一種檢測和修復薄膜太陽能電池漏電缺陷的方法
2023-09-16 06:01:45
專利名稱：一種檢測和修復薄膜太陽能電池漏電缺陷的方法
技術領域：
本發明涉及薄膜太陽能電池技術領域，特別涉及到ー種薄膜太陽能電池晶片缺陷的快速定位進而有效修復處理的方法，包括矽基薄膜太陽能電池和銅銦鎵硒薄膜太陽能電池。
背景技術：
矽基薄膜太陽能電池或銅銦鎵硒薄膜太陽能電池的製造過程中可能會由於ー些エ序造成膜層的缺陷產生，如機械劃痕或前電極透明導電膜的絨面結構有ー些尖角的存在，從而造成後續薄膜沉積過程中一些小孔的形成，導致接下來所鍍上的背面導電膜，如鋁膜或銀膜，可以穿過小孔與前電極透明導電膜直接相連形成通路，從而造成整個電池器件的短路，這種短路現象的存在可以造成光電轉換過程產生的光生載流子通過上述通路流失，這就是薄膜太陽能電池的漏電流，從而降低薄膜太陽能電池的性能。 目前エ業界一般用IV檢測儀對製備發的薄膜太陽能電池板進行檢測，如果檢測到光電參數偏離正常值，如開路電壓降低、短路電流減小、填充因子變小、串聯電阻大、並聯電阻小等，可認為電池板內部有缺陷存在，但是如何有效地認定缺陷成因及種類，以及準確定位缺陷位置，這都是IV檢測儀所不能完成的工作，從而對有缺陷存在的電池面板不能夠有效地進行修復，生產效率就會降低，也間接導致大規模連續生產成本的增加。
發明內容
為了解決大規模生產線上IV檢測儀不能夠有效確定漏電缺陷位置及修復電池面板漏電缺陷的問題，本發明的目的在於提出ー種快速有效地確定漏電缺陷位置及修復電池面板漏電缺陷的方法。本發明的目的是通過以下技術方案予以實現的，一種檢測和修復薄膜太陽能電池漏電缺陷的方法，主要包括以下步驟
(1)確定電池面板存在漏電缺陷的位置在ー塊待檢測的薄膜太陽能電池面板表面放置ー個液晶感溫變色片，然後用ー個直流穩壓電源在液晶感溫變色片的任ー邊附近，同時是ー個有效電池單元格的正負兩極之間，施加ー個-2. 5V -4. 5V的反向偏壓，由於太陽能電池漏電缺陷區域有漏電流產生，導致該區域發熱，根據液晶感溫變色片的顏色變化，確定電池面板的高溫發熱區域，記錄為漏電缺陷位置；對於沒有漏電缺陷的位置，液晶感溫變色片上的顏色不會發生變化，為正常區域；
(2)對漏電缺陷的修復漏電缺陷的位置確定後，移走液晶感溫變色片，用ー個直流穩壓電源在漏電缺陷位置四周O 5mm範圍內的有效電池單元格的正負電極之間施加一個-O. 5V -3. 5V漸變的反向偏壓，反向偏壓的絕對值由小到大漸變，同時觀察直流穩壓電源上顯示的流經電池単元格的漏電流，當漏電流由大變小，並趨於ー個特定的臨界值時，停止施加反向偏壓，此時漏電缺陷即得到了有效的修復；
(3)依次在電池面板表面所有區域重複上述步驟(1)、(2)，完成對整個電池的漏電缺陷修復處理。為了保證液晶感溫變色片能夠很好地感應電池面板表面的溫度變化而改變顏色，液晶感溫變色片與電池面板緊密接觸，所述液晶感溫變色片的尺寸選擇為15X15cm2。本發明的進ー步技術方案是，所述漏電缺陷修復中施加的反向偏壓為-IV -3V漸變，步長為O. 05V/5S，即反向偏壓的絕對值由小到大漸變，且每隔5秒鐘，反向偏壓的絕對值增加O. 05V。所述的漏電流由大變小，並趨於ー個特定的臨界值，該臨界值為O O. 03mA。所述的薄膜太陽能電池包括矽基薄膜太陽能電池和銅銦鎵硒薄膜太陽能電池。本發明提出的方法可以方便快速地檢測出矽基薄膜太陽能電池或銅銦鎵硒薄膜太陽能電池面板上存在漏電缺陷的有效電池単元格位置，同時進行有效修復，改善電池面板的光電性能指標，提高大規模連續生產的生產效率和成品率。該方法簡單易實現，只需一 個直流穩壓電源和ー個液晶感溫變色片，便可準確定位有漏電缺陷的電池單元格位置，方法可靠，檢測及修復效率高，是矽基薄膜太陽能電池和銅銦鎵硒薄膜太陽能電池大規模生產中較為有效的漏電缺陷修複方法。
圖I為本發明方法的實施步驟 圖2為使用本發明方法對有缺陷的銅銦鎵硒薄膜太陽能電池面板進行修復處理前後的光照I-V曲線對比圖，曲線a為修復後，曲線b為修復前。
具體實施例方式下面結合一個銅銦鎵硒薄膜太陽能電池面板的漏電缺陷檢測與修復實施例對本發明提出的方法加以闡述。I、將ー塊待檢驗的銅銦鎵硒薄膜太陽能電池面板I水平放於平臺上，如圖I中的(a)，在前電極面，放置一片液晶感溫變色片2，尺寸為15X 15cm2，在液晶感溫變色片2的一個邊附近，距邊為IOmm處，且位於ー個有效電池単元格的正負兩極位置，如圖1(b)中C、D兩點所示，通過直流穩壓電源3施加一個反向偏壓，大小為-3. 2V，根據直流穩壓電源3上顯示的電流大小以及液晶感溫變色片2上的顏色變化可以確定有無漏電缺陷的存在。如圖I中的(b)所示，在液晶感溫變色片2上的A處有亮斑出現，且此時電壓表上顯示的電流值為O. 25mA，則據此可以認定並記錄A處為有漏電缺陷存在的位置；圖I中的(b)所示的B處代表液晶感溫變色片上無顏色變化的區域，為正常的區域，沒有漏電缺陷；
2、移去液晶感溫變色片2，如圖I中的(c)所示，在A處下方3_的位置，通過直流穩壓電源加反向偏壓，使得直流穩壓電源的兩個電壓探針分別位於E點和F點，分別為A點所在電池單元格的正負兩極，反向偏壓的大小由-IV到-3. 5V漸變，且漸變的頻率為O. 05V/5s,即每隔5秒鐘，反向偏壓的絕對值大小増加O. 05V,同時注意觀察直流穩壓電源3上顯示的漏電流值的變化，當漏電流值由大趨於0，或界於O與O. 03mA時，停止施加反向偏壓，接著用液晶感溫變色片2再對A處的顏色變化進行檢驗，如圖I中的(d)所示，此時會發現，在A處附近施加反向偏壓時亮斑已經消失，A處顏色恢復為與B處相同，即A處漏電缺陷已經得到修復，。
3、重複上述步驟，對整個銅銦鎵硒薄膜太陽能電池面板I的其他區域進行相同的操作，即先確定有無漏電缺陷及有缺陷的位置，並記錄該位置，再進行修復處理，最後再檢驗修復的效果。4、對整個銅銦鎵硒薄膜太陽能電池面板I修復處理完成後，再檢測面板的IV曲線圖，圖2即為修復前後IV曲線圖比較，曲線a為修復後，曲線b為修復前。表I為其光電性能參數比較。由圖2及表I可見，本發明提供的薄膜太陽能電池缺陷修複方法可以較為快速和有效地對有漏電缺陷存在的電池面板進行檢測及修復，改善電池的光電性能指標，提聞電池廣品的成品率。表I銅銦鎵硒薄膜太陽能電池面板缺陷修復前後光電性能比較
龜池面板光電性能 |vnc(v) Iisc (A) Iff |p_
修復前53.8 I. 736 0.631 58.93
修復後156.9 ]l. 753
68. 53
以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制；任何
熟悉本領域的技術人員，在不脫離本發明技術方案範圍情況下，都可利用上述掲示的方法
和技術內容對本發明技術方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施
例。因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所做的
任何簡單修改、等同替換、等效變化及修飾，均仍屬於本發明技術方案保護的範圍內。
權利要求
1.一種檢測和修復薄膜太陽能電池漏電缺陷的方法，其特徵在於，包括以下步驟 (1)確定電池面板存在漏電缺陷的位置在一塊待檢測的薄膜太陽能電池面板表面放置一個液晶感溫變色片，用一個直流穩壓電源在液晶感溫變色片任一邊的一個有效電池單兀格的正負電極之間施加一個-2. 5V -4. 5V的反向偏壓,漏電缺陷區域有漏電流產生,導致該區域發熱，根據液晶感溫變色片的顏色變化，確定電池面板的高溫發熱區域，記錄為漏電缺陷位置；對於沒有漏電缺陷的位置，液晶感溫變色片上的顏色不會發生變化，為正常區域； (2)對漏電缺陷的修復漏電缺陷的位置確定後，移走液晶感溫變色片，用一個直流穩壓電源在漏電缺陷位置四周O 5mm範圍內的有效電池單元格的正負電極之間施加一個-0. 5V -3. 5V漸變的反向偏壓，反向偏壓的絕對值由小到大漸變，同時觀察直流穩壓電源上顯示的流經電池單元格的漏電流，當漏電流由大變小，並趨於一個特定的臨界值時，停止施加反向偏壓，此時漏電缺陷即得到了有效的修復； (3)依次在電池面板表面所有區域重複上述步驟(1)、(2)，完成對整個電池的漏電缺陷修復處理。
2.根據權利要求I所述一種檢測和修復薄膜太陽能電池漏電缺陷的方法，其特徵在於，步驟(I)所述液晶感溫變色片的尺寸為15X 15cm2，液晶感溫變色片與電池面板緊密接觸，保證液晶感溫變色片準確感應電池面板表面的溫度變化而改變顏色。
3.根據權利要求I所述一種檢測和修復薄膜太陽能電池漏電缺陷的方法，其特徵在於，步驟(2)所述漏電缺陷修復中施加的反向偏壓為-IV -3V漸變，步長為0. 05V/5s,即反向偏壓的絕對值由小到大漸變，且每隔5秒鐘，反向偏壓的絕對值增加0. 05V。
4.根據權利要求I所述一種檢測和修復薄膜太陽能電池漏電缺陷的方法，其特徵在於，所述漏電流趨於特定的臨界值為0 0. 03mA。
5.根據權利要求I所述一種檢測和修復薄膜太陽能電池漏電缺陷的方法，其特徵在於，所述的薄膜太陽能電池包括矽基薄膜太陽能電池和銅銦鎵硒薄膜太陽能電池。
全文摘要
本發明公開一種用於檢測和修復薄膜太陽能電池內部漏電缺陷的方法，主要包括以下步驟首先對漏電缺陷位置的準確定位，藉助一個液晶感溫變色片，在電池單元格正負電極兩端施加一個反向偏壓，在電池片有漏電缺陷的部位有漏電流產生，導致該區域發熱，使得覆蓋在其上的液晶感溫變色片的顏色因受熱而發生變化，確定該位置為漏電缺陷；對定位好的漏電缺陷進行修復，使用一個直流穩壓電源，施加絕對值由小到大漸變反向偏壓，同時觀察直流穩壓電源顯示的流經電池單元的漏電流變化，當漏電流由大變小並趨於特定臨界值時，完成有效修復，本發明可以準確定位漏電缺陷位置並進行修復，提高電池面板的生產效率和成品率。
文檔編號H01L31/18GK102832154SQ20121035239
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月21日 優先權日2012年9月21日
發明者馬立雲, 崔介東, 彭壽, 陳思達 申請人:蚌埠玻璃工業設計研究院, 中國建材國際工程集團有限公司