一种高效N型异质结电池用硅片表面油污的处理方法与流程

文档序号:18890860发布日期:2019-10-15 21:49阅读:936来源:国知局
本发明涉及太阳能电池硅片制备
技术领域
,更具体的是涉及一种高效n型异质结电池用硅片表面油污的处理方法。
背景技术
:高效n型单晶异质结电池,由于其转换效率高,制作工艺成熟,很有可能成为下一代晶硅电池主流技术。异质结电池一直在刷新着量产的电池转换效率的世界纪录,异质结电池的效率比p型单晶硅电池高1-2%,而且之间的差异在慢慢增大。太阳电池转换效率可以表示为开路电压、短路电流和填充因子三个参数的乘积,其中开路电压取决于内建电场强度,继而最终取决于电池材料本身的禁带宽度。异质结电池禁带宽度为1.7-1.9ev,远高于晶硅同质结电池的1.12ev,因而异质结电池具有较高的开路电压,从而具有较高的电池效率。高效n型单晶异质结太阳能电池生产的过程是从多晶硅料-单晶拉硅棒-单晶硅片---hjt单晶电池的流程。在单晶拉硅棒切割成单晶硅片,再制作成不同结构的高效n型单晶电池的生产过程中,会出现大量的带油污的不合格单晶硅片,这些油污硅片通常采用酸性或碱性清洗剂去除油污,但是这些方法祛除油污的能力有限,如果直接使用酸性清洗液或者碱性清洗液清洗,会导致带油污的单晶硅片经过酸碱的洗涤,依然会有油污附着在硅片的表面,且这些工序制作温度都在200℃以下,由于制程温度低不能使硅片表面油污完全祛除干净,同时该结构高效电池对高效n型单晶硅片要求较高,其工艺路线对表面油污污染响应比较敏感,最终导致电池的生产过程中油污一直存在,影响了电池el图像,出现麻点或者雾状发黑等不良,同时也会引起外观不良,导致产线良品率下降,因为异质结电池对硅片表面洁净度要求高,异质结电池性能主要有单晶硅-非晶硅界面性质决定,因此获得一个洁净度高的单晶硅表面是特别重要的。故如何解决上述技术问题,对于本领域技术人员来说很有现实意义。技术实现要素:本发明的目的在于:为了解决上述技术问题,本发明提供一种高效n型异质结电池用硅片表面油污的处理方法。本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案:一种高效n型异质结电池用硅片表面油污的处理方法,包括以下步骤:s1:在n型单晶硅片清洗制绒之前将其插入加热设备中;s2:将加热设备加热到500℃-1000℃,并通入定量的保护气体,加热时间为1min-20min分钟:s3:加热结束后将n型单晶硅片取出,降温至室温,再将n型单晶硅片进行清洗。进一步地,在步骤s1中,加热设备为高温退火炉。进一步地,在步骤s2中,保护气体为氮气。进一步地,在步骤s3中,对n型单晶硅片进行清洗时,先将n型单晶硅片在70℃-90℃的碱液环境中清洗2min-10min,将其取出再用去离子水清洗n型单晶硅片表面残留的碱性清洗液。本发明的有益效果如下:1、高温处理原n型单晶硅片可以有效祛除硅片表面有机物杂质,有机物杂质在酸洗和碱洗后祛除不干净,容易残留,是因为一些有机物不与酸、碱反应,一直附着在硅片表面,但是先经过高温通氮气条件下处理后可以有效祛除这些残留有机物,残留有机物在高温条件下发生变性或者分解,成为能被酸、碱清洗掉的物质,因此经过此方法处理后可以获得表面干净的n型单晶硅片,另外加热温度范围控制在500℃-1000℃内,温度过低祛除有机物杂质效果差,温度过高容易损坏硅片,所以经测试该范围的加热温度可同时满足两者条件。通过本发明获得的高洁净表面的n型单晶硅片,相对于常规碱洗、酸洗处理硅片的方法,可有效提升电池转换效率0.1-0.5%,通过该方法清洗后硅片可以提升电池良率2-5%,提升整体生产收益,综合折算使用该方法实现提效和提升电池良率带来的收益,大于增加清洗前使用加热设备的花费,综合评估通过该方法能实现节省成本的目的。具体实施方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明,即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。需要说明的是,术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。为了本
技术领域
的人员更好的理解本发明,下面以下实施例对本发明作进一步详细描述。实施例1本实施例提供一种高效n型异质结电池用硅片表面油污的处理方法,包括以下步骤:s1:在n型单晶硅片清洗制绒之前将其插入加热设备中;s2:将加热设备加热到500℃,并通入定量的保护气体,加热时间为1min分钟;s3:加热结束后将n型单晶硅片取出,降温至室温,再将n型单晶硅片进行清洗。进一步地,在步骤s1中,加热设备为高温退火炉。进一步地,在步骤s2中,保护气体为氮气。进一步地,在步骤s3中,对n型单晶硅片进行清洗时,先将n型单晶硅片在70℃的碱液环境中清洗2min,将其取出再用去离子水清洗n型单晶硅片表面残留的碱性清洗液。实施例2本实施例提供一种高效n型异质结电池用硅片表面油污的处理方法,包括以下步骤:s1:在n型单晶硅片清洗制绒之前将其插入加热设备中;s2:将加热设备加热到800℃,并通入定量的保护气体,加热时间为12min分钟;s3:加热结束后将n型单晶硅片取出,降温至室温,再将n型单晶硅片进行清洗。进一步地,在步骤s1中,加热设备为高温退火炉。进一步地,在步骤s2中,保护气体为氮气。进一步地,在步骤s3中,对n型单晶硅片进行清洗时,先将n型单晶硅片在83℃的碱液环境中清洗6.5min,将其取出再用去离子水清洗n型单晶硅片表面残留的碱性清洗液。实施例3本实施例提供一种高效n型异质结电池用硅片表面油污的处理方法,包括以下步骤:s1:在n型单晶硅片清洗制绒之前将其插入加热设备中;s2:将加热设备加热到1000℃,并通入定量的保护气体,加热时间为20min分钟;s3:加热结束后将n型单晶硅片取出,降温至室温,再将n型单晶硅片进行清洗。进一步地,在步骤s1中,加热设备为高温退火炉。进一步地,在步骤s2中,保护气体为氮气。进一步地,在步骤s3中,对n型单晶硅片进行清洗时,先将n型单晶硅片在90℃的碱液环境中清洗10min,将其取出再用去离子水清洗n型单晶硅片表面残留的碱性清洗液。上述3个实施例相对现有技术未经高温处理的清洗方法制得的n型单晶硅片性能提升指数表如下表1:表1本发明制得n型单晶硅片性能提升指数表电池转换效率提升指数电池良率提升指数实施例10.1%2%实施例20.5%5%实施例30.3%4%从上表1可看出,通过本发明获得的高洁净表面的n型单晶硅片,相对于常规碱洗、酸洗处理硅片的方法,可有效提升电池转换效率0.1-0.5%,通过该方法清洗后硅片可以提升电池良率2-5%,提升整体生产收益,并且综合折算使用该方法实现提效和提升电池良率带来的收益,大于增加清洗前使用加热设备的花费,综合评估通过该方法能实现节省成本的目的。以上所述,仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,本发明的专利保护范围以权利要求书为准,凡是运用本发明的说明书所作的等同变化,同理均应包含在本发明的保护范围内。当前第1页12
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