一种修复PERC太阳能电池背膜激光开槽损伤的方法技术

本发明专利技术公开了一种修复PERC太阳能电池背膜激光开槽损伤的方法，其在背面开槽之后，将硅片置入热处理设备，所述热处理设备包括高温激活区和低温修复区，所述硅片在高温激活区内进行高温热退火处理，以增加硅基底的整体晶格热运动；然后在低温修复区内进行低温热退火处理，以使硅基底重结晶。基底硅在经过高温激活‑低温重结晶的过程后使得基底硅激光损伤区得到明显的修复，从而减少由于激光损伤造成的复合损失，增加了开路电压Voc，进而提高PERC太阳能电池的转换效率。

A method of repairing the laser slotting damage on the back film of perc solar cell

【技术实现步骤摘要】
一种修复PERC太阳能电池背膜激光开槽损伤的方法
本专利技术涉及太阳能电池的制造领域，尤其涉及一种修复PERC太阳能电池背膜激光开槽损伤的方法。
技术介绍
PERC太阳能电池是目前市场上最流行的高效电池之一，背面局部接触背钝化技术(PERC)使得太阳能电池背面复合损失明显降低，大大提升了太阳能电池的效率。但是目前PERC技术普遍使用的钝化膜层结构为Al2O3/SiNx叠层，由于Al2O3/SiNx叠层性质稳定，常规背铝浆料无法蚀穿，故为保证铝浆与硅基底的接触需对其进行激光开槽处理；然而激光开槽也必然会对硅基底造成带来一定损伤，因为激光产生的高温会使得硅基底表面形成晶格缺陷，造成额外的复合中心，从而使得最终电池转换效率降低。一般地，PERC太阳能电池背面激光开槽面积占比为0.5％～3％，由于激光损伤带来implied_Voc损失大约为2～5mV，体现在太阳能电池效率上，其效率损失0.1％～0.25％。公开号为CN109616556A的现有技术公开了《一种硅片背面退火和正面镀膜一体化的方法以及一种电池片的制备方法》，其在背面镀膜后先进行背面激光开槽然后在进行正面镀膜，利用正面镀膜所需要的加热过程修复激光开槽时产生的损伤，此方式优势在于不需要增加任何额外的工序，但也由于其利用的是正膜沉积过程的所需热量，其温度较低且因为要顾及正膜的性质无法对热处理参数进行调整，极大地限制了热退火修复的效果；同时在激光开槽过程中由于电池片正面未镀膜，基体硅不可避免的直接接触到传送带和开槽台面，容易造成划伤，脏污的问题。公开号为CN105470347A的现有技术公开了《一种PERC电池的制作方法》，其使用的退火步骤位于背面沉积氧化铝之后，沉积背面氮化硅之前，而且，其退火温度设置为400-500℃，用于消除沉积氧化铝后产生的残余应力，即其是针对氧化铝膜的退火方案，无法很好地修复晶格缺陷。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种修复PERC太阳能电池背膜激光开槽损伤的方法，无需添加新设备，即可修复晶格缺陷，降低背面复合速率，提高光电转换效率。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种修复PERC太阳能电池背膜激光开槽损伤的方法，包括：(1)在硅片正面和背面形成绒面，所述硅片为P型硅；(2)在硅片正面进行扩散，形成N型发射极；(3)去除扩散过程形成的磷硅玻璃和周边PN结，并对硅片背面进行抛光；(4)对硅片进行热氧化处理；(5)在硅片背面沉积钝化膜；(6)在硅片正面沉积钝化膜；(7)对硅片背面的钝化膜上开槽；(8)将硅片置入热处理设备，所述热处理设备包括高温激活区和低温修复区，所述硅片在高温激活区内进行高温热退火处理，以增加硅基底的整体晶格热运动；然后在低温修复区内进行低温热退火处理，以使硅基底重结晶；(9)印刷背面电极和正面电极；(10)对硅片进行高温烧结，制得P型PERC双面太阳能电池。作为上述方案的改进，所述高温激活区的温度为600℃～900℃，所述高温热退火处理的时间为20s～3min。作为上述方案的改进，所述低温修复区的温度为200℃～500℃，所述低温热退火处理的时间为40s～5min。作为上述方案的改进，所述硅片的热退火处理曲线包括:在1～4min内，从室温升温至600℃～900℃；在600℃～900℃保持20s～2min；在40s～8min内，从600℃～900℃先经过急速降温，然后缓慢降温至200℃～500℃；在1～2min内，从200℃～500℃急速降温至50℃以下。作为上述方案的改进，硅片在高温激活区和低温修复区之间通过传送带传输，传送带的带速为500mm/min～4000mm/min，总退火时间为1min～12min。作为上述方案的改进，所述高温激活区包括上高温激活区和下高温激活区，所述低温修复区包括上低温修复区和下低温修复区，所述上高温激活区、上低温修复区和下高温激活区、下低温修复区对称分设于传送带的两侧。作为上述方案的改进，所述热处理设备为晶硅太阳能烧结炉。作为上述方案的改进，所述热氧化处理的处理温度为500℃～700℃，处理时间为5min～12min。作为上述方案的改进，所述热氧化处理的温度曲线包括：在2～6min内，从室温升温至500℃～700℃；在500℃～700℃保持2～4min；在3～7min内，从500℃～700℃降温至室温。作为上述方案的改进，背面沉积的钝化膜为Al2O3/SiNx膜，其中，Al2O3膜的厚度为5-10nm，SiNx的厚度为70-140nm。实施本专利技术，具有如下有益效果：本专利技术通过利用烧结炉对电池片在热氧化处理后，再次进行热退火处理，退火过程分为高温激活-低温修复两部分，在高温激活区内进行高温热退火处理,可以大幅增加基底硅整体晶格热运动，在低温修复区内进行低温热退火处理，通过缓慢降温使得硅基底重结晶，促使其在开槽处出现的不规则排列的晶格缺陷重新排列，从而修复晶格缺陷，降低背面复合速率。本专利技术对背膜激光后的半成品电池片进行热退火修复后，implied_Voc提升2～4mV，实际开路电压Voc提升2～3mV，太阳能电池的转换效率提升0.1％以上。附图说明图1是本专利技术一种修复PERC太阳能电池背膜激光开槽损伤的方法的流程图。图2是本专利技术热氧化温度曲线的示意图；图3是本专利技术热退火温度曲线的示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术作进一步地详细描述。本专利技术提供了一种修复PERC太阳能电池背膜激光开槽损伤的方法，包括：S101、在硅片正面和背面形成绒面，所述硅片为P型硅。选用湿法或者干法刻蚀技术，通过制绒设备在硅片表面形成绒面。S102、在硅片正面进行扩散，形成N型发射极。本专利技术制备方法采用的扩散工艺是将硅片置于热扩散炉中进行扩散，在P型硅的上方形成N型发射极，扩散时应控制控制温度在800℃-900℃范围内，目标方块电阻为90-150欧/□。扩散过程中会在硅片的正面和背面形成磷硅玻璃层，磷硅玻璃层的形成是由于在扩散过程中，POCl3与O2反应生成P2O5淀积在硅片表面。P2O5与Si反应又生成SiO2和磷原子，这样就在硅片表面形成一层含有磷元素的SiO2，称之为磷硅玻璃。所述磷硅玻璃层可以在扩散时收集硅片中的杂质，可进一步降低太阳能电池的杂质含量。S103、去除扩散过程形成的磷硅玻璃和周边PN结，并对硅片背面进行抛光。本专利技术将经扩散后的硅片置于体积比为1:5的HF(质量分数40％-50％)和HNO3(质量分数60％-70％)混合溶液酸槽中浸泡15s去除磷硅玻璃和周边PN结。磷硅玻璃层的存在容易导致PECVD的色差及SixNy的脱落，而且所述磷硅玻璃层中含有大量的磷以及从硅片中迁移的杂质，因此需要去除磷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种修复PERC太阳能电池背膜激光开槽损伤的方法，其特征在于，包括：/n(1)在硅片正面和背面形成绒面，所述硅片为P型硅；/n(2)在硅片正面进行扩散，形成N型发射极；/n(3)去除扩散过程形成的磷硅玻璃和周边PN结，并对硅片背面进行抛光；/n(4)对硅片进行热氧化处理；/n(5)在硅片背面沉积钝化膜；/n(6)在硅片正面沉积钝化膜；/n(7)对硅片背面的钝化膜上开槽；/n(8)将硅片置入热处理设备，所述热处理设备包括高温激活区和低温修复区，所述硅片在高温激活区内进行高温热退火处理，以增加硅基底的整体晶格热运动；然后在低温修复区内进行低温热退火处理，以使硅基底重结晶；/n(9)印刷背面电极和正面电极；/n(10)对硅片进行高温烧结，制得P型PERC双面太阳能电池。/n

【技术特征摘要】
1.一种修复PERC太阳能电池背膜激光开槽损伤的方法，其特征在于，包括：
(1)在硅片正面和背面形成绒面，所述硅片为P型硅；
(2)在硅片正面进行扩散，形成N型发射极；
(3)去除扩散过程形成的磷硅玻璃和周边PN结，并对硅片背面进行抛光；
(4)对硅片进行热氧化处理；
(5)在硅片背面沉积钝化膜；
(6)在硅片正面沉积钝化膜；
(7)对硅片背面的钝化膜上开槽；
(8)将硅片置入热处理设备，所述热处理设备包括高温激活区和低温修复区，所述硅片在高温激活区内进行高温热退火处理，以增加硅基底的整体晶格热运动；然后在低温修复区内进行低温热退火处理，以使硅基底重结晶；
(9)印刷背面电极和正面电极；
(10)对硅片进行高温烧结，制得P型PERC双面太阳能电池。


2.如权利要求1所述的修复PERC太阳能电池背膜激光开槽损伤的方法，其特征在于，所述高温激活区的温度为600℃～900℃，所述高温热退火处理的时间为20s～3min。


3.如权利要求1所述的修复PERC太阳能电池背膜激光开槽损伤的方法，其特征在于，所述低温修复区的温度为200℃～500℃，所述低温热退火处理的时间为40s～5min。


4.如权利要求1所述的修复PERC太阳能电池背膜激光开槽损伤的方法，其特征在于，所述硅片的热退火处理曲线包括:
在1～4min内，从室温升温至600℃～900℃；
在600℃～900℃保持20s～2min；
在40s～8min内，从600℃～900℃先经过急速降温，然后缓慢降温至200℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈永臻，楼秀群，徐义兰，林纲正，陈刚，
申请(专利权)人：浙江爱旭太阳能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33