專利名稱：低效太陽能電池片處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能電池的生產(chǎn)加工，更具體地說，涉及一種低效太陽能電池片處
理方法。
背景技術(shù)：
近年來，太陽能電池片生產(chǎn)技術(shù)不斷進(jìn)步，生產(chǎn)成本不斷降低，轉(zhuǎn)換效率不斷提高，使光伏發(fā)電的應(yīng)用日益普及并迅猛發(fā)展，逐漸成為電力供應(yīng)的重要來源。太陽能電池片是一種能力轉(zhuǎn)換的光電元件，它可以在太陽光的照射下，把光能轉(zhuǎn)換為電能，實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電。太陽能電池片的生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜，簡單說來，目前的太陽能電池片的生產(chǎn)過程可以分為以下幾個主要步驟1)表面制絨以及化學(xué)清洗硅片表面，通過化學(xué)反應(yīng)在原本光滑的硅片表面形成凹凸不平的結(jié)構(gòu)，以增強(qiáng)光的吸收；2)擴(kuò)散制結(jié)，將P型的硅片放入擴(kuò)散爐內(nèi)，使N型雜質(zhì)原子硅片表面層，通過硅原子之間的空隙向硅片內(nèi)部滲透擴(kuò)散，形成PN結(jié)，使電子和空穴在流動后不再回到原處，這樣便形成電流，也就是使硅片具有光伏效應(yīng)；3)等離子刻蝕，去除擴(kuò)散過程中在硅片邊緣形成的將PN結(jié)短路的導(dǎo)電層；4)沉積減反射膜，利用薄膜干涉原理，減少光的反射，起到鈍化作用，增大電池的短路電流和輸出功率，提高轉(zhuǎn)換效率；5)印刷電極，采用銀漿印刷正電極和背電極，采用鋁漿印刷背場，以收集電流并起到導(dǎo)電的作用；6)燒結(jié)，在高溫下使印刷的電極與硅片之間形成歐姆接觸。由于現(xiàn)階段生產(chǎn)工藝的限制，經(jīng)過上述方法生產(chǎn)出的電池片中往往會出現(xiàn)一定比例的串聯(lián)電阻Rs偏大、填充因子FF小的低效片，由于這些低效片的存在，也降低了整體的轉(zhuǎn)換效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種低效太陽能電池片處理方法，降低了低效電池片的串聯(lián)電阻Rs，提高了并聯(lián)電阻Rsh和填充因子FF，進(jìn)而在一定程度上提高了晶體硅太陽能電池片整體的轉(zhuǎn)換效率。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供了如下技術(shù)方案一種低效太陽能電池片的處理方法，包括從成品太陽能電池片中篩選出低效太陽能電池片；將篩選出的所述低效太陽能電池片放入退火爐中進(jìn)行氫退火。優(yōu)選的，氫退火過程中，所述退火爐的溫度在300°C -400°C以內(nèi)。優(yōu)選的，氫退火過程中，在所述退火爐中通入氫氣的速度在3L/min-10L/min以內(nèi)。
優(yōu)選的，氫退火過程中，在所述退火爐中同時通入氮?dú)夂蜌錃?。?yōu)選的，氫退火過程中，在所述退火爐中通入氮?dú)獾乃俣仍?0L/min-50L/min以內(nèi)。優(yōu)選的，氫退火過程中，所述低效太陽能電池片在退火爐中的傳送速度在3cm/ min-10cm/min 以內(nèi)。優(yōu)選的，對所述低效太陽能電池片進(jìn)行氫退火之后，還包括對所述低效太陽能電池片的各項性能進(jìn)行重新測試并分類。優(yōu)選的，對所述低效太陽能電池片進(jìn)行氫退火之前，還包括按照串聯(lián)電阻的大小，將所述低效太陽能電池片進(jìn)行分類。與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明實(shí)施例提供的低效太陽能電池片處理方法，通過對低效電池片采用氫氣進(jìn)行退火，由于氫能夠還原金屬電極處的氧化物，增加金屬電極處的導(dǎo)電性，降低了金屬電極與硅的接觸電阻，從而降低了低效電池片的總的串聯(lián)電阻Rs。由于氫的鈍化作用，在退火過程中的氫能夠以多種渠道進(jìn)入硅晶體中，與硅片表面未飽和的懸掛鍵以及硅片體內(nèi)的缺陷結(jié)合，鈍化了雜質(zhì)和缺陷的電活性，降低了載流子在電池表面的復(fù)合速率，延長了少子壽命，從而提高了電池片的并聯(lián)電阻Rsh，降低了反向漏電流Irev2。綜上所述，由于Rs的減小、Rsh的提高以及Irev2的降低，從而提高了電池片的填充因子FF，提高了低效片的轉(zhuǎn)換效率，也就在在一定程度上提高了晶體硅太陽能電池片整體的轉(zhuǎn)換效率，從而提高太陽能電池片的整體質(zhì)量。


通過附圖所示，本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同的部分。并未刻意按實(shí)際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點(diǎn)在于示出本發(fā)明的主旨。圖1為本發(fā)明實(shí)施例一公開的低效太陽能電池處理方法的流程圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例二公開的低效太陽能電池處理方法的流程圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例P型125單晶硅片中IOmΩ < Rs < 20mΩ的低效片氫退火前后串聯(lián)電阻的變化曲線；圖4為本發(fā)明實(shí)施例P型125單晶硅片中IOmΩ < Rs < 20mΩ的低效片氫退火前后轉(zhuǎn)換效率的變化曲線；圖5為本發(fā)明實(shí)施例156多晶硅片中Rs > IOm Ω的低效片氫退火前后串聯(lián)電阻的變化曲線；圖6為本發(fā)明實(shí)施例156多晶硅片中Rs > IOmQ的低效片氫退火前后轉(zhuǎn)換效率的變化曲線。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說明。
在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。其次，本發(fā)明結(jié)合示意圖進(jìn)行詳細(xì)描述，在詳述本發(fā)明實(shí)施例時，為便于說明，表示器件結(jié)構(gòu)的剖面圖會不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應(yīng)限制本發(fā)明保護(hù)的范圍。此外，在實(shí)際制作中應(yīng)包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。正如背景技術(shù)部分所述，現(xiàn)有技術(shù)中生產(chǎn)出的太陽能電池片，往往存在一定比例的低效片，這就在整體上降低了電池片的轉(zhuǎn)換效率，發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致電池片轉(zhuǎn)換效率低的原因有很多種，一是現(xiàn)階段采用的燒結(jié)爐大部分為鏈?zhǔn)綗Y(jié)爐，這種燒結(jié)爐的保溫性能以及穩(wěn)定性方面比較差；二是原材料的狀況不統(tǒng)一，也比較雜亂；三是生產(chǎn)過程中存在各種不確定因素，由于多方面的原因?qū)е铝说托漠a(chǎn)生，因此若要在生產(chǎn)過程中減少低效片的產(chǎn)生，所需耗費(fèi)的資金投入和技術(shù)投入都很龐大，所以，發(fā)明人考慮對成品的低效片進(jìn)行相應(yīng)的處理，以提高總體的轉(zhuǎn)換效率。實(shí)施例一基于上述原因，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種低效太陽能電池片的處理方法，該方法的流程圖如圖1所示，包括以下步驟步驟SlOl 從成品太陽能電池片中篩選出低效太陽能電池片，一般情況下，所述低效太陽能電池片多為轉(zhuǎn)換效率低于16%的電池片，低效片的串聯(lián)電阻偏大，填充因子偏小，進(jìn)而導(dǎo)致轉(zhuǎn)換效率低；步驟S102 將篩選出的所述低效太陽能電池片放入退火爐中進(jìn)行氫退火。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，電池片的串聯(lián)電阻Rs過大，并聯(lián)電阻Rsh過小，填充因子FF過小等，都可以導(dǎo)致太陽能電池片的效率低，因此，若要提高太陽能電池片的轉(zhuǎn)換效率，可從減小串聯(lián)電阻，提高并聯(lián)電阻和填充因子等方面入手。其中，太陽能電池片的串聯(lián)電阻包括擴(kuò)散層的薄層電阻、基區(qū)材料本身的電阻、電極與半導(dǎo)體的接觸電阻、電極本身的電阻等；并聯(lián)電阻包括P-N結(jié)的漏電阻及電池邊緣的漏電阻等，并聯(lián)電阻主要是由于硅片邊緣不清潔或硅片體內(nèi)的缺陷引起的。并且，串聯(lián)電阻越大，短路電流下降的越多，填充因子也隨之減少的越多，轉(zhuǎn)換效率也隨之降低；并聯(lián)電阻越小，反向漏電流就越大，開路電壓就下降的越多，填充因子也隨之下降的越多，轉(zhuǎn)換效率也隨之降低。因此，若要提高轉(zhuǎn)換效率，需減小串聯(lián)電阻，增大并聯(lián)電阻。本實(shí)施例通過對低效太陽能電池片進(jìn)行氫退火，利用氫的還原作用，可以還原電池片金屬電極處的氧化物，增加金屬電極處的導(dǎo)電性，降低了金屬電極與硅的接觸電阻，從而降低了低效電池片的總的串聯(lián)電阻，提高了短路電流和填充因子。同時，由于氫的鈍化作用，在退火過程中的氫能夠以多種渠道進(jìn)入硅晶體中，與硅片表面未飽和的懸掛鍵以及硅片體內(nèi)的缺陷結(jié)合，鈍化了雜質(zhì)和缺陷的電活性，降低了載流子在電池表面的復(fù)合速率，延長了少子壽命，從而提高了電池片的并聯(lián)電阻，降低了反向漏電流，提高了開路電壓和填充因子。綜上所述，由于串聯(lián)電阻的減小、并聯(lián)電阻的提高，從而提高了電池片的填充因子，進(jìn)而提高了低效片的轉(zhuǎn)換效率，也就在在一定程度上提高了晶體硅太陽能電池片整體的轉(zhuǎn)換效率，從而提高太陽能電池片的整體質(zhì)量。由于氫退火工藝簡單易行，只需將篩選出的低效片放入退火爐中即可，因此，本發(fā)明實(shí)施例公開的提高轉(zhuǎn)換效率的方法簡單可行，并能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。實(shí)施例二本實(shí)施例公開的低效太陽能電池片處理方法的流程圖如圖2所示，本實(shí)施例較上一實(shí)施例更加具體化，包括以下步驟步驟S201 篩選出低效太陽能電池片，按照串聯(lián)電阻的大小，將所述低效太陽能電池片進(jìn)行分類，以便統(tǒng)計氫退火過程對低效片各項性能的影響，以及方便完成退火后的分類過程的進(jìn)行，以提高生產(chǎn)效率；步驟S202 將退火爐溫度升至300°C -400°C以內(nèi)；步驟S203 在退火爐中通入保護(hù)氣體氮?dú)夂头磻?yīng)氣體氫氣，其中，通入氮?dú)獾乃俣仍?0L/min-50L/min以內(nèi)，通入氫氣的速度在3L/min_10L/min以內(nèi)；步驟S204:將分類后的低效太陽能電池片依次放入退火爐中，其中，這些低效片在退火爐中的傳送速度在3cm/min-10cm/min以內(nèi)；步驟S205 完成氫退火工藝后，取下所述低效太陽能電池片，對所述低效太陽能電池片的各項性能進(jìn)行重新測試并分類。經(jīng)過上述氫退火過程，篩選出的低效片的串聯(lián)電阻減小了，并聯(lián)電阻增大了，從而提高了填充因子，提高了轉(zhuǎn)換效率，改善了電池的各項性能。下面以具體實(shí)驗數(shù)據(jù)說明本發(fā)明實(shí)施例的低效太陽能電池處理方法的效果。篩選出多片的低效太陽能電池片，這些低效片的原材料均為P型125單晶硅片， 電阻率為0.5-3Ω · cm，之后，將經(jīng)過常規(guī)工藝生產(chǎn)得到的成品電池片，測量各低效片的各項性能指標(biāo)，并按照串聯(lián)電阻的大小，對篩選出的低效片進(jìn)行分類，大致分為ΙΟπιΩ <Rs < 20m Ω、20m Ω < Rs < 40m Ω、Rs > 40m Ω三組，之后，對上述三組低效片進(jìn)行氫退火，具體步驟如下步驟1 將退火爐升溫至350°C，退火時間為30min ；步驟2 在退火爐中通入保護(hù)氣體氮?dú)夂头磻?yīng)氣體氫氣，其中，通入氮?dú)獾乃俣葹?50L/min，通入氫氣的速度為8L/min ；步驟3 開啟傳送帶，以7cm/min的速度依次將完成分類的低效片傳送至退火爐；步驟4 取下電池片，重新測試各電池片的各項性能指標(biāo)。進(jìn)行氫退火前后，各組電池片的性能如下表所示，表中僅在各組電池片中篩選出兩個進(jìn)行說明。表一氫退火前后各組低效電池片的性能對比表
權(quán)利要求
1.一種低效太陽能電池片的處理方法，其特征在于，包括從成品太陽能電池片中篩選出低效太陽能電池片；將篩選出的所述低效太陽能電池片放入退火爐中進(jìn)行氫退火。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，氫退火過程中，所述退火爐的溫度在 3000C -400°C 以內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，氫退火過程中，在所述退火爐中通入氫氣的速度在3L/min-10L/min以內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，氫退火過程中，在所述退火爐中同時通入氮?dú)夂蜌錃狻?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，氫退火過程中，在所述退火爐中通入氮?dú)獾乃俣仍?0L/min-50L/min以內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，氫退火過程中，所述低效太陽能電池片在退火爐中的傳送速度在3cm/min-10cm/min以內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，對所述低效太陽能電池片進(jìn)行氫退火之后，還包括對所述低效太陽能電池片的各項性能進(jìn)行重新測試并分類。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，對所述低效太陽能電池片進(jìn)行氫退火之前，還包括按照串聯(lián)電阻的大小，將所述低效太陽能電池片進(jìn)行分類。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例公開了一種低效太陽能電池片的處理方法，包括從成品太陽能電池片中篩選出低效太陽能電池片；將篩選出的所述低效太陽能電池片放入退火爐中進(jìn)行氫退火。本發(fā)明實(shí)施例通過對低效電池片采用氫氣進(jìn)行退火，由于氫能夠還原金屬電極處的氧化物，降低了金屬電極與硅的接觸電阻，從而降低了低效電池片的總的串聯(lián)電阻；由于氫的鈍化作用，鈍化了雜質(zhì)和缺陷的電活性，降低了載流子在電池表面的復(fù)合速率，延長了少子壽命，從而提高了電池片的并聯(lián)電阻，降低了反向漏電流，從而提高了電池片的填充因子和轉(zhuǎn)換效率。
文檔編號H01L31/18GK102185008SQ20101056972
公開日2011年9月14日 申請日期2010年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月2日
發(fā)明者孫偉, 李建飛, 樊選東, 郭建東, 黃炯鈺 申請人:江陰浚鑫科技有限公司