专利名称：太阳能电池片烧结方法
技术领域：
本发明 涉及太阳能电池的生产加工，更具体地说，涉及一种太阳能电池片烧结方法。
背景技术：
太阳能电池，也称光伏电池，是一种将太阳的光能直接转化为电能的半导体器件。 由于它是绿色环保产品，不会引起环境污染，而且是可再生资源，所以在当今能源短缺的情形下，太阳能电池是一种有广阔发展前途的新型能源。目前，80%以上的太阳电池是由晶体硅(单晶硅和多晶硅)材料制备而成，因此，制备高效率的晶体硅太阳电池对于大规模利用太阳能发电有着十分重要的意义。目前，晶体硅太阳能电池的已经标准化，其主要步骤如下步骤S11、化学清洗硅片表面以及表面织构化处理(即表面制绒)，通过化学反应在原本光滑的硅片表面形成凹凸不平的结构，以增强光的吸收；步骤S12、扩散制结，将P型的硅片放入扩散炉内，使N型杂质原子接触硅片表面层，通过硅原子之间的空隙向硅片内部渗透扩散，形成PN结，使电子和空穴在流动后不再回到原处，这样便形成电流，也就是使硅片具有光伏效应，扩散的浓度、结深以及扩散的均勻性直接影响太阳能电池的电性能，扩散进杂质的总量用方块电阻来衡量，杂质总量越小， 方块电阻越大；步骤S13、周边等离子刻蚀，去除扩散过程中在硅片边缘形成的将PN结短路的导电层；PM SH^5FIS. PECVD (plasma enhanced chemical vapor deposition,
强的化学气相淀积)，即沉积减反射膜，主要采用氮化硅膜和氮化钛膜，利用薄膜干涉原理， 减少光的反射，起到钝化作用，增大电池的短路电流和输出功率，提高转换效率；步骤S15、印刷电极，采用银浆印刷正电极和背电极，采用铝浆印刷背电场，以收集电流并起到导电的作用；步骤S16、烧结，在高温下使印刷的金属电极与硅片之间、金属背电场与硅片之间形成合金，也就是使各接触面都形成良好的欧姆接触，减小电池的串联电阻，增加电池的输出电压和输出电流，因此能否形成良好的欧姆接触对整个电池片的转换效率有着至关重要的作用。在实际生产过程中发现，经过上述方法生产出的电池片中往往会出现一定比例的串联电阻Rs偏大的电池片，参见图2，为太阳能电池等效电路，从图中可以看出，太阳能电池内部电阻是由串联电阻Rs和并联电阻Rsh组成，Isc为短路电流，由于串联电阻Rs偏大，从而增加了太阳能电池片内部分压，导致实际输出电压V变小，从而影响电池片最终的转换效率
发明内容
本发明实施例提供了一种太阳能电池片烧结方法，降低了电池片的串联电阻，提高了晶体硅太阳能电池片的转换效率，提高了经济效益。为实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案
一种太阳能电池片烧结方法，包括在经过丝网烧结后的太阳能电池片中，筛选出串联电阻偏大的电池片；将筛选出的电池片进行重新烧结，以降低所述筛选出的电池片的串联电阻，所述重新烧结的温度低于正常烧结温度。优选的，所述筛选出的电池片为丝网烧结过程中，因烧结炉内气体氛围发生变化引起的背场Al-Si合金层烧结不均勻的太阳能电池片。优选的，所述重新烧结的时间短于正常烧结的时间。优选的，所述重新烧结的时间在50s-70s以内。优选的，所述筛选出的电池片的串联电阻在8mΩ以上。优选的，所述重新烧结的背场烧结温度在400°C -440°C以内。优选的，所述重新烧结的正电极烧结温度在800°C _830°C以内。优选的，所述重新烧结的正电极烧结温度在800°C _820°C以内。优选的，还包括将重新烧结后的电池片进行分拣测试，按照转换效率对所述重新烧结后的电池片进行不同的包装。与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点本发明实施例提供的太阳能电池片烧结方法，通过筛选出串联电阻偏大的太阳能电池片，并对筛选出的电池片进行重新返烧，由于筛选出的电池片缺陷是由于在烧结过程中烧结炉内气体氛围的扰动而导致的电池片烧结缺陷，这些烧结缺陷又导致转换效率低，因此以低于正常烧结温度和烧结时间进行重新返烧，可在背场表面光滑且分布均勻的 Al-Si合金层，以弥补正常烧结过程中背场的局部或大面积的烧结不足，从而降低了电池片的串联电阻，提高了晶体硅太阳能电池片的转换效率，提高了经济效益。
通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。图1为现有技术中晶体硅太阳能电池的制作方法流程图；图2为太阳能电池内部等效电路图；图3为本发明实施例公开的太阳能电池片烧结方法的流程图。
具体实施例方式为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式
做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。正如背景技术部分所述，现有技术中烧结工艺之后，经常会出现串联电阻偏大的电池片，从而降低电池片的转换效率。发明人研究发现，导致电池片转换效率低的原因有多种，但是，其中大部分串联电阻偏大的电池片往往有一个共同的特征，即在烧结工艺之后， 会出现局部或者大面积烧结不足，有的区域烧结良好，有的区域烧结不完全或没有烧结到， 从而导致整个背场的Al-Si合金层不均勻，串联电阻偏大。产生这种现象的原因主要是由烧结过程中烧结炉内的氛围成分发生变化而引起的，如在印刷过程中突然更换印刷网板，由于印刷网板的湿度和重量发生变化，以及转换印刷网板时短时间的停顿，导致烧结炉内的气体氛围发生变化，造成的短时间停顿后重新进行烧结的电池片会出现烧结不完全或不够光滑，进而导致串联电阻偏大，转换效率低。基于上述原因，发明人研究发现，上述串联电阻偏大的电池片再经过相应的处理， 如重新进行烧结，还是可以降低其串联电阻的，下面对本发明的方案进行详细描述。 本发明实施例提供了一种太阳能电池片烧结方法，该方法的流程图如图3所示， 包括以下步骤步骤S21 在经过丝网烧结后的太阳能电池片中，筛选出串联电阻偏大的电池片， 这些电池片主要是在丝网烧结过程中，因烧结炉内气体氛围发生变化引起的的背场Al-Si 合金层烧结不均勻的太阳能电池片；其中，正常情况下串联电阻小于8πιΩ的电池片，其转换效率不会过低，往往均在可以接受的范围内，但是串联电阻在8πιΩ以上的电池片的转换效率就会较低了，这类电池片的电性能参数出现的问题也较多，并且这类电池片的数量也较多，因此，本实施例中筛选出的电池片主要是串联电阻在8πιΩ以上的低效电池片。步骤S22 将筛选出的电池片进行重新烧结，以降低所述筛选出的电池片的串联电阻，所述重新烧结的温度低于正常烧结温度。发明人研究发现，在多种低效太阳能电池片中，存在烧结缺陷且串联电阻偏大的电池片经过重新烧结之后，在一定程度上能够降低其串联电阻，提高其转换效率，但是重新烧结的温度须低于正常烧结温度，尤其是铝背场的烧结过程的温度更需严格控制，这样经过重新低温返烧，可以有效降低电池片的串联电阻，使其更好的形成欧姆接触。具体说来，铝背场的烧结过程实际上是提高了背场表面的掺杂浓度，由于铝是三价元素，而硅是四价元素，二者的键合提供了许多空穴，从而在背场表面产生空穴势垒，使电池片背场表面附近的能带结构发生变化。当电子向背场表面扩散时，因为背场表面产生的空穴势垒而使电子不易通过，因此减少了扩散过程中电子与空穴的复合，增大了载流子的扩散长度，提高了少子的寿命。同时，烧结过程可使背场印刷的铝浆与晶体硅发生反应，生成Al-Si合金层，由于铝原子与硅原子间的结构差异，二者结合后形成会晶格失配，从而产生一定的应力，进而可以有效提高背场表面吸除杂质的作用。但是，Al-Si合金层的形成与烧结过程的气体氛围、绒面大小等多种因素都有关系，在烧结过程中一旦气体 氛围发生变化，形成的Al-Si合金层的质量就会受到影响，本发明中选取的背场Al-Si合金层烧结不均勻的电池片，就是因为烧结过程中气体氛围发生变化，导致电池片的某些区域因气体分布不均或气体浓度过小，导致烧结程度不足，未形成质量良好的Al-Si合金层，进而导致串联电阻偏大，转换效率低，因此若要提高这些电池片的转换效率，必须在背场形成良好的Al-Si合金层。需要说明的是，在进行正常烧结过程中，由于烧结温度需达到铝的熔点或更高，铝背场的烧结温度一般在575°C以上，或达到630°C以上，而达到一定温度后，再升高烧结温度则会影响Al-Si合金层的光滑度，甚至会产生铝包、铝钩等缺陷。因此，由于筛选出的电池片已经经过一次烧结过程，如果返烧过程中仍采用与正常烧结温度相同的烧结温度，必然会影响Al-Si合金层的光滑度，而且已经烧结好的区域的Al-Si合金层的光滑度也会受到影响。基于此，本发明实施例中的返烧温度温度低于正常烧结温度，并且返烧时间也小于正常的烧结时间，以保证重新烧结形成的Al-Si合金层的光滑度，并减少铝包、铝钩等缺陷，由于重新返烧，使烧结程度不足的区域再次降低了电池背表面的复合速度，提高了长波光谱响应和电池输出特性，进而使筛选出的电池片形成了良好的Al-Si合金层，因此即使重新烧结过程中有很多氧以及微缺陷，足够在电池片表面形成沉淀，但是也会被重新形成的Al-Si合金层有效吸除，由于这些微缺陷以及沉淀的减少，使得硅原子可以更多的熔融到银电极材料中，使上下电极形成良好的欧姆接触，减小了串联电阻，提高了转换效率。其中，本实施例中背场的重新烧结温度优选为在400°C -440°C以内，而且，由于是二次返烧，正电极的烧结温度也应低于正常的烧结温度，本实施例中优选为重新烧结的正电极烧结温度在800°C _830°C以内，更优选的，重新烧结的正电极烧结温度在800°C -820°C 以内，由于印刷正电极使用的浆料的不同，重新烧结的正电极的温度也会稍有区别，具体重新烧结温度的选择根据实际生产情况而定，本实施例中不做过多限制。并且，由于是二次返烧，重新烧结的时间最好也要比正常烧结时间短，正常烧结时间一般在80s以上，本实施例中重新烧结的时间在50s-70s以内。另外，本发明实施例公开的太阳能电池片烧结方法中，在完成了对筛选出的电池片进行低温重新烧结后，还包括将重新烧结后的电池片进行分拣测试，按照转换效率对所述重新烧结后的电池片进行不同的包装，并按照不同的包装入库保存。下面以具体实验数据说明本发明实施例的太阳能电池片烧结方法的效果。选择5批相同材料单晶硅电池片(型号为125cm*125cm)，经过正常生产工艺后， 对太阳能电池片进行测试分档，在每批中筛选出200片串联电阻大于或等于8毫欧的电池片，对筛选出的电池片的各项电性参数进行测试，得出各批次电池片平均的电性参数，测试结果如表一所示表一重新烧结前的编号为1-5的串联电阻偏大的电池片电性参数表
权利要求
1.一种太阳能电池片烧结方法，其特征在于，包括在经过丝网烧结后的太阳能电池片中，筛选出串联电阻偏大的电池片； 将筛选出的电池片进行重新烧结，以降低所述筛选出的电池片的串联电阻，所述重新烧结的温度低于正常烧结温度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述筛选出的电池片为丝网烧结过程中， 因烧结炉内气体氛围发生变化引起的背场Al-Si合金层烧结不均勻的太阳能电池片。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述重新烧结的时间短于正常烧结的时间。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述重新烧结的时间在50s-70s以内。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述筛选出的电池片的串联电阻在8πιΩ 以上。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述重新烧结的背场烧结温度在 4000C -440°C 以内。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述重新烧结的正电极烧结温度在 8000C -830°C 以内。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述重新烧结的正电极烧结温度在 8000C -820°C 以内。
9.根据权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于，还包括将重新烧结后的电池片进行分拣测试，按照转换效率对所述重新烧结后的电池片进行不同的包装。
全文摘要
本发明实施例公开了一种太阳能电池片烧结方法，包括在经过丝网烧结后的太阳能电池片中，筛选出串联电阻偏大的电池片；将筛选出的电池片进行重新烧结，以降低筛选出的电池片的串联电阻，所述重新烧结的温度低于正常烧结温度。本发明实施例通过筛选出串联电阻偏大的电池片，并对筛选出的电池片进行重新返烧，由于筛选出的电池片缺陷是在烧结过程中烧结炉内气体氛围的扰动而导致的电池片烧结缺陷，这些烧结缺陷又导致转换效率低，以低于正常烧结温度进行重新返烧，可在背场表面光滑且分布均匀的Al-Si合金层，以弥补正常烧结过程中背场局部或大面积的烧结不足，降低了电池片的串联电阻，提高了晶体硅太阳能电池片的转换效率，提高了经济效益。
文档编号H01L31/18GK102222732SQ20111018212
公开日2011年10月19日 申请日期2011年6月30日 优先权日2011年6月30日
发明者殷立明 申请人:江阴浚鑫科技有限公司