抑制光伏元件的光致衰减的方法及系统技术方案

一种抑制光伏元件的光致衰减的方法包含步骤(a)在没有环境光的干扰下，使用一个具有波长不小于300纳米的光线对该光伏元件作一个照光处理，以加热该光伏元件；及(b)保持该光伏元件的温度高于该光伏元件的一个回火温度达到至少零点五分钟,借此，达到有效抑制光致衰减的效果。一种抑制光伏元件的光致衰减的系统也被公开。

【技术实现步骤摘要】
抑制光伏元件的光致衰减的方法及系统
本专利技术涉及一种用于光伏元件的方法及系统，特别是涉及一种抑制光伏元件的光致衰减的方法及系统。
技术介绍
光伏元件大多存在光致衰减效应。以结晶硅做为基材的硅基太阳能电池为例，由于结晶硅在成长过程中掺入了杂质，对硅基太阳能电池的初期光照会导致其中的掺杂剂(例如：硼)与氧、铁等杂质形成复合中心，从而使硅片的少数载子生命周期降低，引发硅基太阳能电池的光电转换效率下降，发生较大幅度的光致衰减。关于降低光伏元件的光致衰减效应的先前技术如下所述。有基于柴可拉斯基法(Czochralski；Cz)且可降低和控制单晶的氧含量的的磁场直拉法(MagneticCzochralski；MCz)。然而，由于更复杂的生产，利用MCz法制造的单晶较一般利用Cz法制造的单晶更昂贵。也有基于降低结晶硅中硼浓度的方法。计算已显示，对于光伏元件的最佳光电转换效率可通过使用具有硼浓度约1×1016cm-3的硅基板而达成。采用硼浓度低于1×1016cm-3的硅基板制成的光伏元件其光致衰减效应虽然减缓，但是其生产后及时的光电转换也降低。也有利用区熔单晶法(Float-Zone；FZ)拉制单晶。利用FZ法制成的晶圆具有最高的质量，但也最昂贵，且主要应用于电子领域。也有使用其他掺杂剂(例如：镓)取代硼作为P型掺杂剂的长晶方法。然而，由于镓在硅中的溶解度行为具有决定性的缺点，也就是镓在整体晶体中均匀分布极度不可能达成。因此，于工业规模生产上，可预期会有大量的废品，使得此做法目前无法被视为工业上可行的。采用磷作为N型掺杂剂的长晶方法。然而，在现有的光伏产业中，N型基板仍不普遍，这会需要整个生产处理的修改。再者，US8,263,176公开一种使用稳定处理以制造光伏元件的方法，并将光伏元件或光伏元件的封装模组施以低温退火处理，退火温度范围约从50℃至230℃。进一步，将光伏元件或光伏元件的封装模组以辐射照射，辐射强度为高于10W/m2。借此，在基板内产生过量的少数电荷载子，以减缓光伏元件的光致衰减效应。然而，经低温退火处理的光伏元件，于运作过程中若遭遇高于当初退火温度的环境温度，抑制光致衰减的效果则会消失，光伏元件的光电转换效率仍会下降。此外，通过低温退火来减缓光伏元件的光致衰减效应的程度仍有改善的空间。参阅图1，图1是以剖面视图示意地绘示一个典型的硅基光伏元件4的结构。硅基光伏元件4包含半导体结构组合40，其中半导体结构组合40具有正表面406以及与正表面406相对的背表面408。于图1中，半导体结构组合40中绘示接面404做为代表。半导体结构组合40包含具有第一导电型态的硅基材401，硅基材401可以是单晶硅基材、类单晶硅基材或多晶硅基材等。硅基材401的厚度范围为约150微米至220微米。接面404可以是p-n接面、n-p接面、p-i-n接面、n-i-p接面、双接面、多重接面，或其他类型接面。正表面406通常会经粗纹化(Texturing)处理。也就是说，正表面406是粗纹化表面。正表面406的粗纹化可以通过酸、碱溶液蚀刻来达成，进而在，正表面406形成例如大小不均的金字塔型(PyramidTexture)结构。正表面406做为光入射面，粗纹化的正表面406可以有效降低入射光的反射率。一般会将掺杂剂掺杂于粗纹化的正表面406下一定范围内，以形成具有第二导电型态的半导体区域403，以做为硅基光伏元件的射极(Emitter)。掺杂剂可以是硼、磷或砷等。硅基材401可以是p型态，半导体区域403可以是n型态。于不同做法中，硅基材401可以是n型态，半导体区域403可以是p型态。正电极47是形成于正表面406上，且与正表面406形成欧姆接触。正电极47可以利用局部网印或涂布预定的金属浆料(例如，银浆)在正表面406上，并经由烧结而成。在烧结过程中，银浆里的玻璃粉穿过抗反射层45与正表面406的硅形成接触，进而让正电极47与正表面406形成欧姆接触。至少一个背面汇流排电极48是形成在背表面408上。背面汇流排电极48一般是通过银浆形成。背电极49是形成于背表面408上且覆盖背表面408上形成至少一个背面汇流排电极48以外的区域，即完成硅基光伏元件4。背电极49一般是通过铝浆形成。背面汇流排电极48以及背电极49可以利用局部网印或涂布预定的金属浆料在背表面408上，并利用共烧(Co-Firing)制程于570℃至840℃的温度范围烧结而成。参阅图2，图2是以剖面视图示意地绘示一个现有高效能的硅基光伏元件4’的结构。图2绘示的硅基光伏元件4’其结构与图1绘示的硅基光伏元件4的结构大致上相同。不同的是，图2的硅基光伏元件4’还包含钝化层46。钝化层46形成在背表面408上。背电极49并未覆盖背表面408，仅与局部背表面408接触。图2中具有与图1中相同号码标记的元件，有相同或类似的结构以及功能，在此不多做赘述。当利用先前技术US8,263,176所公开的稳定处理的方法，以低温退火处理如图1所示典型的硅基光伏元件4及如图2所示高效能的硅基光伏元件4’时，因为图2所示高效能的硅基光伏元件4’的背电极49与背表面408的接触面积大幅减少，使得如图2所示高效能硅基光伏元件4’相对于如图1所示典型的硅基光伏元件4，所能达成的抑制光致衰减的效果大幅地减少。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种有效抑制典型的光伏元件及高效能的光伏元件的光致衰减的方法及系统。本专利技术的一个观点，提供一种抑制光伏元件的光致衰减的方法，包含下列步骤：(a)在没有环境光的干扰下，使用一个具有波长不小于300纳米的光线对该光伏元件作一个照光处理，以加热该光伏元件；及(b)保持该光伏元件的温度高于该光伏元件的一个退火温度达到至少零点五分钟。在一些实施态样中，该光伏元件的温度被保持在低于摄氏600度。在一些实施态样中，在步骤(b)中，通过使用一个控温装置辅助地保持该光伏元件的温度。在一些实施态样中，该控温装置是由一个加热装置及一个冷却装置的其中至少一者来实施。或者在一些实施态样中，当步骤(b)实施时，还包含使用一个感测器侦测该光伏元件的温度。或者在一些实施态样中，该光伏元件包含一个掺硼、含氧的硅基材，该退火温度是摄氏230度。在一些实施态样中，该光伏元件的温度被保持在摄氏230度与摄氏577度间。或者在一些实施态样中，作该照光处理的该光线所具有的波长的范围在450纳米至1000纳米间。或者在一些实施态样中，该光伏元件包含一个照光面，该照光面的光强度高于0.5Sun。在一些实施态样中，该光强度的范围从0.9Sun至5Sun。或者在一些实施态样中，作该照光处理的该光线是从一个红外灯、一个卤素灯、一个半导体发光元件、及一个有机发光元件的其中至少一者所发出。或者在一些实施态样中，该光伏元件包含一个掺硼、含氧的硅基材，或一个掺硼与镓、含氧的硅基材。本专利技术的另一个观点，提供一种抑制光伏元件的光致衰减的系统，包含一个座体、一个发光源、一个输送装置、一个温度感测器、一个控温装置、及一个控制器。该座体包括一个沿一个长度方向延伸的顶壁、一个与该顶壁间隔设置的底壁、及一个设置于该顶壁与该底壁间的围绕壁，并界定出一个腔室。该围绕壁包含一个输入口，及一个在该长度方向上与该输入口相对的输出口。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抑制光伏元件的光致衰减的方法，其特征在于：其包含下列步骤：(a)在没有环境光的干扰下，使用一个具有波长不小于300纳米的光线对该光伏元件作一个照光处理，以加热该光伏元件；及(b)保持该光伏元件的温度高于该光伏元件的一个回火温度达到至少零点五分钟。

【技术特征摘要】
2014.07.03 TW 103122973;2014.07.03 TW 1031229741.一种抑制光伏元件的光致衰减的方法，该光伏元件包含一个掺硼、含氧的硅基材，或一个掺硼与镓、含氧的硅基材，其特征在于：其包含下列步骤：(a)在没有环境光的干扰下，使用一个具有波长不小于300纳米的光线对该光伏元件作一个照光处理，以加热该光伏元件；及(b)保持该光伏元件的温度高于该光伏元件的一个摄氏230度的退火温度达到至少零点五分钟。2.根据权利要求1所述的抑制光伏元件的光致衰减的方法，其特征在于：该光伏元件的温度被保持在低于摄氏600度。3.根据权利要求2所述的抑制光伏元件的光致衰减的方法，其特征在于：在步骤(b)中，通过使用一个控温装置辅助地保持该光伏元件的温度。4.根据权利要求3所述的抑制光伏元件的光致衰减的方法，其特征在于：该控温装置是...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾约诺·布迪，杨明瑞，刘建弘，沈国伟，丁传文，吴文生，
申请(专利权)人：中美矽晶制品股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71