[發明專利]一種PERC單晶電池用硅片及其退火方法與應用

有效

• 申請號: 202011360328.6
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112490326B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 方超炎;何悅;任勇;張逸凡
• 申請（專利權）人: 橫店集團東磁股份有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/068
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發明提供了一種PERC單晶電池用硅片的退火方法及PERC單晶電池用硅片與應用，所述退火方法包括以下步驟：(1)第一絕對壓力下送入硅片，并通入氮氣吹掃；(2)抽真空至第二絕對壓力，并通入氮氣吹掃；(3)保持第三絕對壓力，并通入氮氣吹掃；(4)保持第四絕對壓力，停止通入氮氣，進行檢漏；(5)保持第五絕對壓力，通入氧氣氧化，同時通入氮氣吹掃；(6)第六絕對壓力下取出硅片，并通入氮氣吹掃；其中，步驟(1)至步驟(6)均在660?700℃的恒溫下進行。所述退火方法改善了PERC單晶電池用硅片的親水性，同時有效去除了硅片表面的殘留雜質，減少了外觀小白點的產生。

技術領域

本發明屬于太陽能電池技術領域，涉及一種PERC單晶電池用硅片，尤其涉及一種PERC單晶電池用硅片的退火方法及PERC單晶電池用硅片與應用。

背景技術

PERC(Passivated Emitter and Rear Cell)，即鈍化發射極和背面電池技術，由這種技術制備的單晶電池稱為PERC單晶電池。PERC技術起源于上世紀80年代，通過在常規電池的背面疊加鈍化層，可以提高轉化效率。制備PERC單晶電池的工藝流程分為以下步驟：制絨→擴散→SE激光→氧化→刻蝕(去PSG)→退火→背膜→正膜→背膜激光開槽→絲網印刷→燒結→光注入或電注入→測試分揀。

其中退火步驟中，利用氧原子與硅片表面未飽和的硅原子反應形成二氧化硅，降低了硅片表面懸掛鍵密度，從而起到了鈍化的效果。退火工藝的檢驗項目為親水性測試，在日常點檢中，采用直接滴加的方式測試親水性，即在其表面滴加0.1mL的水，在30s的時間內擴散成直徑大于20mm的圓即為合格。硅片的親水性對太陽能電池后續的PID等相關可靠性具有一定程度的影響，然而現有技術基本均未關注退火工藝對硅片親水性的影響。

CN 107256907A公開了一種改善PERC高效電池片外觀小白點的退火工藝，所述退火工藝包括以下步驟：a：將爐管溫度調低為550℃，然后將硅片放入爐管內，隨后通入5000±1000sccm氧氣，與硅片表面雜質發生氧化反應；b:再向爐管內通入5000±1000sccm氮氣進行吹掃，去除硅片表面雜質；c：將爐管內溫度提升至700±20℃，然后通入1000sccm氮氣用以保護硅片表面，避免二次污染；d：硅片出爐管后降溫至550℃。所述發明在常規退火工藝去水汽的基礎上，能夠再次去除硅片表面雜質，并更好地保護硅片表面。然而所述發明并未提及退火工藝對硅片親水性的影響。

CN 110690319A公開了一種高效單晶硅電池的氧化退火工藝，所述發明將常壓氧化退火改為低壓氧化退火，并在退火過程中采用恒溫退火與降溫退火，使得工藝過程中的氣體氛圍能夠被精確控制，退火環境的清潔性得到了提高，電池片效率也得到了提升。然而所述發明同樣并未提及退火工藝對硅片親水性的影響。

CN 105720135A公開了一種太陽能電池的降溫退火工藝，所述發明減小了擴散“死層”與高溫反應導致的熱缺陷，從而提高了太陽能電池的轉化效率；所述工藝對開路電壓的提升尤為明顯，高出了傳統工藝2mV以上，且填充因子也有提高，使得電池片的轉化效率明顯提高。然而所述發明同樣并未提及退火工藝對硅片親水性的影響，仍有較大的提升空間。

由此可見，如何提供一種改善PERC單晶電池用硅片親水性的退火方法，同時有效去除硅片表面殘留雜質，減少外觀小白點的產生，成為了目前本領域技術人員迫切需要解決的問題。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種PERC單晶電池用硅片的退火方法及PERC單晶電池用硅片與應用，所述退火方法改善了PERC單晶電池用硅片的親水性，同時有效去除了硅片表面的殘留雜質，減少了外觀小白點的產生。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

第一方面，本發明提供一種PERC單晶電池用硅片的退火方法，所述退火方法包括以下步驟：

(1)第一絕對壓力下送入硅片，并通入氮氣吹掃；