[發明專利]一種光伏雙面電池的退火方法

有效

• 申請號: 201810675376.0
• 申請日: 2018-06-27
• 公開（公告）號: CN108767070B
• 公開（公告）日: 2020-01-21
• 發明（設計）人: 袁雪婷;金井升;張艷鶴
• 申請（專利權）人: 晶科能源科技(海寧)有限公司;浙江晶科能源有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 33265 嘉興永航專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 蔡鼎

本發明提供了一種光伏雙面電池的新型退火方法。本發明包括：1)、將燒結下料的N型雙面電池放入光恢復爐中，使N型雙面電池的正面朝上，背面朝下，設置上鹵素燈加熱N型雙面電池的正面，下鹵素燈加熱N型雙面電池的背面；2)、高溫加熱進行退火，上鹵素燈對上含氫鈍化膜的加熱溫度為400～500℃，下鹵素燈對下含氫鈍化膜的加熱溫度為300～400℃，上含氫鈍化膜與下含氫鈍化膜的加熱溫差為60～100℃；3)、N型雙面電池在5秒內達到退火高溫，并退火高溫持續時間為1～5分鐘；4)、隨后，使用風冷系統對N型雙面電池的背面降溫，令背面的表面溫度在短時間內降到室溫。本發明不需要光照，同時提升光電轉換效率。

技術領域

本發明屬于太陽能電池技術領域，涉及一種N型雙面電池制造工藝，特別是一種光伏雙面電池的退火方法。

背景技術

光伏產業作為新能源的代表在迅猛發展。其中，n型單晶硅片因為其相對p型單晶片少子壽命高，沒有光致衰減，弱光響應好，溫度系數低等優點，成為新產品的主要原料。由于硅片品質高，其正面單面光電轉換效率達到22％以上，具有更大的效率提升空間。目前，n型電池生產采用與p型電池相同的生產設備，在印刷燒結后，采用光恢復爐來退火，使用高光強的LED燈(30-40kw/m2)和加熱設備實現退火提效。

盡管光恢復爐可以同時滿足溫度和輻照度的要求，且對p型電池可以有效的減少光致衰減，然而，n型電池不存在光致衰減，光恢復爐對于N型電池來說提效有限，卻耗費了大量的能量用于提供高光強，不具備成本優勢，且提效幅度較小，無法滿足對退火工藝的提效要求。

發明內容

本發明的目的是針對現有的技術存在上述問題，提出了一種不需要光照條件，使硅片上下表面滿足一定的溫度差并通過特定的降溫曲線退火，大幅度提升光電轉換效率的光伏雙面電池的退火方法。

本發明的目的可通過下列技術方案來實現：一種光伏雙面電池的退火方法，其中雙面電池為N型雙面電池，所述N型雙面電池是使用摻磷單晶硅片制作的雙面鈍化發射極及背局域接觸電池，所述N型雙面電池的正面全部貼覆可透光的上含氫鈍化膜，所述N型雙面電池的背面采用柵線印刷結構，背面其余區域貼覆可透光的下含氫鈍化膜，使所述N型雙面電池正、背面均可進行吸光功能，退火方法包括以下步驟：

1)、將燒結下料的N型雙面電池放入光恢復爐中，使N型雙面電池的正面朝上，背面朝下，設置上鹵素燈加熱N型雙面電池的正面，下鹵素燈加熱N型雙面電池的背面；

2)、高溫加熱進行退火，上鹵素燈對上含氫鈍化膜的加熱溫度為400～500℃，下鹵素燈對下含氫鈍化膜的加熱溫度為300～400℃，上含氫鈍化膜與下含氫鈍化膜的加熱溫差為60～100℃；

3)、N型雙面電池在5秒內達到退火高溫，并退火高溫持續時間為1～5分鐘，升溫過程以及高溫過程中，含氫鈍化膜中氫向電池片內部快速擴散，由于溫度改變，硅片的費米能級也隨之發生變化，氫原子被激活，成為中性態，氫的擴散率增加，同時，鈍化缺陷的勢壘也隨之降低，硅片中的雜質和晶界缺陷得到鈍化，復合減少；

4)、隨后，使用風冷系統對N型雙面電池的背面降溫，令背面的表面溫度在短時間內降到室溫，降溫過程中，已用來鈍化的氫形成化合物不再移動，而未鈍化的氫重新向表面移動，在鈍化膜的下面形成富集層。

本光伏雙面電池的退火方法，在沒有格外提供光源的情況下進行空氣氣氛中的熱處理，相當于硅片曝露在紅外光線下。而這種高溫且上下表面存在特定溫度差的條件使硅片內部結構部分重構，減少硅片內部缺陷，這種方式的能耗更小，有助于量產，并且對N型硅太陽能電池的增益較大，電池效率平均提高0.30％～0.35％，最大提升0.35％～0.45％。

在上述的光伏雙面電池的退火方法中，在步驟2)中，N型雙面電池的硅片最高溫度達到500℃。

在上述的光伏雙面電池的退火方法中，在步驟4)中，降溫時間為10～20秒。