一种异质结电池分层氢钝化方法、氢钝化装置、电池、电池组件及太阳能供电站制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种异质结电池分层氢钝化方法、氢钝化装置、电池、电池组件及太阳能供电站，所述氢钝化方法为在异质结电池制备过程中对所述异质结电池的半成品至少进行一次氢钝化处理，进行氢钝化处理时对所述异质结电池的半成品进行加热并通过光源进行照射。该异质结电池分层氢钝化方法是在异质结电池制备的过程中即采用氢钝化工艺，使得高浓度的氢原子可以扩散到硅晶体的界面，从而更好地钝化了界面上的硅悬挂键，显著降低了硅晶体的表面复合速率。

A layered hydrogen passivation method, a hydrogen passivation device, a battery, a battery module and a solar power station of a heterojunction battery

The invention discloses a layered hydrogen passivation method, a hydrogen passivation device, a battery, a battery assembly and a solar power station of the heterojunction battery. The hydrogen passivation method is to conduct at least one hydrogen passivation treatment on the semi-finished products of the heterojunction battery in the preparation process of the heterojunction battery. During the hydrogen passivation treatment, the semi-finished products of the heterojunction battery are heated and carried out through the light source To beam. In the process of heterojunction battery preparation, the hydrogen passivation process is adopted to make the high concentration of hydrogen atoms diffuse to the interface of silicon crystal, so as to better passivate the silicon suspension bond on the interface and significantly reduce the surface recombination rate of silicon crystal.

【技术实现步骤摘要】
一种异质结电池分层氢钝化方法、氢钝化装置、电池、电池组件及太阳能供电站
本专利技术涉及电池片制造
，具体涉及一种异质结电池分层氢钝化方法、氢钝化装置、电池、电池组件及太阳能供电站。
技术介绍
异质结太阳电池因具有工艺温度低、转换效率高、电池稳定性好及温度系数低等特点而备受国内外研究人员关注。一般情况下，硅片表面存在有大量的界面态缺陷，这主要是由硅片表面的大量悬挂键缺陷引起的，是有效的光生载流子复合中心。实验和理论结果都表明，当界面态缺陷密度太大时，电池的开路电压、填充因子和转换效率就会急剧下降。而借助a-Si:H(i)薄膜优异的钝化能力，可对硅片表面的悬挂键缺陷进行有效钝化，从而大大降低少数载流子在异质结界面的复合速率，可使异质结电池的开路电压达到700mV以上，电池效率得到大幅提升。然而，目前针对常规晶硅电池、TopCon电池、背钝化电池或异质结电池中的各类杂质、晶体缺陷或硅片表面界面态缺陷，钝化的氢源多为已经镀在硅片电池上的介电材料半导体材料的薄膜层或其任选叠层，诸如，含氢的氮化硅(SiNx:H)、氮氧化硅(SiOxNy:H)、氧化铝(AlOx:H)、氧化硅(SiOx:H)、氮氧化铝(AlOxNy:H)、非晶硅(a-Si:H)、纳米硅(nc-Si:H)、微晶硅(μc-Si:H)、多晶硅(poly-Si:H)、或碳化硅(μc-SiC:H)等，均是在完成整个电池制作后通过高温或长时间钝化工艺将氢原子扩散穿过器件的其它区域，这种钝化工艺只能在硅晶体表面或近表层（通常小于几微米）引入氢，并且无法在基体中及界面所需区域引入高浓度的氢原子，所以氢原子对太阳能电池基体内部及界面的杂质和缺陷的钝化作用非常有限。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中的问题，提供一种改进的异质结电池分层氢钝化方法。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种异质结电池分层氢钝化方法，所述氢钝化方法为在异质结电池制备过程中对所述异质结电池的半成品至少进行一次氢钝化处理，进行氢钝化处理时对所述异质结电池的半成品进行加热并通过光源进行照射。优选地，所述异质结电池为多层结构，所述异质结电池逐层制备，所述异质结电池每制备完成一层后对相应的层进行氢钝化处理后再进行下一层的制备。优选地，所述异质结电池为多层结构，所述异质结电池中一层结构由多个子分层逐层制备，每一所述子分层制备完成后对相应的所述子分层进行氢钝化处理后再进行下一所述子分层的制备，或者多个所述子分层制备完成后进行氢钝化处理后再进行下一所述子分层的制备。优选地，进行氢钝化处理的氢源为具有氢等离子体H*的外部氢源，氢钝化处理时将制备后的所述异质结电池的半成品放置在所述外部氢源中。进一步地，所述氢等离子体H*为H+、H-或H0。优选地，进行氢钝化处理的氢源为沉积在所述异质结电池上的薄膜层。进一步地，所述薄膜层的材料为SiNx:H、a-Si:H、nc-Si:H、μc-Si:H、poly-Si:H、μc-SiC:H、SiOx:H、SiOxNy:H、AlOx:H、AlOxNy:H中的一种。优选地，进行氢钝化处理的氢源同时包括具有氢等离子体的外部氢源和沉积在所述异质结电池上的薄膜层，氢钝化处理时将制备后的所述异质结电池的半成品放置在所述外部氢源中。进一步地，所述氢等离子体为H+、H-或H0，所述薄膜层的材料为SiNx:H、a-Si:H、nc-Si:H、μc-Si:H、μc-SiC:H、poly-Si:H、SiOx:H、SiOxNy:H、AlOx:H、AlOxNy:H中的一种。优选地，所述光源的光强为1~160个太阳光强，照射时间为3~500s。优选地，所述光源的光谱有部分或全部光谱波长落在100nm-1100nm区域内。优选地，所述光源为LED阵列、白炽灯、激光器或者红外灯。优选地，进行氢钝化处理时的加热温度为20-400摄氏度。优选地，所述异质结电池包括位于中央的单晶硅片c-Si、设置在所述单晶硅片的上表面的第一本征非晶硅层i-a-Si:H、设置在所述第一本征非晶硅层上的n型非晶硅层n-a-Si:H、设置在所述单晶硅片的下表面的第二本征非晶硅层i-a-Si:H、设置在所述第二本征非晶硅层上的p型非晶硅层p-a-Si:H。进一步地，所述第一本征非晶硅层i-a-Si:H、所述n型非晶硅层n-a-Si:H、所述第二本征非晶硅层i-a-Si:H、所述p型非晶硅层p-a-Si:H每一层制备完成后进行一次氢钝化处理。进一步地，所述第一本征非晶硅层i-a-Si:H、所述n型非晶硅层n-a-Si:H、所述第二本征非晶硅层i-a-Si:H、所述p型非晶硅层p-a-Si:H每一层均由一个或多个子分层依次叠加形成，每一所述子分层制备完成后进行一次氢钝化处理，或者叠加多个所述子分层后进行一次氢钝化处理。本专利技术还提供一种异质结电池氢钝化装置，在所述异质结电池制备过程中，采用所述氢钝化装置按照上述任一项所述的氢钝化方法对所述异质结电池的半成品进行氢钝化处理。本专利技术还提供一种电池，该电池采用如上述任一项所述的氢钝化方法进行氢钝化处理。本专利技术还提供一种电池组件，电池组件包括多个互相串联的电池，所述电池采用如上述任一项所述的氢钝化方法进行氢钝化处理。本专利技术还提供一种太阳能供电站，包括多个电池组件，所述电池组件采用如上述任一项所述的氢钝化方法进行氢钝化处理。由于上述技术方案的运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：本专利技术的异质结电池分层氢钝化方法是在异质结电池制备的过程中即采用氢钝化工艺，使得高浓度的氢原子可以扩散到硅晶体的界面，从而更好地钝化了界面上的硅悬挂键，显著降低了硅晶体的表面复合速率。附图说明附图1为本专利技术的异质结电池的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案作进一步的阐述。异质结电池（HIT或HJT）即带本征薄层异质结，是一种利用晶体硅基板和非晶硅薄膜制成的混合型太阳能电池，它具有工艺温度低、转换效率高、高温特性好等特点，是一种低价高效电池。异质结电池结构（HIT或HJT）通常中间衬底为n型晶体硅c-Si，经过清洗制绒的n型晶体硅c-Si正面依次沉积厚度为5～10nm的本征非晶硅薄膜(i-a-Si:H)、n型非晶硅薄膜(n-a-Si:H)形成表面场，在硅片背表面依次沉积厚度为5～10nm的本征非晶硅薄膜(i-a-Si:H)、p型非晶硅薄膜(p-a-Si:H)，从而形成p-n异质结。在掺杂a-Si:H薄膜的两侧，再沉积透明导电氧化物薄膜(TCO)，最后通过丝网印刷技术在两侧的层形成金属集电极。本专利技术的异质结电池分层氢钝化方法如下：在异质结电池制备过程中对异质结电池半成品至少进行一次氢钝化处理。具体的，异质结电池一般为多层结构，在每一层制备完成后进行一次氢钝化处理工艺，然后再进行下一层的制备。异质结电池的全部或部分层由多层子分层逐层制备形成，这样，也可以在部分子分层制备完本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种异质结电池分层氢钝化方法，其特征在于：所述氢钝化方法为在异质结电池制备过程中对所述异质结电池的半成品至少进行一次氢钝化处理，进行氢钝化处理时对所述异质结电池的半成品进行加热并通过光源进行照射。/n

【技术特征摘要】
1.一种异质结电池分层氢钝化方法，其特征在于：所述氢钝化方法为在异质结电池制备过程中对所述异质结电池的半成品至少进行一次氢钝化处理，进行氢钝化处理时对所述异质结电池的半成品进行加热并通过光源进行照射。


2.根据权利要求1所述的异质结电池分层氢钝化方法，其特征在于：所述异质结电池为多层结构，所述异质结电池逐层制备，所述异质结电池每制备完成一层后对相应的层进行氢钝化处理后再进行下一层的制备。


3.根据权利要求1所述的异质结电池分层氢钝化方法，其特征在于：所述异质结电池为多层结构，所述异质结电池中一层结构由多个子分层逐层制备，每一所述子分层制备完成后对相应的所述子分层进行氢钝化处理后再进行下一所述子分层的制备，或者多个所述子分层制备完成后进行氢钝化处理后再进行下一所述子分层的制备。


4.根据权利要求1所述的异质结电池分层氢钝化方法，其特征在于：进行氢钝化处理的氢源为具有氢等离子体H*的外部氢源，氢钝化处理时将制备后的所述异质结电池的半成品放置在所述外部氢源中。


5.根据权利要求4所述的异质结电池分层氢钝化方法，其特征在于：所述氢等离子体H*为H+、H-或H0。


6.根据权利要求1所述的异质结电池分层氢钝化方法，其特征在于：进行氢钝化处理的氢源为沉积在所述异质结电池上的薄膜层。


7.根据权利要求6所述的异质结电池分层氢钝化方法，其特征在于：所述薄膜层的材料为SiNx:H、a-Si:H、nc-Si:H、μc-Si:H、poly-Si:H、μc-SiC:H、SiOx:H、SiOxNy:H、AlOx:H、AlOxNy:H中的一种。


8.根据权利要求1所述的异质结电池分层氢钝化方法，其特征在于：进行氢钝化处理的氢源同时包括具有氢等离子体的外部氢源和沉积在所述异质结电池上的薄膜层，氢钝化处理时将制备后的所述异质结电池的半成品放置在所述外部氢源中。


9.根据权利要求8所述的异质结电池分层氢钝化方法，其特征在于：所述氢等离子体为H+、H-或H0，所述薄膜层的材料为SiNx:H、a-Si:H、nc-Si:H、μc-Si:H、μc-SiC:H、poly-Si:H、SiOx:H、SiOxNy:H、AlOx:H、AlOxNy:H中的一种。


10.根据权利要求1所述的异质结电池分层氢钝化方法，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：周剑，其他发明人请求不公开姓名，
申请(专利权)人：苏州迈正科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32