的輸出軸和減速器47的輸入端相連,減速器47的輸出端和轉(zhuǎn)動(dòng)軸4一端相連;采用該結(jié)構(gòu),當(dāng)需要使轉(zhuǎn)動(dòng)軸4轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),控制步進(jìn)電機(jī)43的輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng),步進(jìn)電機(jī)43的輸出軸帶動(dòng)減速器47的輸入端轉(zhuǎn)動(dòng),減速器47的輸出端帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸4轉(zhuǎn)動(dòng),從而可使轉(zhuǎn)動(dòng)軸4轉(zhuǎn)動(dòng)。
可拆卸結(jié)構(gòu)包括鐵片7和電磁鐵,定位板6上開(kāi)設(shè)有定位槽6a,鐵片7設(shè)置在定位槽6a內(nèi),電磁鐵固定在基板26上,且電磁鐵能與鐵片7相接觸。
取放裝置包括取放吸盤(pán)55、第二氣泵53、電磁閥51和開(kāi)關(guān)48,取放吸盤(pán)55通過(guò)彈性的繩子54連接在機(jī)架1上部,第二氣泵53固定在機(jī)架1上部,第二氣泵53通過(guò)連接管52和取放吸盤(pán)55相連通,電磁閥51設(shè)置在連接管52上,取放吸盤(pán)55上還固定有操作桿49,開(kāi)關(guān)48固定在操作桿49上,開(kāi)關(guān)48通過(guò)線路與電磁閥51相連,在本實(shí)施例中,開(kāi)關(guān)48與電磁閥51相連的技術(shù)為現(xiàn)有。
機(jī)架1下部還固定有底板15,底板15上設(shè)置有能對(duì)石墨舟進(jìn)行冷卻的冷卻裝置,冷卻裝置包括冷卻箱16、輸送帶13和風(fēng)機(jī)62,冷卻箱16通過(guò)連接架14固定在底座上,在本實(shí)施例中,連接架14固定在底座上,冷卻箱16固定在連接架14上;冷卻箱16一端具有輸入口,冷卻箱16另一端具有輸出口,冷卻箱16上部和排氣管12一端相連通,排氣管12另一端能與外界相連通,輸送帶13設(shè)置在連接架14上,且輸送帶13從輸入口穿入并從輸出口穿出,風(fēng)機(jī)62通過(guò)連接桿固定在冷卻箱16內(nèi),風(fēng)機(jī)62位于輸送帶13下方,風(fēng)機(jī)62的出風(fēng)口朝上。
底板15上還設(shè)置有輔助機(jī)構(gòu),輔助機(jī)構(gòu)包括空壓機(jī)56、推送板64和進(jìn)氣管57,冷卻箱16下端開(kāi)設(shè)有導(dǎo)流口16a,推送板64通過(guò)彈性的連接片63將導(dǎo)流口16a封閉住,且推送板64與一能帶動(dòng)其上下移動(dòng)的升降結(jié)構(gòu)相連,空壓機(jī)56固定在底板15上,進(jìn)氣管57一端和空壓機(jī)56相連通,進(jìn)氣管57另一端伸入到冷卻箱16內(nèi),且進(jìn)氣管57另一端朝向推送板64;升降結(jié)構(gòu)包括第一氣缸65和真空吸盤(pán)66,第一氣缸65豎直固定在底座上,第一氣缸65的活塞桿豎直向上,真空吸盤(pán)66固定在第一氣缸65的活塞桿端部,且真空吸盤(pán)66能與推送塊相接觸;冷卻箱16上部還固定有第二氣缸58,第二氣缸58的活塞桿豎直向下,第二氣缸58的活塞桿端部伸入到冷卻箱16內(nèi)和升降板59相連,升降板59上開(kāi)設(shè)有若干通氣孔,在本實(shí)施例中,通氣孔的數(shù)量為三十個(gè);升降板59下端豎直設(shè)置有若干導(dǎo)熱桿61,在本實(shí)施例中,導(dǎo)熱桿61的數(shù)量為五十個(gè);導(dǎo)熱桿61位于輸送帶13上方,且導(dǎo)熱桿61能與輸送帶13相抵靠。
當(dāng)然,根據(jù)實(shí)際情況,也可以采用該種方案,底板15上還設(shè)置有輔助機(jī)構(gòu),輔助機(jī)構(gòu)包括輸氣泵67、封閉板68和進(jìn)氣管57,進(jìn)氣管57一端和冷卻箱16下部相連通,進(jìn)氣管57另一端和輸氣泵67相連通,封閉板68設(shè)置在冷卻箱16內(nèi),封閉板68上開(kāi)設(shè)有通氣槽68a,封閉板68上還設(shè)置有能將通氣槽68a封閉住的密封彈片69,在本實(shí)施例中,密封彈片69采用市場(chǎng)上可以買(mǎi)到的現(xiàn)有產(chǎn)品;密封彈片69一端和封閉板68相連,密封彈片69另一端與一能帶動(dòng)其來(lái)回移動(dòng)的第一氣缸65相連,在本實(shí)施例中,第一氣缸65固定在封閉板68上,第一氣缸65的活塞桿端部和密封彈片69另一端相連;封閉板68還與一能帶動(dòng)其上下升降的第二氣缸58相連,在本實(shí)施例中,第二氣缸58固定在冷卻箱16上部,第二氣缸58的活塞桿豎直向下,第二氣缸58的活塞桿端部伸入到冷卻箱16內(nèi)和封閉板68相連;采用該結(jié)構(gòu),通過(guò)第一氣缸65的活塞桿帶動(dòng)密封彈片69另一端移動(dòng),使密封彈片69將通氣槽68a封閉住,通過(guò)第二氣缸58帶動(dòng)封閉板68向上移動(dòng),將冷卻箱16內(nèi)的熱量向上排出,重復(fù)上述步驟,可使冷卻箱16中的熱量快速排出,輔助效果好;封閉板68復(fù)位時(shí),封閉板68的通氣槽68a為打開(kāi)狀態(tài)。
裝卸片系統(tǒng)的工作原理如下:將石墨舟傾斜放在放置板3上,控制伺服電機(jī)23的輸出軸帶動(dòng)齒輪24轉(zhuǎn)動(dòng),齒輪24與齒條22逐漸嚙合使滑塊19沿著導(dǎo)軌21上下移動(dòng),滑塊19帶動(dòng)安裝板2上下移動(dòng),安裝板2帶動(dòng)放置板3上下移動(dòng),使其移動(dòng)到所需位置,轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿17將滑塊19固定在導(dǎo)軌21上;將基板26放入定位槽6a中,通過(guò)電磁鐵和鐵片7相接觸,將基板26固定在定位板6上,開(kāi)啟第一氣泵37,通過(guò)輸氣管39將空氣輸送到第一氣囊38和第二氣囊42中,第一氣囊38和第二氣囊42的變形驅(qū)動(dòng)活動(dòng)端展開(kāi),使分隔片41展開(kāi)形成弧形,且第一氣囊38和第二氣囊42將硅片夾住,控制步進(jìn)電機(jī)43的輸出軸帶動(dòng)主動(dòng)輪46轉(zhuǎn)動(dòng),主動(dòng)輪46通過(guò)皮帶44帶動(dòng)從動(dòng)輪45轉(zhuǎn)動(dòng),從動(dòng)輪45帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸4轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)軸4帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)8轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)盤(pán)8帶動(dòng)定位板6轉(zhuǎn)動(dòng),定位板6帶動(dòng)基板26轉(zhuǎn)動(dòng)到所需位置,控制推桿電機(jī)9的推桿帶動(dòng)推塊11上下移動(dòng),推塊11將儲(chǔ)存部中的硅片推送出,通過(guò)操作桿49帶動(dòng)取放吸盤(pán)55上下移動(dòng),取放吸盤(pán)55將儲(chǔ)存部中的硅片取下,并將硅片放入到石墨舟中;
通過(guò)輸送帶13將石墨舟輸送到冷卻箱16中,通過(guò)風(fēng)機(jī)62對(duì)石墨舟進(jìn)行冷卻,產(chǎn)生的熱量從排氣管12排到外界,控制第二氣缸58的活塞桿帶動(dòng)升降板59向下移動(dòng),升降板59帶動(dòng)導(dǎo)熱桿61向下移動(dòng),導(dǎo)熱桿61和石墨舟接觸,對(duì)其進(jìn)行導(dǎo)熱,通過(guò)真空吸盤(pán)66將推送板64吸住,控制第一氣缸65的活塞桿帶動(dòng)推送板64向下移動(dòng),通過(guò)空壓機(jī)56將外界空氣從進(jìn)氣管57輸送到導(dǎo)流口16a處,控制真空吸盤(pán)66和推送板64脫離,在連接片63的彈力作用下,推送板64將空氣快速向上推送,重復(fù)上述步驟,可使冷卻箱16中的熱量快速排出。