一种用于改善PERC电池铝空洞的烧结方法技术

技术编号:21366470 阅读:36 留言:0更新日期:2019-06-15 10:26
本发明专利技术公开了一种用于改善PERC电池铝空洞的烧结方法,所述烧结方法包括以下步骤:将已经印刷好浆料的硅片送料到烧结设备中进行烧结,设定硅片正面的烧结温度低于硅片背面设定的烧结温度。本发明专利技术的一种用于改善PERC电池铝空洞的烧结方法,通过热电偶控温设置硅片正面和背面的不等温烧结,解决了PERC常见的铝空洞,提高铝硅接触并增加LBSF的厚度和提高钝化效果。该制备方法解决和改善了传统PERC烧结带来的铝空洞、LBSF厚度小和质量差,进一步提高PERC无铝空洞的电池效率。

A Sintering Method for Improving Aluminum Holes in PERC Batteries

The invention discloses a sintering method for improving aluminium voids in PERC batteries. The sintering method comprises the following steps: feeding the silicon wafer with printed slurry to sintering equipment for sintering, and setting sintering temperature of the front side of the silicon wafer to be lower than that of the back side of the silicon wafer. The present invention is a sintering method for improving the aluminium voids of PERC batteries. The common aluminium voids in PERC are solved by setting the unequal sintering on the front and back of the silicon wafer by thermocouple temperature control. The aluminium-silicon contact is improved, the thickness of LBSF is increased and the passivation effect is improved. The preparation method solves and improves the aluminium voids caused by traditional PERC sintering, the small thickness and poor quality of LBSF, and further improves the battery efficiency of PERC without aluminium voids.

【技术实现步骤摘要】
一种用于改善PERC电池铝空洞的烧结方法
本专利技术涉及太阳能电池制造
,具体涉及一种用于改善PERC电池铝空洞的烧结方法。
技术介绍
太阳能光伏发电,由于其清洁、安全、便利及高效等特点,已成为全世界普遍关注和重点发展的新兴产业。因此近年来晶硅太阳能电池片生产迅速发展,在光伏电站和分布式应用的需求量也非常大。随着光伏技术日新月异地不断发展,钝化和接触的平衡优化使光伏电池效率不断提高。为降低硅片背面的复合速率,减少少子复合,P型面铝背场BSF通过钝化膜AlOx将铝硅面Srear复合速率300-1000cm/s降低到30-100cm/s。而LBSF钝化也需要在开槽区通过铝硅扩散达到局部Al-Si接触,在传统的烧结上下面无温差的烧结和柯肯达尔(Kirkendall)效应会出现铝空洞现象。铝空洞会对造成高的电阻增加和较差的LBSF层,从而导致Al-Si接触性能和LBSF的钝化效果下降,使电池效率损失下降。
技术实现思路
有鉴于此,为了克服现有技术的缺陷,本专利技术的目的是提供一种用于改善PERC电池铝空洞的烧结方法,通过该烧结方法得到的硅片能够有效解决铝空洞的问题,提高铝硅接触性能,增加LBSF的厚度和提高钝化效果,提升电池效率。为了达到上述目的,本专利技术采用以下的技术方案:一种用于改善PERC电池铝空洞的烧结方法,所述烧结方法包括以下步骤:将已经印刷好浆料的硅片送料到烧结设备中进行烧结,设定硅片正面的烧结温度低于硅片背面设定的烧结温度。根据本专利技术的一些优选方面,所述烧结设备中包括低温烘干区和高温烧结区,所述低温烘干区和高温烧结区均包括多个设定温度不同的控温区。优选地,所述高温烧结区包括对应于硅片正面的上控温区和对应于硅片背面的下控温区,所述下控温区的设定温度比所述上控温区的设定温度高或低15-40℃。更加优选地,所述下控温区的设定温度比所述上控温区的设定温度高或低15-20℃。优选地,所述上控温区和下控温区均包括相互对应的六个控温区,每个下控温区中的控温区均比对应上控温区中的控温区的设定温度高或低15-40℃。优选地,所述低温烘干区的温度为300-450℃,所述高温烧结区的温度为500-960℃。更加优选地,所述低温烘干区对应于所述硅片正面和硅片背面的设定温度相同。优选地,所述低温烘干区包括四个控温区,所述控温区沿着硅片的送料方向的设定温度逐渐上升。根据本专利技术的一些优选方面,所述已经印刷好浆料的硅片通过以下步骤进行制备:按电池工艺将原始硅片从一次清洗制绒到背面镀钝化和减反膜及正面减反膜,然后通过激光设备进行背面开槽,开槽后的硅片在丝网印刷设备中进行背银背铝正银浆料印刷,得到已经印刷好浆料的硅片。本专利技术中的一种用于改善PERC电池铝空洞的烧结方法,具体包括以下步骤:(1)将原始硅片按电池工艺从一次清洗制绒到背面镀钝化和减反膜及正面减反膜,然后通过激光设备进行背面开槽,根据PERC工艺要求选择相应功率进行不同图形(Dot/Dash/Line等)的开槽;(2)开槽后的硅片在丝网印刷设备中进行背银背铝正银浆料印刷,印刷后的硅片按蓝膜面朝上印铝浆面朝下送料到烧结设备(Despatch)即烧结炉管中进行烧结,在高温烧结区通过设置为上面温度低于或高于下面温度的温差进行高温烧结;在该步骤中的烧结炉管中有常规的大气有氧环境,烧结速度240inch/min,烧结温度按不同烘干烧结区设置在烘干区300-450℃和烧结区500-960℃,通过上下面热电偶设置为上低下高或上高下低温度差值范围在15-40℃的烧结条件下进行烧结,从而得到无空洞且LBSF厚度均匀的PERC电池片。在传统的烧结方法中,高温烧结时背面铝硅会在开槽区域进行扩散,在上下无温差的烧结条件下铝硅因为冷却界面由外向内凝固和柯肯达尔(Kirkendall)效应会使硅片烧结后出铝空洞(Alvoid)导致电池效率降低。而通过上述有温差烧结时,铝硅冷却界面会从铝硅->LBSF->铝硅合金铝层的梯度从内向外冷却,优先让铝硅合金先完成液固相转变完成后,最外层的液态铝再冷却凝固。这样保证了有足够的液态铝补充到铝硅合金相中,从而避免了因外层铝先凝固使铝硅合金被“吸出”到外面铝层冷却而形成的铝空洞现象。与现有技术相比,本专利技术的有益之处在于:本专利技术的一种用于改善PERC电池铝空洞的烧结方法,通过热电偶控温设置硅片正面和背面的不等温烧结,解决了PERC常见的铝空洞,提高铝硅接触性能并增加LBSF的钝化效果,该制备方法同时能够增加LBSF的厚度和提高钝化质量,进一步提高PERC无铝空洞的电池效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅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为本专利技术优选实施例1中硅片烧结的示意图;图2为对比例1中传统方法烧结形成的铝空洞SEM示意图;图3为本专利技术优选实施例1中制备的硅片无铝空洞SEM示意图;图4为本专利技术优选实施例1中制备的硅片的铝硅相图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术的技术方案,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的实施例,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,都应当属于本专利技术保护的范围。以下实施例中,所采用的硅片可为单多晶硅片,购自中环股份有限公司;所采用的激光开槽设备型号为DR-Al-Y100,购自武汉帝尔激光科技有限公司;PE沉积设备型号为E2000HT410-4,购自Centrotherm;检测电池片铝空洞的仪器为日立电子扫描电镜SEM;电池效率测试为Halm效率测试。实施例1如图1和图3-4所示,本实施例的一种用于改善PERC电池铝空洞的烧结方法,包括以下步骤:步骤一:将原始硅片按电池工艺从一次清洗制绒到背面镀钝化和减反膜及正面减反膜,然后通过激光设备进行背面开槽,根据PERC工艺要求选择相应功率进行不同图形(Dot/Dash/Line等)的开槽。步骤二:开槽后的硅片在丝网印刷设备中进行背银背铝正银浆料印刷,印刷后的硅片按蓝膜面朝上印铝浆面朝下送料到烧结设备(Despatch)即烧结炉管中进行烧结,烧结设备中包括低温烘干区和高温烧结区,低温烘干区和高温烧结区均包括多个设定温度不同的控温区,在高温烧结区通过设置为上面温度低于下面温度的温差进行高温烧结,即设定硅片正面的烧结温度低于硅片背面设定的烧结温度。在步骤二中的烧结炉管中有常规的大气有氧环境,烧结速度240inch/min,烧结温度按不同烘干烧结区设置在烘干区300-450℃和烧结区500-960℃,烧结区通过上下面热电偶设置为上低下高温度差值范围在15-40℃的烧结条件下进行烧结,从而得到无空洞且LBSF厚度均匀的PERC电池片。本实施例中低温烘干区对应于硅片正面和硅片背面的设定温度相同,且低温烘干区包括四个控温区(D1、D2、D3、D4),控温区沿着硅片的送料方向的设定温度逐渐上升,即设定温度D4≥D3≥D2≥D1,且上方的D1和下方的D1本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种用于改善PERC电池铝空洞的烧结方法,其特征在于,所述烧结方法包括以下步骤:将已经印刷好浆料的硅片送料到烧结设备中进行烧结,设定硅片正面的烧结温度低于或高于硅片背面设定的烧结温度。

【技术特征摘要】
1.一种用于改善PERC电池铝空洞的烧结方法,其特征在于,所述烧结方法包括以下步骤:将已经印刷好浆料的硅片送料到烧结设备中进行烧结,设定硅片正面的烧结温度低于或高于硅片背面设定的烧结温度。2.根据权利要求1所述的一种用于改善PERC电池铝空洞的烧结方法,其特征在于,所述烧结设备中包括低温烘干区和高温烧结区,所述低温烘干区和高温烧结区均包括多个设定温度相同或不同的控温区。3.根据权利要求2所述的一种用于改善PERC电池铝空洞的烧结方法,其特征在于,所述高温烧结区包括对应于硅片正面的上控温区和对应于硅片背面的下控温区,所述下控温区的设定温度比所述上控温区的设定温度高或低15-40℃。4.根据权利要求3所述的一种用于改善PERC电池铝空洞的烧结方法,其特征在于,所述下控温区的设定温度比所述上控温区的设定温度高或低15-20℃。5.根据权利要求2所述的一种用于改善PERC电池铝空洞的烧结方法,其特征在于,所述上控温区和下控温区均包括相互对应...

【专利技术属性】
技术研发人员:李懋鸿赵福祥崔钟亨陈坤费存勇
申请(专利权)人:韩华新能源启东有限公司
类型:发明
国别省市:江苏,32

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