一种太阳能电池的光注入钝化方法与流程

1.本发明涉及太阳能电池技术领域，具体涉及一种太阳能电池的光注入钝化方法，尤其涉及一种p型太阳能电池的光注入钝化方法。


背景技术：

2.随着太阳能电池技术的快速发展，高效电池的开发越来越受重视，在目前的光伏市场中，成功商业化的太阳电池主要有：晶体硅太阳电池、砷化镓太阳电池、碲化镉太阳电池、薄膜非晶硅太阳电池以及铜铟硒太阳电池。而晶体硅太阳电池因为其相对较低的成本，高的转换效率和较好的稳定性等优势，占据着太阳能光伏市场80％以上的份额，而这一份额会在接下来相当长的一段时间内继续保持，而perc电池凭借好的钝化效果，较低的成本以及较大的效率提升空间被广泛应用。
3.太阳能电池的隧穿氧化层和掺杂层共同形成钝化接触结构，该结构为硅片背面提供了良好的表面钝化。但现有技术中，通常采用电注入的方式实现太阳能电池的h钝化，即将太阳能电池片置于电注入设备后在各个工位通以电流以达到电注入钝化效果。但是，在研究中发现，太阳能电池在采用电注入钝化过程中，产量低，均匀性差，且容易出现效率提升不稳定的问题。
4.机理上来说，perc工艺后载流子传输距离加长，双面钝化后表面复合速率低，光致衰减引起体寿命衰减占比加大，缺少背部铝吸杂，金属杂志富集形成复合中心衰减大。


技术实现要素：

5.太阳能电池的隧穿氧化层和掺杂层共同形成钝化接触结构，该结构为硅片背面提供了良好的表面钝化。现有技术中，通常采用电注入的方式实现太阳能电池的h钝化，但是，在研究中发现，太阳能电池在采用电注入钝化过程中，产量低，均匀性差，且容易出现效率提升不稳定的问题。
6.针对上述电注入钝化存在的产量低，均匀性较差，且容易出现效率提升不稳定的问题，本发明提供了一种太阳能电池的光注入钝化方法，本发明的方法能够进一步解决电注入方法中存在的产量低，均匀性差，容易出现效率提升不稳定的问题。
7.本发明是通过如下技术方案实现的：
8.一种太阳能电池的光注入钝化方法，其特征在于，对金属化烧结后的太阳能电池进行光注入并辅以加热以实现钝化，包括如下步骤：
9.(1)在常压下，对所述太阳能电池进行光注入，且光注入的辐射强度为10
‑
25suns，光注入的时间为100
‑
300秒；
10.(2)在对所述太阳能电池进行光注入的同时辅以加热以实现钝化；所述的加热过程包括：加热阶段、降温阶段和保温阶段；所述的加热阶段是：将所述太阳能电池加热至表面温度为第一温度；所述的降温阶段是：将所述太阳能电池的表面温度从所述第一温度降至第二温度；所述的保温阶段是：将所述太阳能电池在所述第二温度下进行保温；所述的第
一温度为300
‑
650℃；所述的第二温度为200
‑
250℃。
11.具体的，金属化后的太阳能电池具体是指已经制作了正极和负极的太阳能电池。
12.本发明所提供的太阳能电池的光注入钝化方法包括：对金属化烧结后的太阳能电池进行光注入并辅以加热以实现钝化；在常压下光注入的辐射强度为10～18suns，光注入的时间为100～300s。辅助加热过程包括：加热阶段、降温阶段和保温阶段，共两个温度段，首先将太阳能电池表面加热至要求温度(第一温度)，随后再降温至第二温度，保温阶段为太阳能电池在第二温度下进行保温。在本发明的方法的加热阶段、降温阶段和保温阶段中，一直保持光注入；光注入不仅产能高，而且可以提高注入强度，改进bo衰减的同时又改进hid，且光注入可以和烧结结合起来，一体化处理，减少一次分选降低成本，相较于电注入堆叠的传片方式，解决了组件端批量明暗片问题。
13.本发明的太阳能电池的光注入钝化方法能够实现钝化的原理是：在所述的加热阶段和所述降温阶段，温度起主要作用，在第一温度为300
‑
650℃的条件下，能够充分将太阳能电池中背膜中的h离子激活；在保温阶段，光注入起主要作用，在第二温度为200
‑
250℃的条件下，通过光注入的高能量使得激活的h离子从背膜迁移到晶硅层中，使得悬挂键能够被激活的h离子饱和，完成界面钝化。
14.进一步地，所述光注入的辐射强度为10
‑
18suns，光注入的时间为200
‑
300秒；所述的第一温度为300
‑
550℃。
15.进一步地，所述光注入的辐射强度为14suns，所述光注入的时间为250
‑
300s；所述的第一温度为350
‑
400℃。
16.进一步地，将所述太阳能电池在所述第二温度下进行保温，保温时间为光注入时间的40
‑
60％。
17.进一步地，所述太阳能电池在进行光注入的过程中采用链式传输的方式对单片太阳能电池依次进行传输。
18.进一步地，所述的光注入可采用红外光源或led光源。
19.进一步地，所述加热可采用热板加热方式进行。
20.与现有技术相比，本发明提供的太阳能电池的光注入钝化方法，具有如下有益效果：
21.(1)本发明提供的太阳能电池的光注入钝化方法，能够进一步解决电注入方法中存在的产量低，均匀性差，容易出现效率提升不稳定的问题，且本发明的方法实施过程简单。
22.(2)本发明的太阳能电池的光注入钝化方法，在加热阶段和降温阶段，温度起主要作用，在第一温度为300
‑
650℃的条件下，能够充分将太阳能电池背膜中h离子激活；背膜包括背面氧化铝和氮化硅，或者背膜包括背面氧化铝和氮氧化硅，或者背膜包括背面氧化铝、氮化硅和氮氧化硅；如果第一温度过低，则不能较好地使太阳能电池中h离子激活；如果第一温度过高，则会变成二次烧结会导致金属区过烧，从而会降低太阳能电池性能。
23.(3)本发明的太阳能电池的光注入钝化方法，在保温阶段(第二温度)，光注入起主要作用，在200
‑
250℃的温度条件下进行保温，通过光注入的高能量将激活的h离子迁移到晶硅层中完成界面钝化；其中，如果保温阶段的温度过高，则会造成合金区域扩大，进而使得复合区增大，从而降低太阳能电池的转换效率；如果保温阶段的温度太低，激活态的h离
子则会被变成非激活态，从而不能通过光注入的方式完成太阳能电池的钝化，会降低太阳能电池性能。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
25.图1为本发明太阳能电池的光注入钝化方法的实施装置图。
26.图中：1上料区、2加热区、3降温区、4保温区、5传送轮、6冷却风扇、7下料区、21加热装置、31热排风机、41保温装置。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.实施例1
29.一种太阳能电池的光注入钝化方法，对金属化烧结后的太阳能电池进行光注入并辅以加热以实现钝化，具体包括如下步骤：
30.(1)在常压下，对所述太阳能电池进行光注入，且光注入的辐射强度为10suns，光注入的时间为150秒；
31.(2)在对所述太阳能电池进行光注入的同时辅以加热以实现太阳能电池钝化；且所述的加热过程包括：加热阶段、降温阶段和保温阶段；所述的加热阶段是：将所述太阳能电池加热至表面温度为400℃(第一温度)；所述的降温阶段是：将所述太阳能电池的表面温度从400℃降至200℃(第二温度)；所述的保温阶段是：将所述太阳能电池在所述200℃(第二温度)下保温80秒，实现太阳能电池的钝化。
32.优选的，上述实施例1中所述太阳能电池在进行光注入的过程中采用链式传输的方式对单片太阳能电池依次进行传输；所述的光注入可采用红外光源；所述加热可采用热板加热方式进行。
33.具体的，实施例1的钝化方法可以采用如图1所示的实施装置进行太阳能电池光注入钝化，其操作过程是：在常压下，太阳能电池首先从上料区1进料，经过传送轮5(传送轮上设置有履带)将太阳能电池输送至加热区2中；通过红外光源对该电池进行光注入，光注入的同时通过加热装置21(热板加热)将太阳能电池的表面加热至400℃(第一温度)；随后继续由传送轮5将加热后的太阳能电池输送至降温区3中，并由热排风机31排风，将太阳能电池的表面温度从400℃降至200℃(第二温度)；随后进入到保温区4中，并由保温装置41使太阳能电池维持在200℃条件下80秒，完成太阳能电池的钝化；最后经冷却风扇6冷却后，从下料区7出料。
34.实施例2
35.一种太阳能电池的光注入钝化方法，对金属化烧结后的太阳能电池进行光注入并辅以加热以实现钝化，具体包括如下步骤：
36.(1)在常压下，对所述太阳能电池进行光注入，且光注入的辐射强度为14suns，光注入的时间为200秒；
37.(2)在对所述太阳能电池进行光注入的同时辅以加热以实现太阳能电池钝化；且所述的加热过程包括：加热阶段、降温阶段和保温阶段；所述的加热阶段是：将所述太阳能电池加热至表面温度为550℃(第一温度)；所述的降温阶段是：将所述太阳能电池的表面温度从550℃降至220℃(第二温度)；所述的保温阶段是：将所述太阳能电池在所述220℃(第二温度)下保温100秒，实现太阳能电池的钝化。
38.优选的，上述实施例2中所述太阳能电池在进行光注入的过程中采用链式传输的方式对单片太阳能电池依次进行传输；所述的光注入可采用led光源；所述加热可采用热板加热方式进行。
39.实施例3
40.一种太阳能电池的光注入钝化方法，对金属化烧结后的太阳能电池进行光注入并辅以加热以实现钝化，具体包括如下步骤：
41.(1)在常压下，对所述太阳能电池进行光注入，且光注入的辐射强度为14suns，光注入的时间为250秒；
42.(2)在对所述太阳能电池进行光注入的同时辅以加热以实现太阳能电池钝化；且所述的加热过程包括：加热阶段、降温阶段和保温阶段；所述的加热阶段是：将所述太阳能电池加热至表面温度为350℃(第一温度)；所述的降温阶段是：将所述太阳能电池的表面温度从350℃降至230℃(第二温度)；所述的保温阶段是：将所述太阳能电池在所述230℃(第二温度)下保温120秒，实现太阳能电池的钝化。
43.优选的，上述实施例3中所述太阳能电池在进行光注入的过程中采用链式传输的方式对单片太阳能电池依次进行传输；所述的光注入可采用led光源；所述加热可采用热板加热方式进行。
44.实施例4
45.一种太阳能电池的光注入钝化方法，对金属化烧结后的太阳能电池进行光注入并辅以加热以实现钝化，具体包括如下步骤：
46.(1)在常压下，对所述太阳能电池进行光注入，且光注入的辐射强度为18suns，光注入的时间为300秒；
47.(2)在对所述太阳能电池进行光注入的同时辅以加热以实现太阳能电池钝化；且所述的加热过程包括：加热阶段、降温阶段和保温阶段；所述的加热阶段是：将所述太阳能电池加热至表面温度为650℃(第一温度)；所述的降温阶段是：将所述太阳能电池的表面温度从650℃降至250℃(第二温度)；所述的保温阶段是：将所述太阳能电池在所述250℃(第二温度)下保温180秒，实现太阳能电池的钝化。
48.优选的，上述实施例4中所述太阳能电池在进行光注入的过程中采用链式传输的方式对单片太阳能电池依次进行传输；所述的光注入可采用红外光源；所述加热可采用热板加热方式进行。
49.对比例1
50.一种太阳能电池的光注入钝化方法，对金属化烧结后的太阳能电池进行光注入并辅以加热以实现钝化，具体包括如下步骤：
51.(1)在常压下，对所述太阳能电池进行光注入，且光注入的辐射强度为14suns，光注入的时间为250秒；
52.(2)在对所述太阳能电池进行光注入的同时辅以加热以实现太阳能电池钝化；且所述的加热过程包括：加热阶段、降温阶段和保温阶段；所述的加热阶段是：将所述太阳能电池加热至表面温度为250℃(第一温度)；所述的降温阶段是：将所述太阳能电池的表面温度从250℃降至230℃(第二温度)；所述的保温阶段是：将所述太阳能电池在所述230℃(第二温度)下保温120秒，实现太阳能电池的钝化。
53.优选的，上述对比例1中所述太阳能电池在进行光注入的过程中采用链式传输的方式对单片太阳能电池依次进行传输；所述的光注入可采用led光源；所述加热可采用热板加热方式进行。
54.上述对比例1与实施例3的区别在于，第一温度的不同，其余钝化条件均相同，对比例1中的第一温度低于实施例3。
55.对比例2
56.对比例2与上述实施例3的区别在于，第一温度的不同，其余的钝化条件均相同，对比例2中的第一温度为700℃，高于实施例3。
57.对比例3
58.对比例3与上述实施例3的区别在于，第二温度的不同，其余的钝化条件均相同，对比例3中的第二温度为150℃，低于实施例3。
59.对比例4
60.对比例4与上述实施例3的区别在于，第二温度的不同，其余的钝化条件均相同，对比例4中的第二温度为300℃，高于实施例3。
61.测试：对上述实施例1
‑
4以及对比例1
‑
4钝化后的太阳能电池进行电性能测试，其测试结果如表1所示：
[0062][0063]
由上述的实施例1
‑
4测试结果可以看出在本发明的太阳能电池光注入钝化方法能够很好的完成太阳能电池的钝化过程，且效率稳定。由对比例1
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4的测试结果可以看出过高或过低的第一温度或者过高或过低的第二温度均不利于电池钝化，会降低太阳能电池的电性能。
[0064]
上述为本发明的较佳实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。凡由本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。