[实用新型]一种抗电势诱导衰减效应的晶硅表面氧化装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及抗电势诱导衰减效应的晶硅表面氧化装置及其方法，属于 电化学领域，具体来讲是晶硅太阳能电池制造领域。

背景技术

晶体硅太阳能电池片的光伏发电是当前光伏领域的主流技术之一。近年来， 光伏组件的发电出现了一个新的影响组件功率衰减的效应，即功率输出的电势 诱导衰减(PID)效应。这个衰减效应是跟光伏并网系统中常用的高电压 (600V-1000V)密切相关，这些高电压通常施加在电池片和铝边框两端。当晶 硅电池组件在经历各种大气环境尤其是在湿热的恶劣环境条件下，不可避免的 发生组件漏电，漏电流就会在电池片、封装材料、背板和铝边框流过。通常情 况下，浮法封装玻璃中的钠离子在电池组件的强电势作用下，会沿着EVA封装 材料中的一些微通道进入到晶硅表面，这些钠离子又通常聚集在晶硅表面的缺 陷位，从而恶化了电池表面的钝化效果，造成了电池组件中载流子的大量复合， 也造成了电池组件填充因子、短路电流的下降，因而直接导致了电池组件的功 率输出降低。

为克服钠离子进入到晶硅表面，一方面，研究者们从EVA胶的改进方面着 手，提高EVA胶的阻抗特性，延缓钠离子的进入，但成本相对较高，离实际应 用还有较长一段距离；另一方面，研究者们在晶硅表面涂覆一层致密SiOx的阻 挡层，阻止钠离子的进入，例如，采用等离子体增强化学气相沉积方法利用笑 气(N2O)和硅烷(SiH4)作为前驱体在晶硅表面生长SiOx的阻挡层，但所生长 SiOx薄膜不够致密，实际的阻挡效果并不理想；也有直接采用高温湿法或干法 热氧化方法，但其工艺时间较长，且厚度难以准确控制。目前产线上常用臭氧 氧化方法，即将高电压放电产生的较高浓度的臭氧气体直接输运到晶硅表面， 利用其氧化能力在晶硅表面生长一薄层氧化层，值得一提的是，目前臭氧的晶 硅表面氧化是在一个非封闭的开放环境中进行的，一方面表面氧化层厚度较薄， 仅1-2nm厚，另一方面，臭氧气体不可避免的会散逸到周围环境中，对人体和 环境均会造成一定的毒害作用。

因此，如何实现高效环保的晶硅表面氧化，并使其能够满足抗PID晶硅太阳 能电池的要求，一直是人们所关心的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能够提高晶硅表面氧化效果的晶硅表面氧化 装置和方法。

为解决上述问题，本实用新型提供了一种抗电势诱导衰减效应的晶硅表面 氧化装置，用于对晶硅表面进行氧化处理，其特征在于，包括：

-羟基发生室，内设有电解液以及浸入所述电解液中、分别与电源的正、负 极连接的阳极体和阴极体，所述阳极体能够将羟基发生室中部分电解液中的水 分子分解成羟基和氢的自由基并混入该电解液中形成混合液；

-施加装置，与所述羟基发生室通过第一管道连通，所述第一管道上设有能 够将所述羟基发生室中的混合液输送到所述施加装置上的第一动力装置，所述 施加装置能够将所述混合液施加到所述晶硅的表面。

作为本实用新型的进一步改进，所述羟基发生室上还设有前端处理装置， 所述前端处理装置包括与所述羟基发生室通过第二管道连接的储液室，所述储 液室内设有电解质，所述第二管道内设有能够将所述储液室中的电解液输送至 所述羟基发生室中的第二动力装置。

作为本实用新型的进一步改进，所述前端处理装置还包括设置在所述储液 室上的进液管，所述进液管内的液态水以及电解质通过第三动力装置驱动输送 至所述储液室内，并在所述储液室内混合。

作为本实用新型的进一步改进，所述进液管上连接有用于向其中添加液态 水的加水装置以及添加电解质的加药泵，所述加水装置与所述进液管之间连接 有用于控制液态水流量的流量计。

作为本实用新型的进一步改进，所述流量计的流量以及所述加药泵的添加 量均通过伺服控制。

作为本实用新型的进一步改进，所述阴极体由不锈钢件或钛件或镀有金属 铂的钛件组成，所述阳极体由涂覆有功能纳米复合涂层的钛电极组成，所述功 能纳米复合涂层由铂涂层、氧化钌/氧化铱混合涂层、氧化钴/氧化铱混合涂层、 氧化钽/氧化铱混合涂层、氧化钴/类金刚石碳/氧化铱混合涂层中的一种或者多 种组成。

与上述实用新型属于同一个构思的实用新型创造，一种抗电势诱导衰减效 应的晶硅表面氧化装置，其特征在于，所述施加装置包括喷淋头，所述喷淋头 能够将液体直接喷淋到晶硅上下表面。