太阳能电池欧姆接触优化方法和优化设备与流程

本发明涉及太阳能电池制造，尤其涉及一种太阳能电池欧姆接触优化方法和优化设备。

背景技术：

1、太阳能电池包括晶硅电池片以及栅线，栅线由金属材质制成，间隔设置于晶硅电池片中。在高效晶硅太阳能电池的制备中，降低欧姆接触的接触电阻是提升转换效率的重要一环。常规的晶硅太阳能电池电极的形成有赖于金属浆料的敷设以及后道的烧结工艺，有效的金属-半导体接触的形成需要较高的烧结温度。高烧结温度一方面使得光伏电池填充因子(ff)提升，但另一方面导致金属诱导复合的增加，限制了光伏电池转换效率的提升。

2、现有技术中已有改善晶硅太阳能电池金属接触与发射极之间欧姆接触的方法，德国cell engineering gmbh提出了一种leco(laser-enhanced contact optimization，激光增强接触优化)工艺，该方案以点光源照射电池片正面形成局部感应电流，并施加反向偏置电压分离自由载流子，形成高反向电流，最终通过引导点光源扫掠整片电池实现金属与发射极之间欧姆接触的改善。

3、降低金属-半导体接触电阻，是制备高效晶硅太阳能电池需要攻克的难关。传统金属化方案通过敷设金属浆料并进行后道烧结的方式实现，升高烧结温度在提升光伏电池填充因子(ff)的同时也导致金属诱导复合增大、开路电压(voc)减小，限制了光伏电池转换效率的提升。leco可以作为后处理方式降低电池烧结温度，解耦ff、voc，实现光伏电池转换效率的提升，但其点光源扫描的方式限制了处理效率，扫描m2尺寸电池单片用时1.6s，不利于工业大规模生产中产能的提升。

4、现有技术通过平行于副栅线方向的激光光斑沿主栅线方向进行扫描，以防止电池被击穿，但该方案的光斑使得较大面积的分区经由副栅线的连接同时处于电流作用之下，存在相互分流、热传递的影响，处理效果相对难以把控，且增加leco工序后大幅度延长了电池片的生产周期，降低了生产效率，进一步降低了产能上限。

5、因此，亟需一种太阳能电池欧姆接触优化方法和优化设备，能够解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的一个目的在于提出一种太阳能电池欧姆接触优化方法，能够避免使得较大面积的分区经由副栅线的连接同时处于电流作用之下，出现相互分流、热传递的影响，从而实现更易把控的优化效果，且有效提升优化效率。

2、为实现上述技术效果，本发明的技术方案如下：

3、太阳能电池欧姆接触优化方法，包括：

4、对电池片施加反向偏置电压，并向所述电池片的第一表面投射整形光斑，所述整形光斑的长度方向与所述电池片上的细栅线的延伸方向成角度设置；所述整形光斑沿所述细栅线的延伸方向扫掠所述电池片，且照射于至少两条所述细栅线的局部。

5、可选地，对所述电池片施加反向偏置电压包括：

6、在所述电池片的第一表面的主栅线的端部以点接触的连接方式赋予第一电势，并对所述电池片的第二表面赋予第二电势。

7、可选地，还包括：

8、所述整形光斑包括多个圆形光斑，多个所述圆形光斑沿所述整形光斑的长度方向排布成至少一排，且每排中的相邻所述圆形光斑的间距与相邻所述细栅线的间距相等；

9、或者，所述整形光斑包括线性光斑，所述线性光斑照射于若干所述细栅线。

10、可选地，沿所述整形光斑的长度方向，所述整形光斑的光功率分布一致。

11、可选地，所述整形光斑的长度方向垂直于所述细栅线的延伸方向；

12、或者，所述整形光斑的长度方向与所述细栅线的延伸方向呈锐角设置。

13、可选地，所述整形光斑照射于所有所述细栅线的局部，且沿所述细栅线的延伸方向进行一次扫掠；

14、或者，所述整形光斑照射于部分所述细栅线，且沿所述细栅线的延伸方向进行至少两次扫掠。

15、可选地，沿所述细栅线的延伸方向，所述细栅线上被所述整形光斑照射的长度小于或等于200μm。

16、本发明的另一个目的在于提出一种太阳能电池欧姆接触优化设备，能够避免使得较大面积的分区经由副栅线的连接同时处于电流作用之下，出现相互分流、热传递的影响，从而实现更易把控的优化效果。

17、为实现上述技术效果，本发明的技术方案如下：

18、太阳能电池欧姆接触优化设备，用于执行上述的太阳能电池欧姆接触优化方法，所述太阳能电池欧姆接触优化设备包括承载装置和激光装置，所述承载装置用于承载电池片并对所述电池片施加反向偏置电压，所述激光装置用于向所述电池片的第一表面投射整形光斑，且所述整形光斑能够沿所述电池片的细栅线的延伸方向移动。

19、可选地，所述承载装置包括承载组件和加压组件，所述电池片固定设置于所述承载组件和所述加压组件之间，所述加压组件包括多个探针，所述探针抵接于所述电池片第一表面侧边的主栅线的端部并赋予第一电势，所述承载组件电连接于所述电池片第二表面并赋予第二电势，所述第一电势和所述第二电势之间形成有所述反向偏置电压。

20、可选地，所述加压组件的若干所述探针呈两列设置，且两列所述探针设置在所述电池片的两侧，所述电池片位于两列所述探针之间。

21、可选地，所述承载组件还包括承载支架和调节块，所述承载支架固定设置，所述调节块可移动地连接于所述承载支架，所述探针弹性连接于所述调节块。

22、可选地，所述承载组件设有负压吸附孔以及流道，所述负压吸附孔通过所述流道连通有负压吸附器。

23、可选地，所述激光装置固定设置，所述承载装置被配置为能够带动所述电池片移动，以使所述整形光斑能够沿所述细栅线的延伸方向扫掠所述电池片。

24、可选地，所述激光装置包括激光器和整形元件，所述激光器用于投射激光，所述整形元件包括衍射光学元件、液晶空间调制器、微透镜阵列、鲍威尔棱镜、柱面镜中的至少一种，以用于直接或通过聚焦元件将所述激光处理为所述整形光斑。

25、本发明的太阳能电池欧姆接触优化方法和优化设备的有益效果在于：通过施加反向偏置电压并投射整形光斑，使金属-半导体界面形成局部高电流密度，发生电流诱导退火，ag、si相互扩散形成局部亚微米尺寸的点接触，实现金属-半导体接触电阻的下降，并为电池烧结温度的下降提供了空间，能够提升太阳能电池的转换效率。并且，通过将整形光斑的长度方向与细栅线的延伸方向设置为呈一定角度，使得每条细栅线上仅有局部的优化区域，且由于各条细栅线的相对独立性，即使同时照射多条细栅线，细栅线与细栅线之间也不会产生相互影响，避免了较大面积的分区经由一条细栅线的连接同时处于电流作用之下，出现相互分流、热传递的现象，既能够使得多根甚至全部细栅线得以同时处理而大大提高优化效率，且不产生相互干扰，确保了激光优化接触电阻的有效性，对优化效果的把控更精确。

技术特征：

1.太阳能电池欧姆接触优化方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的太阳能电池欧姆接触优化方法，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的太阳能电池欧姆接触优化方法，其特征在于，还包括：

4.根据权利要求3所述的太阳能电池欧姆接触优化方法，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的太阳能电池欧姆接触优化方法，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的太阳能电池欧姆接触优化方法，其特征在于，

7.根据权利要求1-6中任一项所述的太阳能电池欧姆接触优化方法，其特征在于，

8.太阳能电池欧姆接触优化设备，其特征在于，用于执行权利要求1-7中任一项所述的太阳能电池欧姆接触优化方法，所述太阳能电池欧姆接触优化设备包括承载装置(3)和激光装置(2)，所述承载装置(3)用于承载电池片(1)并对所述电池片(1)施加反向偏置电压，所述激光装置(2)用于向所述电池片(1)的第一表面投射整形光斑(40)，且所述整形光斑(40)能够沿所述电池片(1)的细栅线(102)的延伸方向移动。

9.根据权利要求8所述的太阳能电池欧姆接触优化设备，其特征在于，

10.根据权利要求9所述的太阳能电池欧姆接触优化设备，其特征在于，

11.根据权利要求9所述的太阳能电池欧姆接触优化设备，其特征在于，

12.根据权利要求9所述的太阳能电池欧姆接触优化设备，其特征在于，

13.根据权利要求8所述的太阳能电池欧姆接触优化设备，其特征在于，

14.根据权利要求8所述的太阳能电池欧姆接触优化设备，其特征在于，

技术总结
本发明公开了一种太阳能电池欧姆接触优化方法及优化设备。该太阳能电池欧姆接触优化方法包括对电池片施加反向偏置电压，并向电池片的第一表面投射整形光斑，整形光斑的长度方向与电池片上的细栅线的延伸方向成角度设置，整形光斑沿细栅线的延伸方向扫掠，且照射于至少两条细栅线的局部。通过上述太阳能电池欧姆接触优化方法，避免了较大面积的分区经由一条细栅线的连接同时处于电流作用之下，出现相互分流、热传递的现象，既能够使得多条甚至全部细栅线得以同时处理而大大提高优化效率，且不产生相互干扰，确保了激光优化接触电阻的有效性，对优化效果的把控更精确。

技术研发人员：林佳继,董雪迪,刘群,李勃
受保护的技术使用者：拉普拉斯（无锡）半导体科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14