[發明專利]一種太陽能電池退火方法以及裝置和太陽能電池制備方法

有效

• 申請號: 201811593624.3
• 申請日: 2018-12-25
• 公開（公告）號: CN109473508B
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發明（設計）人: 任格格
• 申請（專利權）人: 浙江晶科能源有限公司;晶科能源股份有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;C23C16/52;C23C16/34
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

本發明公開了一種太陽能電池退火方法以及裝置和太陽能電池制備方法，太陽能電池退火方法包括：將表面沉積有氧化鋁薄膜層的硅片置于PECVD管式爐中，并在PECVD管式爐以初始溫度290℃～300℃為起始，以小于等于10℃/min的升溫速率進行升溫，直到PECVD管式爐內的溫度達到終點溫度480℃～500℃，且在PECVD管式爐升溫的過程中向PECVD管式爐內通入氫氣和氮氣的混合氣體，對硅片進行氫鈍化；使得PECVD管式爐在終點溫度恒溫25min～30min；在硅片的表面鍍SiNx薄膜層。通過將傳統的氫鈍化與低溫連續慢升溫進行有效的結合，能夠有效減少硅片內部的雜質和晶格缺陷，同時實現了優良的鈍化效果，有效增加了少子的壽命和擴散長度，提高電池的開路電壓和減少串聯電阻。

技術領域

本發明涉及太陽能電池制備技術領域，特別是涉及一種太陽能電池退火方法以及裝置和太陽能電池制備方法。

背景技術

如何提高電池片效率，降低電池工藝成本，提高使用壽命，是提高太陽能電池電站發電效率，降低發電成本的因素之一。在太陽能電池片的生產過程中，從晶硅的鑄造到電池的成型，每一步中都蘊含著機遇，只要能夠解決其中的任意一個問題，都能夠使得最終的電池片的效率提升或成本下降。

目前在硅棒鑄造成型的過程中，不可避免的會引入部分金屬(Na、Fe、Mg、Mn等)和非金屬(C、O、S等)雜質，這些雜質會在硅片體內形成深能級的復合中心，嚴重降低了太陽能電池的少子壽命和少子的擴散距離；另外，硅片在清洗制絨、刻蝕等過程中，硅片表面會形成較多的懸掛鍵和微尺寸結構，具有很強的吸附雜質的作用，硅片在高溫擴散之后，表層的硅晶體結構受到了一定程度的破壞，缺陷較多，加劇了少子的復合。

為了減小這些雜質和缺陷對硅片少子壽命的負面影響，有人提出了在電池片制備完成后通過一定的技術手段，電池片內部的氫(H)不但會與硼氧復合體(B-O)結合，同時也可以與其它大部分的雜質和懸掛鍵結合，從而減小這些缺陷對電池片內部少子的“捕獲”作用，起到了優異的鈍化效果，同時，也發現了氫鈍化效果的對質量較差的硅片尤為突出。

目前N型PERT太陽能電池針對硅片體內和表面缺陷，主要采用在電池表面沉積一層氧化鋁(AL₂O₃)、二氧化硅(SiO₂)等薄膜來實現對硅片的表面鈍化；通過在PECVD鍍SiN_X薄膜的過程中產生的部分H₂來實現對硅片體內和表面的鈍化。

現有的鈍化技術包括原子層沉積(ALD)和等離子增強型化學氣相沉積(PECVD)，能夠對硅片表面實現較好的鈍化效果，減少了硅片的表面復合。但是，在200～250℃左右采用ALD沉積氧化鋁薄膜，氧化鋁薄膜主要由氧化鋁(α-AL₂O₃)和氧化鋁[Al(OH)]水合物構成，影響了氧化鋁薄膜的致密性和負電場的效果。另外，硅片直接在400～500℃的管式爐內進行正背面SiNx的鍍膜工藝，對硅片內部的雜質和晶體缺陷所誘發的少子復合的影響甚微。

發明內容

本發明的目的是提供了一種太陽能電池退火方法以及裝置和太陽能電池制備方法，減少由硅片晶格缺陷和雜質污染所帶來的少子復合，進而提升電池片的開路電壓和短路電流。

為解決上述技術問題，本發明實施例提供了一種太陽能電池退火方法，包括：

步驟1，將表面沉積有氧化鋁薄膜層的硅片置于PECVD管式爐中，并在所述PECVD管式爐以初始溫度290℃～300℃為起始，以小于等于10℃/min的升溫速率進行升溫，直到所述PECVD管式爐內的溫度達到終點溫度480℃～500℃，且在所述PECVD管式爐升溫的過程中向所述PECVD管式爐內通入氫氣和氮氣的混合氣體，對所述硅片進行氫鈍化；

步驟2，使得所述PECVD管式爐在所述終點溫度恒溫25min～30min；

步驟3，在所述硅片的表面鍍SiNx薄膜層。