太阳能电池片无氧退火工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种太阳能电池片无氧退火工艺，包括以下步骤：A.将电池片放入退火炉；B.将退火炉炉管内温度升至第一温度，并抽取真空至第一压强；C.保持第一温度及第一压强；D.将退火炉炉管内温度温度降至第二温度；E.将退火炉炉管内压强升至常压；F.出炉。

【技术实现步骤摘要】
太阳能电池片无氧退火工艺
本专利技术涉及一种在晶体硅太阳能电池片制备过程中进行退火的工艺。
技术介绍
太阳能电池，也称光伏电池，是一种将太阳的光能直接转化为电能的半导体器件。由于它是绿色环保产品，不会引起环境污染，而且是可再生资源，所以在当今能源短缺的情形下，太阳能电池是一种有广阔发展前途的新型能源。现有的晶体硅太阳能电池片的制备包括制绒、扩散、刻蚀、退火、PECVD、丝网印刷等工艺。现有技术单晶硅太阳能电池扩散不均匀，表面浓度偏高。而且单晶硅在经过高温扩散后容易形成晶格扭曲。因此在经过制绒、扩散、刻蚀后增加退火工艺，退火的作用一方面起到磷推进的作用，降低磷的表面浓度，减少“死层”，电性能方面主要体现为Uoc优势明显；另一方面可使扩散过程中扭曲的晶格得以恢复。现有的退火工艺主要采用的是“一步通氧法”，而氧是硅片中的主要杂质。氧含量过高会增加硅片中的缺陷，降低转化效率并且增加光致衰减。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种太阳能电池片无氧退火工艺，通过退火进行磷原子推进，并恢复扩散过程中扭曲的晶格。在退火的过程中没有氧气参与，避免氧气与硅片发生反应产生新的杂质。以上技术问题，本专利技术的技术方案为：一种太阳能电池片无氧退火工艺，包括以下步骤：A.将电池片放入退火炉；B.将退火炉炉管内温度升至第一温度，并抽取真空至第一压强；C.保持第一温度及第一压强；D.将退火炉炉管内温度温度降至第二温度；E.将退火炉炉管内压强升至常压；F.出炉。作为一种改进，步骤A中向退火炉炉管中通入大氮。其目的在于将炉管中的空气尽量排空，从而尽可能的降低氧气的含量。作为一种优选，通入大氮的流量为1500ml/min-3500ml/min。作为一种改进，步骤A中将将炉管预热至640-660℃。作为一种优选，步骤B中第一温度为740-760℃。作为一种改进，步骤B中第一压强为160-180mPA。作为一种优选，步骤B中在290-310s内将温度升至第一温度。作为一种优选，步骤C中持续时间为890-910s。作为一种优选，骤D中在140-160s内将温度降低到第二温度，所述第二温度为640-660℃。作为一种优选，步骤E中在90-110s内从第一压强升至常压。本专利技术的有益之处在于：具有上述步骤的太阳能电池片无氧退火工艺，在退火以恢复扩散过程中扭曲的晶格同时，还继续磷原子的推进，降低磷原子的表面浓度，减少死层，提高电性能。更主要的是，退火过程中没有氧的参与，避免氧与磷和硅反应产生杂质从而影响电池片的性能。具体实施方式为了使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。本专利技术提供一种太阳能电池片无氧退火工艺，包括以下步骤：A.将电池片放入退火炉；将盛有电池片推入退火炉炉管内，并往炉管内通入大氮，其通入的流量为1500ml/min-3500ml/min，同时将炉管预热至640-660℃。通入大氮的目的是为了将炉管内的空气排挤掉，尽量降低炉管内的氧气含量。在生产过程中为了保证产量，炉子在非退火状态一般会一直保持在600℃的温度。这样能减少升高温度(如升到740℃)所需要的时间。大氮流量可以是一个范围1500ml/min-3500ml/min，步骤A中限制大氮流量的目的是尽快将腔体内的空气排出。流量太小空气排出速度慢，太大没有必要，造成浪费。B.将退火炉炉管内温度升至第一温度，并抽取真空至第一压强；在290-310s内将炉管捏的温度升至740-760℃，并抽取真空，使得炉管中的压强在160-180mPA内。真空有利于炉管内的热量均匀传导，并且进一步降低氧气的含量。步骤B中通氮气和抽真空是同时存在的，大氮流量太小退火过程中析出的杂质气体不能及时排出，太大会造成浪费。C.保持第一温度及第一压强；在740-760℃的温度条件以及160-180mPA压强下持续890-910s。磷原子在高温下进行扩散，其温度在850℃左右。高温扩散可以快速有效的溶解金属沉淀和金属复合体使杂质原子从不同的形态变为可以快速移动的间隙原子，但此高温下，在多晶硅衬底和在重磷扩散区域内的分凝系数差别不大，所以就需要通过降温退火增加吸杂的驱动力(此时金属在不同区域的分凝系数相差很大)，最终达到改善原材料的目的。另外降温退火可使扩散过程中扭曲的晶格得以恢复。由于在之前的步骤中排出了空气并抽取真空，避免氧原子进入电池片内部产生复合中心从而降低电池片性能。D.将退火炉炉管内温度温度降至第二温度；在140-160s内将炉管内的温度降至640-660℃。步骤D中充大氮是将气压升到常压。E.将退火炉炉管内压强升至常压；在90-110s内从将炉管内的压强从160-180mPA升至常压，常压约为1031mpa。F.出炉。下方表格是退火前后电池片电学性能的对比。退火VOC(V)ISC(A)RS(Ω)RSH(Ω)FFEFF(％)IREV2(A)数量有氧0.64119.4351.42E-03346.4480.33319.8900.093600否0.63819.42051.48E-031496.680.24919.7460.022600无氧0.64359.4391.43E-03756.3680.38919.9870.024600其中，VOC开路电压，ISC短路电流，RS串联电阻，RSH并联电阻，FF填充因子，EFF转换效率，IREV2逆向电流。从上表可以看出，经过上述工艺进行退火后，电池片的各方面电学性能都优于退火前。以上仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本专利技术的限制，本专利技术的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能电池片无氧退火工艺，其特征在于包括以下步骤：A.将电池片放入退火炉；B.将退火炉炉管内温度升至第一温度，并抽取真空至第一压强；C.保持第一温度及第一压强；D.将退火炉炉管内温度温度降至第二温度；E.将退火炉炉管内压强升至常压；F.出炉。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池片无氧退火工艺，其特征在于包括以下步骤：A.将电池片放入退火炉；B.将退火炉炉管内温度升至第一温度，并抽取真空至第一压强；C.保持第一温度及第一压强；D.将退火炉炉管内温度温度降至第二温度；E.将退火炉炉管内压强升至常压；F.出炉。2.根据权利要求1所述的一种太阳能电池片无氧退火工艺，其特征在于：步骤A中向退火炉炉管中通入大氮。3.根据权利要求2述的一种太阳能电池片无氧退火工艺，其特征在于：通入大氮的流量为1500ml/min-3500ml/min。4.根据权利要求1所述的一种太阳能电池片无氧退火工艺，其特征在于：步骤A中将将炉管预热至640-660℃。5.根据权利要求1所述的一种太阳能电池片无氧退火工艺，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张冠纶，扈静，谢耀辉，
申请(专利权)人：通威太阳能成都有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51