单晶电池片、光伏组件及可抑制点状污染出现的镀膜方法与流程

1.本发明涉及电池片制造领域，具体而言，涉及一种单晶电池片、光伏组件及可抑制点状污染出现的镀膜方法。


背景技术：

2.p型perc电池的激光直接成型技术(ldse)工艺流程为：碱制绒
→
扩散
→
激光直接成型技术(ldse)
→
刻蚀
→
氧化
→
原子层沉积(ald)
→
正、背面pecvd
→
激光开窗
→
丝印印刷
→
烧结。相比常规的单晶工艺，多了ldse与ald工序。peec技术是指通过在太阳能电池表面形成氧化铝钝化层，可大幅度下降背面电学复合，提升电池的开路电压、短路电流和提升转化效率。采用ald(原子沉积)制备的钝化层是一层致密的厚度在3～6nm左右的薄层。
3.pd305管机台的作用是在硅片背膜镀氮化硅层，该氮化硅层有钝化及保护氧化铝钝化层的作用。但是pd305机台生产过程中，管内会残留硅片碎片及粉尘，在镀氮化硅层前，粉尘与碎片在气流作用下会撞击在钝化层表面，损伤钝化层。受损电池片在丝网印刷、烧结后，在el下会表现点状污染(黑点、黑斑)，造成电池片的降级。
4.鉴于上述问题的存在，有必要提供一种可抑制点状污染出现的镀膜方法。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的在于提供一种单晶电池片、光伏组件及可抑制点状污染出现的镀膜方法，以解决现有镀膜方法易使单晶电池片上出现点状污染的问题。
6.为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种可抑制点状污染出现的镀膜方法，可抑制点状污染出现的镀膜方法包括：将含氧化铝镀层的电池片置于石墨舟中，并将其置于镀膜装置的镀膜腔体；使镀膜腔体进行第一次抽真空过程和第一次升温过程，其中第一次升温过程的压力为常压；采用第一清洗气对含氧化铝镀层的电池片进行第一清洗过程；对经过第一清洗过程处理的电池片进行镀膜。
7.进一步地，第一次抽真空过程的压力低于50mtorr，时间为2～6mim；第一次升温过程中，气流量为0，目标温度为300～400℃，升温速率为10～20℃/min。
8.进一步地，第一清洗过程中，第一清洗气的流量为500～2500sccm，压力为9～11torr，清洗时间为60～240s。
9.进一步地，在第一清洗过程和镀膜过程之间，可抑制点状污染出现的镀膜方法还包括：使镀膜腔体进行第二次升温过程，然后采用第二清洗气对电池片进行第二清洗处理。
10.进一步地，第二次升温过程中，气体流速为0，压力为常压，目标温度为450～500℃，升温时间为10～20min；第二清洗过程中，第二清洗气为氨气和笑气，其中氨气的流量为500～2500sccm，笑气的流量为500～2500sccm，使炉内压力回到1000～2000mtorr，清洗时间为30～180s。
11.进一步地，第一清洗气选自笑气、o2、o3和水蒸气成的组中的一种或多种。
12.进一步地，镀膜过程包括：使镀膜腔体进行第三抽真空处理，向镀膜腔体通入特
气，在预定的压力、电子气流量和射频下进行氮化硅膜沉积，形成氮化硅膜层，其中特气为硅烷和氨气。
13.进一步地，镀膜过程中，硅烷流量为0～1000sccm，氨气流量为500～1000sccm，压力为1200～1700mtorr，射频功率3500～4200w，射频设备的打开时间和关闭时间的比值为1:7～1:15，沉积时间8～20min。
14.本技术的另一方面还提供了一种单晶电池片，包括氮化硅镀层，该氮化硅镀层采用本技术提供的可抑制点状污染出现的镀膜方法形成。
15.应用本发明的技术方案，上述镀膜过程中，首先对镀膜腔体进行第一次抽真空过程，能够去除镀膜腔体中存在的杂质气体，从而提高镀膜过程形成的镀层的纯度。同时进行第一次抽真空过程之后进行第一清洗过程，能够去除镀膜腔体中存在的碎片和气体颗粒物，同时能够去除硅片表面的杂质。这有利于大大降低上述物质对氧化铝层撞击的概率，减少点状污染(黑斑、黑点)的产生，从而有利于提高电池片的良品率和光电转化效率。
附图说明
16.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
17.图1示出了实施例1提供的能够抑制电池片上出现点状污染的镀膜工艺流程图。
具体实施方式
18.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
19.正如背景技术所描述的，现有的镀膜方法易使单晶电池片上出现点状污染的问题。为了解决上述技术问题，本技术提供了一种可抑制点状污染出现的镀膜方法，该可抑制点状污染出现的镀膜方法包括：将含氧化铝镀层的电池片置于石墨舟中，并将其置于镀膜装置的镀膜腔体；使镀膜腔体进行第一次抽真空过程和第一次升温过程，其中第一次升温过程的压力为常压；采用第一清洗气对含氧化铝镀层的电池片进行第一清洗过程；对经过第一清洗过程处理的电池片进行镀膜。
20.上述镀膜过程中，首先对镀膜腔体进行第一次抽真空过程，能够去除镀膜腔体中存在的杂质气体，从而提高镀膜过程形成的镀层的纯度。同时在进行第一次抽真空过程之后进行第一清洗过程，能够去除镀膜腔体中存在的碎片和气体颗粒物，同时能够去除硅片表面的杂质，这有利于大大降低上述物质对氧化铝层撞击的概率，减少点状污染(黑斑、黑点)的产生，从而有利于提高电池片的良品率和光电转化效率。
21.在一种优选的实施例中，第一次抽真空过程的压力低于50mtorr，时间为2～6mim；第一次升温过程中，气流量为0，目标温度为300～400℃，升温速率为10～20℃/min。将第一抽真空过程和第一次升温过程中的工艺参数限定在本技术优选的范围有利于进一步降低环境中杂质对氧化铝层的影响，从而进一步抑制点状污染物的产生。
22.采用第一清洗过程对电池片进行清洗有利于降低电池片上出现点状污染的几率。上述第一清洗过程中，第一清洗气的流量、压力和清洗时间可以不做限定，只要相比于现有的方法能够降低点状污染物的出现即可。在一种优选的实施例中，第一清洗过程中，第一清
洗气的流量为500～2500sccm，压力为9～11torr，清洗时间为60～240s。将第一清洗过程中的第一清洗气的流量、压力和清洗时间包括但不限于上述范围，而将其限定在上述范围内有利于进一步提高第一清洗过程的清洗效果。
23.在特定的领域，对电池片中镀层的洁净度要求较高，因而为了获得清洁度更加优异的电池片，在一种优选的实施例中，在第一清洗过程和镀膜过程之间，上述可抑制点状污染出现的镀膜方法还包括：使镀膜腔体进行第二次升温过程，然后采用第二清洗气对电池片进行第二清洗处理。
24.在一种优选的实施例中，第二次升温过程中，气体流速为0，压力为常压，目标温度为450～500℃，升温时间为10～20min。将第二清洗过程中，镀膜腔体中炉内不通入气体且真空泵关闭，管内氛围保持静态，有利于尽量减少小碎片和粉尘的活动，从而进一步降低上述碎片和粉尘与硅片表面钝化层的碰撞概率。
25.在一种优选的实施例中，第二清洗过程中，第二清洗气为氨气和笑气，其中氨气的流量为500～2500sccm，笑气的流量为500～2500sccm，使炉内压力回到1000～2000mtorr，清洗时间为30～180s。第二清洗过程的种类、气体流量、压力和清洗时间包括但不限于上述范围，而将其限定在上述范围内有利于更进一步提高第二清洁过程的清洁效果，从而有利于进一步降低电池片表面出现点状污染的风险。
26.第一清洗气可以选用本领域常用的不参与镀膜反应的气体。优选地，第一清洗气包括但不限于笑气、o2、o3和水蒸气组成的组中的一种或多种。
27.上述镀膜过程可以采用本领域常用的工艺进行。比如镀膜过程在pecvd装置中，使镀膜腔体进行第三抽真空处理，向镀膜腔体通入特气，在预定的压力、电子气流量和射频下进行氮化硅膜沉积，形成氮化硅膜层，其中特气为硅烷和氨气。
28.在一种优选的实施例中，镀膜过程中，硅烷流量为0～1000sccm，氨气流量为500～1000sccm，压力为1700mtorr，射频功率3500～4200w，射频设备的打开时间和关闭时间的比值为1:7～1:15，沉积时间8～20min。镀膜过程中，硅烷和氨气的流量、压力、射频功率、射频开关比时间及沉积时间包括但不限于上述范围，而将其限定在上述范围内有利于提高氮化硅镀层的平整性。
29.本技术的另一方面还提供了一种单晶电池片，包括氮化硅镀层，该氮化硅镀层采用本技术提供的可抑制点状污染出现的镀膜方法形成。
30.由于采用本技术提供的镀膜方法能够去除镀膜腔体中存在的碎片和气体颗粒物，这有利于大大降低上述物质对氧化铝层撞击的概率，减少点状污染(黑斑、黑点)的产生，从而有利于提高电池片的良品率和光电转化效率
31.以下结合具体实施例对本技术作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本技术所要求保护的范围。
32.实施例1
33.一种可降低电池片在电致发光过程中出现点状污染比例的镀膜工艺，包括以下步骤(如图1所示)：
34.1)在pecvd装置中进行，将含有氧化铝镀层的电池片装入石墨舟，并将该石墨舟放入pecvd装置的镀膜管(pd305)内。
35.2)使上述镀膜管进行第一次抽真空过程(目标真空度为50mtorr，时间为4min)和
第一次升温过程(目标温度为350℃，气体流速为0，压力为常压，升温速率为15℃/min)，管内真空确认及升温，期间管内不通入任何气体；
36.3)对经过步骤2)处理的电池片进行第一清洗过程，其中，第一清洗过程中，第一清洗气(笑气，n2o)的流量为1500sccm，时间为2min，压强为10torr。
37.4)经过第一清洗处理后，在常压下，使所述镀膜管进行第二次升温过程，在静态温度下经第二次升温过程使温度恒定在480～500℃，时间为15min。
38.5)对经过步骤4)处理后的电池片进行第二清洗，其中，第二清洗过程中采用的第二清洗气为氨气和笑气，且氨气的流量为1500sccm、笑气的流量为1500sccm，时间为1min，压力为1500mtorr。
39.6)对镀膜腔体进行抽空处理后，使镀膜腔体中的温度保持在480～500℃，然后向其通入硅烷500sccm、氨气5000sccm，并使压力限定为1700mtorr，射频功率为4200w，射频电源的打开时间和关闭时间的比值为1:8，沉积时间为15min。
40.7)使镀膜腔体依次进行炉体降温、充氮释放管内真空、将硅片取出，镀膜工艺完成。
41.实施例2
42.与实施例1的区别为：减少了第一清洗过程的气体流量与清洗时间，具体地，第一清洗过程中，笑气的流量为500sccm，时间1min，炉内压强10000mtorr。
43.实施例3
44.与实施例1的区别为：增加了第一清洗过程和第二清洗过程的气体流量与清洗时间，具体地，第一清洗过程中，笑气的流量为2500sccm，时间为2min，压强为10000mtorr；第二次清洗过程中，氨气的流量为2500sccm，笑气的流量为2500sccm，时间为3min，压力为1500mtorr。
45.实施例4
46.与实施例1的区别为：第一清洗过程中，第一清洗气的流量为2500sccm，压强为10000mtorr，清洗时间为60s。
47.实施例5
48.与实施例1的区别为：第一清洗过程中，第一清洗气的流量为1000sccm，压强为10000mtorr，清洗时间为180s。
49.实施例6
50.与实施例1的区别为：第一清洗过程中，第一清洗气的流量为2000sccm，压强为10000mtorr，清洗时间为180s。
51.实施例7
52.与实施例1的区别为：第一清洗过程中，第一清洗气的流量为3000sccm，压强为10000mtorr，清洗时间为180s。
53.实施例8
54.与实施例1的区别为：第二清洗过程中，氨气的流量为500sccm，笑气的流量为500sccm，清洗时间为120s。
55.实施例9
56.与实施例1的区别为：第二清洗过程中，氨气的流量为2500sccm，笑气的流量为
2500sccm，清洗时间为120s。
57.实施例10
58.与实施例1的区别为：第二清洗过程中，氨气的流量为1000sccm，笑气的流量为1500sccm，清洗时间为120s。
59.实施例11
60.与实施例1的区别为：第二清洗过程中，氨气的流量为3000sccm，笑气的流量为3000sccm，清洗时间为120s。
61.实施例12
62.与实施例1的区别为：第一次抽真空过程的压力为60mtorr，时间为5mim。
63.实施例13
64.与实施例1的区别为：第一次升温过程的目标温度为450℃。
65.对比例1
66.与实施例的区别为：不进行第一清洗过程。
67.对比例2
68.与实施例的区别为：不进行第一清洗过程和第二清洗过程。
69.对比例3
70.与实施例1的区别为：将常压静态升温改成在压力1500mtorr下通2000sccm氮气吹扫硅片及炉体。
71.需要说明的是，实验内容:前道工序片32000分片处理，分成16组各2000片，选用同一个pd305镀膜炉管与石墨舟，采用实施例与对比例中的方法进行镀膜。
72.生产完毕后，用同一条丝印印刷线生产、同台电致放光测试机(el测试机)测试，分别统计16组el点状污染比例。测试方法单张硅片测试，根据el图像判断是否是点状污染，点状污染主要是中间区域指面积＞5mm
×
5mm、边缘区域＞30mm
×
5mm的暗点；根据发黑程度，分为黑点(黑色程度较浅，偏灰色)与黑斑(黑色程度较深)。在相同设备下，统计el点状污染比例见表1。
73.表1
[0074] 点状总比例黑点比例黑斑比例实施例10.65％0.40％0.25％实施例21.30％0.63％0.67％实施例31.37％0.79％0.58％实施例41.25％0.79％0.46％实施例50.99％0.56％0.43％实施例61.03％0.63％0.40％实施例72.02％1.23％0.79％实施例81.15％0.79％0.36％实施例91.25％0.69％0.56％实施例100.78％0.49％0.29％实施例111.99％1.16％0.83％实施例121.49％0.93％0.56％
实施例131.29％0.86％0.43％对比例12.22％1.36％0.86％对比例22.11％1.19％0.92％对比例32.60％2.30％0.30％
[0075]
由表1可以看出：相比于对比例1至3，实施例1至13的实施例点状污染比例明显较少，这说明加入一次清洗过程或两次清洗过程对于el点状污染都有改善。
[0076]
比较实施例1、2、5、8、10可知，清洗步骤中清洗气体流量都有减少，可以明显看出点状污染比例上升。
[0077]
比较实施例1、3、4、6、7、9及11，清洗步骤中清洗气体流量都有增加，可以明显看出点状污染比例有所增加；同时一旦超过本技术优选的范围，其点状污染比例上升的较明显，但是相比于对比例1至3仍具有较好的减少点状污染的效果。
[0078]
比较实施例1和12，在真空过程中，管内压力未下降到50mtorr以下，表明管内含有气体及粉尘杂质偏多，点状污染比例高；
[0079]
比较实施例1和实施例13，设定温度450℃，主要影响是在第一清洗步前，升温需要时间变长。使硅片表面杂质对氧化铝层损伤概率变大，导致点状污染上升；
[0080]
需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施方式例如能够以除了在这里描述的那些以外的顺序实施。
[0081]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。