太阳能电池的氧化退火工艺制造技术

本发明专利技术属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种太阳能电池的氧化退火工艺，包括如下步骤：S1，进舟；S2，抽真空：升温的同时抽真空，温度升至680～720℃，压力降至200～250mbar，抽真空的时间为420～550s，通入2000～5000sccm的氮气；S3，恒温检漏；S4，恒温氧化；S5，回压降温；S6，出舟。本发明专利技术通过升温的同时进行抽真空，同时调整相关工艺参数，大大降低了抽真空速率，从而减少了气流波动，使得电池片效率得到提升，并降低了EL黑斑不良降级比例，节约了生产成本。生产成本。生产成本。

【技术实现步骤摘要】
太阳能电池的氧化退火工艺


[0001]本专利技术属于太阳能电池
，具体涉及一种P型单晶PERC太阳能电池的氧化退火工艺。

技术介绍

[0002]近年来，随着晶硅电池技术发展，双面电池因背面也能发电可大幅降低成本问题，已开始取代单面太阳电池逐渐成为市场主流产品。P型单晶PERC电池工艺流程为制绒、扩散、SE激光、氧化、刻蚀(去PSG)、退火、背膜、正膜、背膜激光开槽、丝网印刷、烧结和光注入或电注入等。其中，氧化退火工序起到表面二氧化硅钝化及磷原子激活再分布的作用；在实际使用中，通过抽真空，降低反应气体压力，提高分子自由程，起到气体分布均匀性提高氧化均匀性的作用。但是硅片的氧化和退火的效果都受环境氛围影响，在现有工艺中，抽真空步骤时间短、真空泵始终工作在最大功率，无法精确控制管内气体氛围。
[0003]CN112670373A公开了一种晶硅太阳能电池的氧化退火方法及其应用，所述工艺包括以下步骤：进舟、抽真空、吹扫、抽空、恒温恒压、氧化、回压和出舟。所述专利技术采用通过对氮气流量、氧气流量、通气时间和温度进行特定的分步控制，可以更快地在晶体硅太阳能电池表面形成均匀、高质量的SiO钝化膜，但存在如下问题：由于其工艺中抽真空与升温分步进行，导致其抽真空的时间为150～250s；而在150～250s的时间内，将炉内压力从1000mbar降至抽真空后的压力150～200mbar，会导致炉管内气流波动过于剧烈，引起炉管内洁净度变差，从而导致硅片表面附着杂质，产生不良，如图1所示；而且真空泵始终工作在最大功率。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种改进型的太阳能电池的氧化退火工艺，其将升温与抽真空同步进行，从而大大延长了抽真空时间，减小炉管内气流异常波动，大大降低了电池片的不良比例。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案为：
[0006]一种太阳能电池的氧化退火工艺，包括如下步骤：
[0007]S1，进舟；
[0008]S2，抽真空：升温的同时抽真空，温度升至680～720℃，压力降至200～250mbar，抽真空的时间为420～550s，通入2000～5000sccm的氮气；
[0009]S3，恒温检漏；
[0010]S4，恒温氧化；
[0011]S5，回压降温；
[0012]S6，出舟。
[0013]作为本专利技术的进一步改进：所述步骤S2中的压力采用分段式降压，具体为：
[0014]A:第一阶段压力从初始压力降至800mbar，时间控制在50～80s；
[0015]B:第二阶段压力从800mbar降至500mbar，时间控制在200～250s；
[0016]C:最后阶段降压至200～250mbar。
[0017]本步骤将抽真空过程按压力/时间进行拆分，使得抽真空过程更加平稳，最大程度的减小炉管内气流异常波动。
[0018]作为本专利技术的进一步改进：所述步骤S2中的抽真空速率为1.8～2.5L/s。通过优化工艺，使得抽真空的时间延长为420～550s，使得有更长的时间来降低和优化抽真空的速率。
[0019]作为本专利技术的进一步改进：所述步骤S1具体为：进舟过程中通入2000～5000sccm的氮气，温度控制在600～650℃，时间320～420s。通过氮气的加入和控制温度，创造稳定的初始环境，为步骤S1打下基础，有充分稳定的升温时间。
[0020]作为本专利技术的进一步改进：所述步骤S3具体为：保持温度680～720℃，向工艺炉管内通入2000～5000sccm的氮气，时间200～250s。
[0021]作为本专利技术的进一步改进：所述步骤S4具体为：保持温度680～720℃，同时向工艺炉管内通入3000～6000sccm的氧气和1000～2000sccm的氮气，保持时间1000～1300s。
[0022]步骤S4恒温氧化中在通入主流氧气的同时，增加了氮气辅助，一方面起到推送氧气的作用，另一方调整炉内氛围的均匀性的，提高电池的转换效率等。
[0023]作为本专利技术的进一步改进：所述步骤S5具体为：回压至960～1060mbar，同时降温至600～650℃，通入10000～30000sccm的氮气，时间为250
‑
350s。
[0024]通过通入大量氮气进行吹扫，使得压力逐渐回升至960～1060mbar，有效地去除了硅片表面的杂质，避免了小白点的产生；同时提高降温至600
‑
650℃的速率，使产品具有更好的退火效果，克服出舟时温差会产生新的热应力缺陷。
[0025]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0026]1、本专利技术通过调整相关工艺参数，使得电池片效率得到提升，而且缩短了工艺时间，节约了生产成本。
[0027]2、本专利技术工艺过程将常压氧化退火改为低压氧化退火，并在退火过程中采用恒温退火，使得工艺过程中的气体氛围能够被精确控制，退火环境洁净也得到提高，使得电池片效率得到提升。
[0028]3、本专利技术通过升温的同时进行抽真空，可较为充分地去除硅片表面粘附的杂质，避免高温环境中多数表面杂质进入硅片内部，同时缩短了工艺时间。
[0029]4、本专利技术通过升温的同时进行抽真空，可有效的延长抽真空三倍以上的时间，大大降低了抽真空速率，并使其均匀化，从而减少了气流波动，降低了EL黑斑不良降级比例。
附图说明
[0030]图1为带有EL黑斑的太阳能电池；
[0031]图2为本专利技术抽真空的曲线图。
具体实施方式
[0032]下面将结合具体实施方式，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0033]实施例1，本实施例主要描述太阳能电池的氧化退火工艺，以PERC单晶电池用硅片为例，对于PERC单晶电池用硅片在经过氧化退火工艺之前还经过了制绒、扩散、SE激光、氧化与刻蚀工序，而氧化退火工艺之前的工序均为本领域常规的技术手段，故在此不做特别限定。
[0034]对于氧化退火工艺之后的PERC单晶电池用硅片还要依次进行背膜、正膜、背膜激光开槽、丝网印刷、烧结、电注入等工序，氧化退火工艺的后续工艺均为本领域常规的技术手段，故在此不做特别限定。
[0035]本实施例涉及的太阳能电池的氧化退火工艺，包括如下步骤：
[0036]S1，进舟：打开炉门，将装满硅片的石英舟搬运输送到工艺炉管内，进舟速度180mm/s，时间380s，进舟过程中通入3000sccm的氮气，后关闭炉门，进舟温度控制在650℃；
[0037]S2，抽真空：控制炉管内加热控温系统升温，同时开启真空泵进行抽真空，最后炉内升温至700℃，同时向工艺炉内通入3000sccm的氮气；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池的氧化退火工艺，其特征在于，包括如下步骤：S1，进舟；S2，抽真空：升温的同时抽真空，温度升至680～720℃，压力降至200～250mbar，抽真空的时间为420～550s，通入2000～5000sccm的氮气；S3，恒温检漏；S4，恒温氧化；S5，回压降温；S6，出舟。2.根据权利要求1所述的太阳能电池的氧化退火工艺，其特征在于，所述步骤S2中的压力采用分段式降压，具体为：A:第一阶段压力从初始压力降至800mbar，时间控制在50～80s；B:第二阶段压力从800mbar降至500mbar，时间控制在200～250s；C:最后阶段降压至200～250mbar。3.根据权利要求1或2所述的太阳能电池的氧化退火工艺，其特征在于，所述步骤S2中的抽真空速率为1.8～2.5L/s。4.根据权利要求1所述的太阳能电池的氧化退火工艺，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晗，薛伟，黄辉巍，
申请(专利权)人：常州顺风太阳能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：