一种晶硅太阳能电池低压退火方法技术

本发明专利技术公开了一种晶硅太阳能电池低压退火方法，包括：(1)向退火炉中通入氮气，调节退火炉的炉内压力与炉内温度；(2)将装载硅片的石英舟放入退火炉内；(3)对退火炉进行抽空处理，通入氮气和氧气，调节炉内压力；(4)对硅片进行热氧化处理，形成氧化硅层；(5)对硅片进行退火处理；(6)向炉内通入氮气，使退火炉的炉内压力回升；(7)出舟；其中，步骤(3)(4)(5)的炉内压力保持在100

【技术实现步骤摘要】
一种晶硅太阳能电池低压退火方法


[0001]本专利技术涉及电池
，尤其涉及一种晶硅太阳能电池低压退火方法。

技术介绍

[0002]随着不可再生能源的减少及环境问题日益凸显，人们对清洁能源的追求日趋强烈。太阳能作为一种可再生的清洁能源，越来越受到人们的青睐。太阳能电池是一种能有效吸收太阳辐射能，利用光生伏打效应把光能转换成电能的器件，其中电池片是该器件重要的组成部分。提高电池片的效率、可靠性及降低电池片的成本，对太阳能光伏电池的发展至关重要。
[0003]目前常规的P型PERC电池主要包含工序：制绒、扩散、SE激光、刻蚀、退火、PERC镀膜、PECVD镀膜、背面激光开槽、丝网印刷、电注入及测试分选，其中退火工序对太阳能电池的效率及可靠性具有很大影响。
[0004]然而，传统的退火工艺在常压下进行，由于管内气体的气流不稳定，不利于氧化硅层的生长，从而制约了电池技术的发展，影响电池的转换效率。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种晶硅太阳能电池低压退火方法，操作简单可控，能够生长得到均匀、致密的氧化硅层。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种晶硅太阳能电池低压退火方法，包括：
[0007](1)向退火炉中通入氮气，调节退火炉的炉内压力与炉内温度；
[0008](2)将装载硅片的石英舟放入退火炉内；
[0009](3)对退火炉进行抽空处理，通入氮气和氧气，调节炉内压力；
[0010](4)对硅片进行热氧化处理，形成氧化硅层；
[0011](5)对硅片进行退火处理；
[0012](6)向炉内通入氮气，使退火炉的炉内压力回升；
[0013](7)出舟；
[0014]其中，步骤(3)(4)(5)的炉内压力保持在100
‑
300mbar。
[0015]作为上述方案的改进，步骤(3)(4)(5)中向退火炉中持续通入氮气和氧气；所述氮气的气体流量为5000
‑
8000sccm，所述氧气的气体流量为500
‑
1500sccm。
[0016]作为上述方案的改进，步骤(4)的热氧化时间为900s
‑
1500s，步骤(5)的退火时间为400s
‑
800s。
[0017]作为上述方案的改进，步骤(2)包括：
[0018]向退火炉中通入氮气；
[0019]将装载硅片的石英舟水平进舟，舟体到达指定位置后，再垂直放舟；
[0020]所述水平进舟的速度为4
‑
10mm/s，所述垂直放舟的速度为2
‑
6mm/s，所述水平进舟和垂直进舟的总时间为500s
‑
700s。
[0021]作为上述方案的改进，步骤(1)和(2)中，所述退火炉的炉内温度为680
‑
720℃，炉内压力为1000
‑
1100mbar；所述氮气的气体流量为8000
‑
12000sccm。
[0022]作为上述方案的改进，步骤(3)中，所述抽空处理的抽空时间为200s
‑
500s。
[0023]作为上述方案的改进，步骤(4)中，所述退火炉的炉内温度保持在700
‑
750℃；步骤(5)中，退火炉降温并保持在600
‑
650℃。
[0024]作为上述方案的改进，步骤(6)中，通入的所述氮气的气体流量为8000
‑
12000sccm，使退火炉的炉内压力回升至1000
‑
1100mbar，并调节炉内温度为600
‑
700℃。
[0025]作为上述方案的改进，步骤(7)包括：
[0026]向退火炉中通入氮气，所述氮气的气体流量为8000
‑
12000sccm；
[0027]维持炉内压力为1000
‑
1100mbar，炉内温度为600
‑
700℃；
[0028]在退火炉中进行垂直顶舟，并经水平出舟将硅片取出退火炉，待石英舟完全取出后，关闭退火炉炉门；
[0029]所述顶舟速度为2
‑
6mm/s，所述水平出舟速度为4
‑
10mm/s，所述垂直顶舟和水平出舟的总时间500s
‑
700s。
[0030]作为上述方案的改进，所述氧化硅层厚度为3
‑
10nm。
[0031]实施本专利技术，具有如下有益效果：
[0032]1、本专利技术的硅片在100
‑
300mbar的低压下进行热氧化处理和退火处理，低压下的热氧化处理能够有助于气体均匀稳定分布，能够提高分子扩散自由程，有利于在硅片表面形成均匀的氧化硅层，从而使电池的短路电流和开路电压得到提高，进而提高电池的转换效率；低压下的退火处理能够有效延长退火时间，降低退火降温速度，慢速的降温退火有利于硅片内部晶格缺陷修复，消除残余应力，提高硅片的少子寿命、电池转换效率以及可靠性。
[0033]2、本专利技术在热氧化处理和退火处理中均通入的氧气，所述氧气的气体流量大，能够为退火炉中提供良好的氧气气氛，有利于钝化硅片表面悬挂件，降低界面态密度，从而使硅片的少子寿命得到提高，提高电池的质量；此外，所述热氧化时间长，从而有利于在硅片的表面形成致密的氧化硅层，以阻挡Na
+
侵入，提高抗PID性能；在退火处理中通入氧气，能够在不增加工艺时间的基础上延长氧气与硅片表面反应时间，从而形成一定厚度且致密的氧化硅层。
[0034]3、本专利技术在进舟和出舟时均通入氮气，在进舟时，氮气能够对吹去硅片表面的杂质，保证热氧化及退火的效果；在出舟时，氮气能够辅助硅片降温，避免硅片出舟时硅片与室温温度差过大，而导致热处理缺陷。
[0035]本专利技术在低压条件下进行热氧化处理和退火处理，操作简单可控，采用本专利技术，能够生长得到均匀、致密的氧化硅层，从而提高电池的转换效率和可靠性高。
附图说明
[0036]图1是本专利技术晶硅太阳能电池低压退火方法的流程图。
具体实施方式
[0037]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一
步地详细描述。
[0038]参见图1，本专利技术提供了一种晶硅太阳能电池低压退火方法，包括：
[0039]S1、向退火炉中通入氮气，调节退火炉的炉内压力与炉内温度；
[0040]向退火炉中通入氮气，调节所述退火炉的炉内温度为680
‑
720℃，炉内压力为1000
‑
1100mbar；通入的所述氮气的气体流量为8000
‑
12000sccm；
[0041]优选的，调节所述退火炉的炉内温度为685
‑
715℃，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶硅太阳能电池低压退火方法，其特征在于，包括：(1)向退火炉中通入氮气，调节退火炉的炉内压力与炉内温度；(2)将装载硅片的石英舟放入退火炉内；(3)对退火炉进行抽空处理，通入氮气和氧气，调节炉内压力；(4)对硅片进行热氧化处理，形成氧化硅层；(5)对硅片进行退火处理；(6)向炉内通入氮气，使退火炉的炉内压力回升；(7)出舟；其中，步骤(3)(4)(5)的炉内压力保持在100
‑
300mbar。2.如权利要求1所述的晶硅太阳能电池低压退火方法，其特征在于，步骤(3)(4)(5)中向退火炉中持续通入氮气和氧气；所述氮气的气体流量为5000
‑
8000sccm，所述氧气的气体流量为500
‑
1500sccm。3.如权利要求1所述的晶硅太阳能电池低压退火方法，其特征在于，步骤(4)的热氧化时间为900s
‑
1500s，步骤(5)的退火时间为400s
‑
800s。4.如权利要求1所述的晶硅太阳能电池低压退火方法，其特征在于，步骤(2)包括：向退火炉中通入氮气；将装载硅片的石英舟水平进舟，舟体到达指定位置后，再垂直放舟；所述水平进舟的速度为4
‑
10mm/s，所述垂直放舟的速度为2
‑
6mm/s，所述水平进舟和垂直进舟的总时间为500s
‑
700s。5.如权利要求4所述的晶硅太阳能电池低压退火方法，其特征在于，步骤(1)和(2)中，所述退火炉的炉内温度为680
‑
720℃，炉内压力为1000
‑
1100mbar...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴疆，杨苏平，陈刚，
申请(专利权)人：浙江爱旭太阳能科技有限公司天津爱旭太阳能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：