一种太阳能电池退火方法以及装置和太阳能电池制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种太阳能电池退火方法以及装置和太阳能电池制备方法，太阳能电池退火方法包括：将表面沉积有氧化铝薄膜层的硅片置于PECVD管式炉中，并在PECVD管式炉以初始温度290℃～300℃为起始，以小于等10℃/min的升温速率进行升温，直到PECVD管式炉内的温度达到终点温度480℃～500℃，且在PECVD管式炉升温的过程中向PECVD管式炉内通入氢气和氮气的混合气体，对硅片进行氢钝化；使得PECVD管式炉在终点温度恒温25min～30min；在硅片的表面镀SiNx薄膜层。通过将传统的氢钝化与低温连续慢升温进行有效的结合，能够有效减少硅片内部的杂质和晶格缺陷，同时实现了优良的钝化效果，有效增加了少子的寿命和扩散长度，提高电池的开路电压和减少串联电阻。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能电池退火方法以及装置和太阳能电池制备方法
本专利技术涉及太阳能电池制备
，特别是涉及一种太阳能电池退火方法以及装置和太阳能电池制备方法。
技术介绍
如何提高电池片效率，降低电池工艺成本，提高使用寿命，是提高太阳能电池电站发电效率，降低发电成本的因素之一。在太阳能电池片的生产过程中，从晶硅的铸造到电池的成型，每一步中都蕴含着机遇，只要能够解决其中的任意一个问题，都能够使得最终的电池片的效率提升或成本下降。目前在硅棒铸造成型的过程中，不可避免的会引入部分金属(Na、Fe、Mg、Mn等)和非金属(C、O、S等)杂质，这些杂质会在硅片体内形成深能级的复合中心，严重降低了太阳能电池的少子寿命和少子的扩散距离；另外，硅片在清洗制绒、刻蚀等过程中，硅片表面会形成较多的悬挂键和微尺寸结构，具有很强的吸附杂质的作用，硅片在高温扩散之后，表层的硅晶体结构受到了一定程度的破坏，缺陷较多，加剧了少子的复合。为了减小这些杂质和缺陷对硅片少子寿命的负面影响，有人提出了在电池片制备完成后通过一定的技术手段，电池片内部的氢(H)不但会与硼氧复合体(B-O)结合，同时也可以与其它大部分的杂质和悬挂键结合，从而减小这些缺陷对电池片内部少子的“捕获”作用，起到了优异的钝化效果，同时，也发现了氢钝化效果的对质量较差的硅片尤为突出。目前N型PERT太阳能电池针对硅片体内和表面缺陷，主要采用在电池表面沉积一层氧化铝(AL2O3)、二氧化硅(SiO2)等薄膜来实现对硅片的表面钝化；通过在PECVD镀SiNX薄膜的过程中产生的部分H2来实现对硅片体内和表面的钝化。现有的钝化技术包括原子层沉积(ALD)和等离子增强型化学气相沉积(PECVD)，能够对硅片表面实现较好的钝化效果，减少了硅片的表面复合。但是，在200～250℃左右采用ALD沉积氧化铝薄膜，氧化铝薄膜主要由氧化铝(α-AL2O3)和氧化铝[Al(OH)]水合物构成，影响了氧化铝薄膜的致密性和负电场的效果。另外，硅片直接在400～500℃的管式炉内进行正背面SiNx的镀膜工艺，对硅片内部的杂质和晶体缺陷所诱发的少子复合的影响甚微。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供了一种太阳能电池退火方法以及装置和太阳能电池制备方法，减少由硅片晶格缺陷和杂质污染所带来的少子复合，进而提升电池片的开路电压和短路电流。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种太阳能电池退火方法，包括：步骤1，将表面沉积有氧化铝薄膜层的硅片置于PECVD管式炉中，并在所述PECVD管式炉以初始温度290℃～300℃为起始，以小于等10℃/min的升温速率进行升温，直到所述PECVD管式炉内的温度达到终点温度480℃～500℃，且在所述PECVD管式炉升温的过程中向所述PECVD管式炉内通入氢气和氮气的混合气体，对所述硅片进行氢钝化；步骤2，使得所述PECVD管式炉在所述终点温度恒温25min～30min；步骤3，在所述硅片的表面镀SiNx薄膜层。其中，所述步骤1还包括：采用三基甲铝和水为原料，在温度为260℃～280℃的条件下，在所述硅片的表面制备氧化铝薄膜层。其中，所述氧化铝薄膜层的厚度为8nm～15nm。其中，所述步骤1还包括：向所述PECVD管式炉炉内通入氢气体积比例为5％～95％的氢气和氮气的混合气体，将所述PECVD管式炉的炉压控制在0.1～0.15Mpa。其中，在所述步骤10与所述步骤1之间，还包括：对所述PECVD管式炉内以所述初始温度通入N2进行吹扫2min～5min。其中，在所述步骤2到步骤3之间，还包括：对所述PECVD管式炉内以所述终点温度通入N2进行吹扫2min～5min。其中，所述PECVD炉管的升温速度时间为35min～90min。其中，所述PECVD炉管的升温速率为定值。除此之外，本专利技术实施例还提供了一种太阳能电池制备方法，包括如上所述太阳能电池退火方法。除此之外，本专利技术实施例还提供了一种太阳能电池退火装置，包括PECVD管式炉、加热器、氢气源、氮气源、硅烷源、氨气源、控制中心，所述PECVD管式炉用于放置待处理的表面沉积有氧化铝薄膜层的硅片，所述控制中心控制所述氢气源、所述氮气源向所述PECVD管式炉输入氢气和氮气的混合气体，同时控制所述加热器对所述PECVD管式炉内进行加热，从初始温度290℃～300℃为起始，以小于等10℃/min的升温速率进行升温，直到所述PECVD管式炉内的温度达到终点温度480℃～500℃，对所述硅片进行氢钝化，之后所述控制中心控制所述加热器对所述PECVD管式炉内进行恒温加热，使得所述PECVD管式炉保持所述终点温度25min～30min，最终控制所述硅烷源、氨气源向所述通入硅烷和氨气，在所述硅片的表面镀SiNx薄膜层。本专利技术实施例所提供的太阳能电池退火方法以及装置和太阳能电池制备方法，与现有技术相比，具有以下优点：所述太阳能电池退火方法以及装置和太阳能电池制备方法，通过将传统的氢钝化与低温连续慢升温进行有效的结合，能够有效减少硅片内部的杂质和晶格缺陷，同时实现了优良的钝化效果，有效增加了少子的寿命和扩散长度，能够有效减少硅片内部的杂质和晶格缺陷，同时实现了优良的钝化效果，有效增加了少子的寿命和扩散长度，提高电池的开路电压(Voc)和减少串联电阻(Rs)。在慢升温的过程中，硅片体内氧沉淀的生长速率大于氧沉淀晶核临界尺寸的扩张速率，氧沉淀的生长和形核同时进行，从而形成了高密度且具有强烈吸杂效果的微缺陷，有效清除硅片内部的杂质。同时，缓慢升温的过程提高了硅晶体结构的修复能力，能够有效减少硅片内部的晶格缺陷。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的太阳能电池退火方法的一种具体实施方式的步骤流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的太阳能电池退火装置的一种具体实施方式的结构连接示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参考图1～2，图1为本专利技术实施例提供的太阳能电池退火方法的一种具体实施方式的步骤流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的太阳能电池退火装置的一种具体实施方式的结构连接示意图。在一种具体实施方式中，所述太阳能电池退火方法，包括：步骤1，将表面沉积有氧化铝薄膜层的硅片置于PECVD管式炉中，并在所述PECVD管式炉以初始温度290℃～300℃为起始，以小于等10℃/min的升温速率进行升温，直到所述PECVD管式炉内的温度达到终点温度480℃～500℃，且在所述PECVD管式炉升温的过程中向所述PECVD管式炉内通入氢气和氮气的混合气体，对所述硅片进行氢钝化；步骤2，使得所述PECVD管式炉在所述终点温度恒温25min～30min；步骤3，在所述硅片的表面镀SiNx薄膜层。通过将传统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能电池退火方法，其特征在于，包括：步骤1，将表面沉积有氧化铝薄膜层的硅片置于PECVD管式炉中，并在所述PECVD管式炉以初始温度290℃～300℃为起始，以小于等10℃/min的升温速率进行升温，直到所述PECVD管式炉内的温度达到终点温度480℃～500℃，且在所述PECVD管式炉升温的过程中向所述PECVD管式炉内通入氢气和氮气的混合气体，对所述硅片进行氢钝化；步骤2，使得所述PECVD管式炉在所述终点温度恒温25min～30min；步骤3，在所述硅片的表面镀SiNx薄膜层。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池退火方法，其特征在于，包括：步骤1，将表面沉积有氧化铝薄膜层的硅片置于PECVD管式炉中，并在所述PECVD管式炉以初始温度290℃～300℃为起始，以小于等10℃/min的升温速率进行升温，直到所述PECVD管式炉内的温度达到终点温度480℃～500℃，且在所述PECVD管式炉升温的过程中向所述PECVD管式炉内通入氢气和氮气的混合气体，对所述硅片进行氢钝化；步骤2，使得所述PECVD管式炉在所述终点温度恒温25min～30min；步骤3，在所述硅片的表面镀SiNx薄膜层。2.如权利要求1所述太阳能电池退火方法，其特征在于，在所述步骤1之前，还包括：采用三基甲铝和水为原料，在温度为260℃～280℃的条件下，在所述硅片的表面制备所述氧化铝薄膜层。3.如权利要求2所述太阳能电池退火方法，其特征在于，所述氧化铝薄膜层的厚度为8nm～15nm。4.如权利要求3所述太阳能电池退火方法，其特征在于，所述步骤1还包括：向所述PECVD管式炉炉内通入氢气体积比例为5％～95％的氢气和氮气的混合气体，将所述PECVD管式炉的炉压控制在0.1～0.15Mpa。5.如权利要求4所述太阳能电池退火方法，其特征在于，在所述步骤1之前，还包括：对所述PECVD管式炉内以所述初始温度通入N2进行吹扫2min～5min。6.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：任格格，
申请(专利权)人：浙江晶科能源有限公司，晶科能源有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33