一种消除b掺杂晶硅太阳电池光致衰减的方法及其设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种消除B掺杂晶硅太阳电池光致衰减的方法及其设备，属于太阳电池技术领域。
【背景技术】
[0002]在光伏行业中，硼(B)掺杂晶硅太阳电池占据着绝对的市场。尤其是近两年随着对高功率组件的需求的增加，单晶B掺杂PERC电池在未来可能会逐渐占据越来越大的市场。然而，一直以来，B掺杂晶娃太阳电池被光致衰减LID现象所困扰。光致衰减(light-1nducedde grada t i on: LID )是指晶硅太阳能电池经过光照后电池效率下降的现象，在B掺杂单晶电池上最明显，衰减比可以达到相对比3%-7%，一些实验室高效电池甚至高达10%。因此随着高效电池的开发，LID效应不能再被忽略。尤其是目前各公司都在准备开发高效PERC生产线，如何解决LID问题，如何通过可靠性认证，就成为摆在各光伏企业面前的亟待解决的首要问题。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种消除B掺杂晶硅太阳电池光致衰减的方法及其设备，消除由于光致衰减所导致的电池效率的下降，提高太阳电池的效率及可靠性。
[0004]为此，本发明采用如下技术方案:
一种消除B掺杂晶硅太阳电池光致衰减的方法，其特征在于:依次包括如下步骤:
S1:将电池片在第一温度下进行高光照处理，持续第一时间；
52:将电池片在第二温度下进行高光照处理，持续第二时间；
53:将电池片在第三温度下进行高光照处理，持续第三时间；
其中，第二时间长于第一时间和第二时间，高光照处理的光照强度范围为I X 103w/m2?3 X 106w/m2o
[0005]进一步地，所述第一温度为25-1000度，第一时间为2 3s;优选地，所述第一温度为25-500度，第一时间为 3s-5min。
[0006]进一步地，所述第二温度为100-1000度，第二时间为2 10s;优选地，所述第二温度为 200-500度，第二时间为 30s-10min。
[0007]进一步地，所述第三温度为20-25度，第三时间为2 3s;优选地，所述第三温度为25度，第三时间为3s-5min。
[0008]进一步地，所述高光照采用的光源为激光、卤素灯或者LED灯。
[0009]本发明的另一方面，提供一种消除B掺杂晶硅太阳电池光致衰减的设备，包括:传输轨道，用于输送电池片；以及沿输送路径依次设置的第一光照区、第二光照区以及第三光照区，第一光照区具有第一温度，光照时间为第一时间，第二光照区具有第二温度，光照时间为第二时间，第三光照区具有第三温度，光照时间为第三时间，其中，第二时间长于第一时间和第三时间。
[0010]进一步地，所述第一温度为25-1000度，第一时间为2 3s;优选地，所述第一温度为25-500度，第一时间为 3s-5min。
[0011]进一步地，所述第二温度为100-1000度，第二时间为2 10s;优选地，所述第二温度为 200-500度，第二时间为 30s-10min。
[0012]进一步地，所述第三温度为20-25度，第三时间为2 3s;优选地，所述第三温度为25度，第三时间为3s-5min。
[0013]进一步地，所述第一光照区、第二光照区、第三光照区的光源为激光、卤素灯或者LED 灯。
[0014]本发明中，术语“电池片”是指经烧结处理后的太阳电池片的成品或半成品。
[0015]本发明的工作原理为:
B掺杂的晶体硅太阳电池，在光照条件下或者黑暗中载流子注入的情形下，都会激发基体材料当中的相应的复合中心，如单晶中的BO，多晶中的Fe，FeB，亦或是Cu。这些复合中心作为少子寿命的“杀手”，会显著的降低少子寿命，从而导致电池性能的下降。本发明基于对光致衰减的机理的认识的基础上，有针对性地设计了三个不同的工艺阶段，分别作相对应的处理，从而达到消除光致衰减的目的。具体如下:
通过第一温度下、持续第一时间的高光照处理，快速激活基体材料中全部的复合中心，如BO和Fe，FeB，Cu等;
通过第二温度下、持续第二时间的高光照处理，使电池片较长时间的暴漏在较高温度和高光照下，目的是激发SiNx薄膜中的H，使其钝化复合中心；
通过第三温度下、持续第三时间的高光照处理，目的是降低复合中心活性，使其不再成为有效的复合中心；
通过以上三个步骤的处理，可以极大程度上、甚至完全消除与光致衰减相关的复合中心，从而抑制衰减，实现电池的高效和高可靠性。
[0016]同时，本发明的消除B掺杂晶硅太阳电池光致衰减的方法步骤简单，易于产业化；设备开发简单，可以快速地应用于现有的产线布局中，成本经济。
【附图说明】
[0017]图1为本发明的消除B掺杂晶硅太阳电池光致衰减的设备的示意图。
【具体实施方式】
[0018]为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
[0019]实施例1:
一种消除B掺杂晶硅太阳电池光致衰减的方法，依次包括如下步骤:
S1:将电池片在100度下进行高光照处理，持续5min，光照强度范围为IX 103w/m2;
S2:将电池片在240度下进行高光照处理，持续lOmin，光照强度范围为lX103w/m2;
S3:将电池片在25度下进行高光照处理，持续5min，光照强度范围为lX103w/m2;
其中，高光照的光源采用LED灯。
[0020]实施例2:
一种消除B掺杂晶硅太阳电池光致衰减的方法，依次包括如下步骤:
S1:将电池片在500度下进行高光照处理，持续3s，光照强度范围为3 XlOiVzV;
S2:将电池片在500度下进行高光照处理，持续10s，光照强度范围为3 XlOiVzV;
S3:将电池片在25度下进行高光照处理，持续3s，光照强度范围为3 XlOiVzV;
其中，高光照的光源采用激光。
[0021]实施例3:
如图1所示，一种消除B掺杂晶硅太阳电池光致衰减的设备，包括:传输轨道，用于输送电池片100;以及沿输送路径依次设置的第一光照区1、第二光照区2以及第三光照区3，第一光照区具有第一温度，光照时间为第一时间，第二光照区具有第二温度，光照时间为第二时间，第三光照区具有第三温度，光照时间为第三时间，其中，第二时间长于第一时间和第三时间。所述第一温度为25-1000度，第一时间为>3s;所述第二温度为100-1000度，第二时间为> 1 s;所述第三温度为25度，第三时间为>3 s。第一光照区、第二光照区、第三光照区的光源4为激光、卤素灯或LED灯。
[0022]以上所述的具体实施例，对本发明所要解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种消除B掺杂晶硅太阳电池光致衰减的方法，其特征在于:依次包括如下步骤: S1:将电池片在第一温度下进行高光照处理，持续第一时间； S2:将电池片在第二温度下进行高光照处理，持续第二时间； S3:将电池片在第三温度下进行高光照处理，持续第三时间； 其中，第二时间长于第一时间和第二时间，高光照处理的光照强度范围为I X 103w/m2-3X106w/m2o2.根据权利要求1所述的消除B掺杂晶硅太阳电池光致衰减的方法，其特征在于:所述第一温度为25-1000度，第一时间为2 3s。3.根据权利要求1所述的消除B掺杂晶硅太阳电池光致衰减的方法，其特征在于:所述第二温度为100-1000度，第二时间为2 10s。4.根据权利要求1所述的消除B掺杂晶硅太阳电池光致衰减的方法，其特征在于:所述第三温度为20-25度，第三时间为2 3s。5.根据权利要求1所述的消除B掺杂晶硅太阳电池光致衰减的方法，其特征在于:所述高光照采用的光源为激光、卤素灯或者LED灯。6.—种消除B掺杂晶硅太阳电池光致衰减的设备，其特征在于:包括:传输轨道，用于输送电池片；以及沿输送路径依次设置的第一光照区、第二光照区以及第三光照区，第一光照区具有第一温度，光照时间为第一时间，第二光照区具有第二温度，光照时间为第二时间，第三光照区具有第三温度，光照时间为第三时间，其中，第二时间长于第一时间和第三时间。7.根据权利要求6所述的消除B掺杂晶硅太阳电池光致衰减的设备，其特征在于:所述第一温度为25-1000度，第一时间为2 3s。8.根据权利要求6所述的消除B掺杂晶硅太阳电池光致衰减的设备，其特征在于:所述第二温度为100-1000度，第二时间为2 10s。9.根据权利要求6所述的消除B掺杂晶硅太阳电池光致衰减的设备，其特征在于:所述第三温度为20-25度，第三时间为2 3s。10.根据权利要求6所述的消除B掺杂晶硅太阳电池光致衰减的设备，其特征在于:所述第一光照区、第二光照区、第三光照区的光源为激光、卤素灯或者LED灯。
【专利摘要】本发明公开了一种消除B掺杂晶硅太阳电池光致衰减的方法，依次包括如下步骤：S1：将电池片在第一温度下进行高光照处理，持续第一时间；S2：将电池片在第二温度下进行高光照处理，持续第二时间；S3：将电池片在第三温度下进行高光照处理，持续第三时间；其中，第二时间长于第一时间和第二时间，高光照处理的光照强度范围为1×103w/m2~3×106w/m2。本发明还公开了一种消除B掺杂晶硅太阳电池光致衰减的设备，包括：传输轨道，用于输送电池片；以及沿输送路径依次设置的第一光照区、第二光照区以及第三光照区。本发明可以极大程度上、甚至完全消除与光致衰减相关的复合中心，从而抑制衰减，实现电池的高效和高可靠性。
【IPC分类】H01L31/18
【公开号】CN105552173
【申请号】CN201610091453
【发明人】崔艳峰, 陈奕峰, 王子港, 端伟元, 皮尔·威灵顿
【申请人】常州天合光能有限公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年2月19日