硅基光伏太阳能电池的恢复方法

文档序号:9922954阅读:893来源:国知局
硅基光伏太阳能电池的恢复方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及设计用于减少娃基光伏太阳能电池在照射下的效率的退化效应的方 法和装置。
【背景技术】
[0002] 由娃基板制造的光伏太阳能电池通常遇到由在照射下的光伏效率的退化现象产 生的问题。该现象在光伏太阳能电池的照射的第一个小时期间发生且通常称作LID效应 化ID代表光致退化)。
[0003] 但是,在照射下光伏太阳能电池的效率的该退化的最初时的物理机理仍然未被充 分知晓。而且,若干科学研究已经表明,当进行光伏太阳能电池的照射时,娃中存在的轻元 素特别是氨化)、棚(B)和氧(0)原子通常参与缺陷的活化。
[0004] 通过在加热光伏太阳能电池的同时将载流子注入到所述光伏太阳能电池中,可削 弱LID效应。
[0005] 国际专利申请WO 2007/107351公开了目的在于实现当进行照射时光伏太阳能电 池的效率的稳定化的方法。该文献中,所述电池的恢复方法包括经由所述光伏太阳能电池 的照射或极化的载流子注入步骤,和将基板加热至包括在50°C和230°C之间的溫度的步骤。
[0006] 该恢复方法使得经处理的光伏太阳能电池能够恢复在正常操作条件下的稳定性 能。
[0007] 但是,W上提及的文献中描述的方法需要长的处理时间用于所述光伏电池的完全 恢复。处理时间意味着的是当在所述电池中进行载流子的产生时将所述太阳能电池保持在 某一溫度下的时期。所述处理时间可延长最高至约100分钟,运使得该方法与用于制造光伏 太阳能电池的通常工业方法不相容。
[000引而且,光伏电池的恢复动力学可通过增加所处理的光伏太阳能电池中存在的载流 子的量而被加快。该增加可特别地通过增加入射光照的功率或者输入到所述电池的电流的 强度而实现。但是,增加入射光照功率或者电流输入可导致光伏太阳能电池的溫度的极大 增加,从而限制或者消除了所述光伏太阳能电池的恢复效果。

【发明内容】

[0009] 对于提供运样的方法存在需求:其对于针对在照射期间的光伏效率的退化使娃基 光伏太阳能电池恢复,同时保持所处理的电池的机械完整性和光伏性能而言有效、快速且 容易进行。
[0010] 通过提供至少包括W下步骤的光伏元件处理方法,该需求趋于得到满足且上述缺 点趋于被减轻:
[0011] -提供所述元件,其包括在表面处设置有至少一个发射区的娃基基板;
[0012] -在将所述基板保持在包括在20°c和230°C之间和优选地在50°C和230°C之间的溫 度范围内的溫度下的同时,在所述基板中产生载流子;
[0013] -在载流子产生步骤期间使所述基板经历磁场,所述磁场具有基本上平行于所述 发射区和所述基板之间的界面的分量。
[0014] 根据另一实施方式,所述载流子产生步骤是通过所述基板的照射而获得的。在优 先方式中,所述照射是使用具有大于或等于500nm和优选大于或等于800nm、且低于或等于 1300nm和优选低于或等于1000 nm的波长的光获得的。
[0015] 有利地,所述磁场分量具有包括在1〇-叫和5 X IQ-It之间和有利地大于IQ-3T的强 度。
[0016] 而且,根据一种有利实施方式:
[0017]-所述基板由具有包括在4.0 X 1〇14原子/cm-哺7.0 X l〇is原子/cm-3之间的浓度的 棚渗杂的娃制成;和
[0018] -W秒计的恢复时间t大于或者等于: / / N '\Q
[0019] C,* C,+ , *6。" 1+1 U l〇-〇169j J J
[0020] 其中;
[0021] -T对应于所述基板的W开尔文计的溫度;
[0022] -B。对应于所述磁场分量的W特斯拉计的强度;
[0023] -I对应于投射到所述基板的表面上的福射的W太阳(sun)计的福照度;
[0024] -打对应于包括在1.3 X 1(T哺3.2 X 1(T5之间且优选等于1.7 X ICT5的第一常数;
[00巧]-C2对应于包括在1.00和32.0之间且优选等于4.32的第二常数;
[00%] -C3对应于包括在-1.00和-2.00之间且优选等于-1.62的第S常数;
[0027] -C4对应于包括在6562和8523之间且优选等于7500的第四常数。
[002引而且,如果所述基板由具有严格大于7Xl0is原子/cnf3的浓度的棚渗杂的娃制成, 则W秒计的恢复时间t有利地大于或者等于: / \ 厂,
[0029] -(-5-X- + G 化。/r 1 + 1-^ U l〇-〇169j J J
[0030] 其中:
[0031] -T对应于所述基板的W开尔文计的溫度;
[0032] -B。对应于所述磁场分量的W特斯拉计的强度;
[0033] -I对应于投射到所述基板的表面上的福射的W太阳计的福照度;
[0034] -C' 1对应于包括在1.2 X 1〇-8和1.9 X 1〇-8之间且优选等于1.51 X 1〇-8的附加第一 常数;
[00巧]-C' 2对应于包括在1.00和32.0之间且优选等于4.32的附加第二常数;
[0036] -C' 3对应于包括在2.5 X 1〇-8和4.0 X 1〇-8之间且优选等于4.0 X 1〇-8的附加第S常 数;和
[0037] -C'4对应于包括在6562和8523之间且优选等于7500的附加第四常数。
[0038] 根据一种实施方式,所述处理方法包括在所述基板上形成电接触(电触点, electric contact)的步骤,和所述载流子产生步骤包括向所述电接触施加外部电压。
[0039] 而且,为了减轻前文中阐述的缺点,还提供用于进行包括设置有至少一个发射区 的娃基板的光伏元件的处理的装置,所述装置包括:
[0040] -用于在所述基板中产生载流子的工具;
[0041] -热处理工具,其被配置成将所述基板保持在包括在20°C和230°C之间且优选地在 50°C和230°C之间的溫度范围内的溫度下;和
[0042] -用于施加磁场的工具,其被配置成使得所述磁场具有基本上平行于所述发射区 和所述基板之间的界面的分量。
[0043] 根据一种实施方式,所述用于施加磁场的工具包括永磁体和/或电磁体。
[0044] 在优先的方式中,所述用于在光伏元件中产生载流子的工具包括设计成照射所述 光伏元件的光源。
[0045] 有利地,所述基板设置有电接触和所述用于在基板中产生载流子的工具包括用于 向所述电接触施加外部电压的工具。
【附图说明】
[0046] 由仅出于非限制性的实例目的给出并且示于附图中的本发明的【具体实施方式】的 W下描述,其它优点和特征将变得更清楚地明晰,其中:
[0047] -图IW横截面示意性说明光伏元件恢复装置的实施方式;
[004引-图2 W横截面示意性说明在磁场存在下的光伏元件的实例;
[0049] -图3表示对于电子和空穴的几个迁移率值,在光伏元件基板中的少数载流子的浓 度在深度方向上的分布的图;
[0050] -图4表示根据一种实施方式相对于磁场强度的在光伏元件基板内的少数载流子 的平均浓度的变化的图;
[0051] -图5a和化表示分别通过两种类型的福射照射且对于施加到基板的磁场的不同强 度值的光伏元件基板中的少数载流子的浓度在深度方向上的分布的图;
[0052] -图6表示根据一种实施方式相对于磁场强度的光伏元件的再生时间增益的图。
【具体实施方式】
[0053] 在下文中描述用于进行光伏元件、特别是光伏太阳能电池的处理即恢复的方法。 有利地,该方法对光伏元件针对在照射下效率的退化通过在所述元件中产生载流子而进行 处理。该方法利用横向磁场的作用来改善所处理元件的恢复的动力学和效率。
[0054] 根据图1和2中所示的实施方式,该方法提供包括娃基基板1的光伏元件10。基板1 设置有彼此相反且优选地基本上平行的前表面Ia和背表面Ib,且其可由非晶、单晶或者多 晶娃形成。基板I在其表面上在表面la的水平处设置有至少一个发射区IE。界面24将发射区 化与基体区(基础区,base areaHB分开。通常,基体区IB的厚度显著
当前第1页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1