太阳能电池片及其热处理工艺制造技术

本发明专利技术实施例公开了一种太阳能电池片及其热处理工艺，该方法包括：a)从经过印刷烧结后的太阳能电池片中，筛选出转换效率低于18％，且填充因子在70％以上的电池片；b)对筛选出的电池片进行低温退火；c)从经低温退火后的电池片中筛选出填充因子下降的电池片；d)对筛选出的电池片进行重新烧结；e)从经重新烧结的电池片中筛选出转换效率低于18％的电池片，返回b)，直至筛选出的大部分或全部电池片满足要求。本发明专利技术实施例中低温退火和重新烧结过程循环进行，低温退火可以修复基底材料中的缺陷，而重新烧结过程又可以修复低温退火产生的缺陷，两个处理过程相互配合，层层筛选，大大减少了低效片的数量，提高了经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳能电池的生产加工领域，更具体地说，涉及一种太阳能电池片及其热处理工艺。
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。目前，80%以上的太阳电池是由晶体硅(单晶硅和多晶硅)材料制备而成，因此，制备高效率的晶体硅太阳电池对于大规模利用太阳能发电有着十分重要的意义。目前，晶体硅太阳能电池的生产过程已经标准化，其主要步骤如下步骤S11、化学清洗硅片表面以及表面织构化处理(即表面制绒)，通过化学反应在原本光滑的硅片表面形成凹凸不平的结构，以增强光的吸收；步骤S12、扩散制结，将P型(或N型)的硅片放入扩散炉内，使N型(或P型) 杂质原子接触硅片表面层，通过硅原子之间的空隙向硅片内部渗透扩散，形成PN结，使电子和空穴在流动后不再回到原处，这样便形成电流，也就是使硅片具有光伏效应，扩散的浓度、结深以及扩散的均勻性直接影响太阳能电池的电性能，扩散进杂质的总量用方块电阻来衡量，杂质总量越小，方块电阻越大，转换效率越低，在常规P型晶体硅太阳能电池中，一般只在电池正面进行扩散制结，在N型晶体硅太阳能电池中，还会在电池背面采用扩散工艺形成背场，所述P型晶体硅包括P型的单晶硅和多晶硅，同理，所述N型晶体硅包括N型的单晶硅和多晶硅；步骤S13、周边等离子刻蚀，去除扩散过程中在硅片边缘形成的将PN结短路的导电层；/Vif SH^5Fis. PECVD (plasma enhanced chemical vapor deposition,强型化学气相淀积)，即沉积减反射膜，主要采用氮化硅膜、氮氧化硅和/或氮化钛膜，利用薄膜干涉原理，减少光的反射，起到钝化作用，增大电池的短路电流和输出功率，提高转换效率；步骤S15、印刷电极，在常规P型晶体硅太阳能电池中，一般采用银浆印刷正电极和背电极，采用铝浆印刷背电场，以收集电流并起到导电的作用，在N型晶体硅太阳能电池中，一般背场是在扩散过程中形成的；步骤S16、烧结，在高温下使印刷的金属电极与硅片之间形成合金，也就是使各接触面都形成良好的欧姆接触，减小电池的串联电阻，增加电池的输出电压和输出电流，因此能否形成良好的欧姆接触对整个电池片的转换效率有着至关重要的作用。在实际生产过程中发现，经过上述方法生产出的电池片中往往会出现一定比例的转换效率偏低的电池片，这里将转换效率低于18%的太阳能电池片称为等外低效片或低效片。现有技术中处理上述低效片的方法就是通过分拣测试后，将上述低效片筛选出来，直接按照等外低效产品进行入库包装，这种处理方式没有充分挖掘出电池片的转换效率，降低了经济效益。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种太阳能电池片及其热处理工艺，进一步提高了电池片光电转换效率，提高了经济效益。为实现上述目的，本专利技术实施例提供了如下技术方案一种太阳能电池片热处理工艺，包括a)从经过印刷烧结后的太阳能电池片中，筛选出转换效率低于18%，且填充因子在70%以上的电池片；b)对筛选出的电池片进行低温退火，以提高所述筛选出的电池片的转换效率，所述低温退火的温度低于正常的烧结温度；c)对经低温退火后的电池片进行分拣测试，筛选出填充因子下降的电池片；d)对步骤C)中筛选出的电池片进行重新烧结，以提高所述电池片的填充因子，所述重新烧结的温度与正常烧结温度相同；e)对经重新烧结的电池片进行分拣测试，筛选出转换效率低于18%的电池片，返回步骤b)，直至筛选出的大部分或全部电池片的转换效率均高于18%，且填充因子在70% 以上。优选的，所述电池片的基底材料为单晶硅，所述筛选出的电池片为因单晶硅拉制过程中引入的缺陷导致的转换效率低的太阳能电池片。优选的，在印刷烧结之前还包括电池片表面的制绒过程、扩散制结过程和周边等离子刻蚀过程，所述扩散制结过程为，在电池片的正面进行扩散制结，在电池片的背面扩散制作背场。优选的，进行周边等离子刻蚀过程后还包括，沉积减反射膜过程和印刷电极过程， 所述沉积减反射膜过程为，在电池片的正面和背面先后均进行减反射膜的沉积。优选的，制作所述电池片的基底材料为N型单晶硅。优选的，所述低温退火的时间在30S-^iin以内。优选的，所述低温退火的温度在250°C -550°C以内。优选的，所述减反射膜为富氢的氮化硅薄膜、富氢的氮氧化硅薄膜和富氢的氮化钛薄膜中的至少一种。优选的，所述低温退火过程可在非氧化性气氛下进行。本专利技术实施例还公开了采用上述工艺制作的太阳能电池片，所述太阳能电池片的转换效率在18%以上，且填充因子在70%以上。优选的，所述太阳能电池片的基底材料为单晶硅，该电池片的正面和背面均具有富氢的减反射膜。与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点本专利技术实施例提供的太阳能电池片及其热处理工艺，通过筛选出转换效率偏低的太阳能电池片，并对筛选出的电池片进行低温退火，即重新返烧过程，由于筛选出的电池片转换效率低是由在硅基底材料制备过程中引入的缺陷引起的，这些缺陷在太阳能电池片的制备过程中是无法完全消除的，但是本实施例中以低于正常烧结温度和烧结时间进行重新返烧，可使减反射膜中具有钝化作用的元素(主要为氢元素)进一步的钝化基底材料中的缺陷，即可进一步的减少基底材料中的缺陷从而提高了晶体硅太阳能电池片的转换效率。在经过低温退火之后，由于低温退火过程可能导致电池片栅线中的玻璃体性质发生变化，从而可能导致填充因子下降，进而也会影响电池片的转换效率，因此对填充因子下降的电池片再次以正常烧结温度进行烧结，从而提高其填充因子。低温退火和重新烧结过程循环进行，低温退火过程可以修复单晶硅和多晶硅基底材料中的缺陷，而重新进行的正常烧结过程又可以修复低温退火过程产生的缺陷，两个处理过程相互配合，在每一步骤后都会得到转换效率高于18%，且填充因子在70%以上的电池片，之后再对剩余不满足要求的电池片进行处理，如此往复，经过一步步的筛选、返烧等， 能够使大部分或全部电池片的转换效率和填充因子满足要求，即大大减少了低效片的数量，提高了经济效益。附图说明通过附图所示，本专利技术的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本专利技术的主旨。图1为现有技术中晶体硅太阳能电池热处理工艺流程图；图2为本专利技术实施例公开的太阳能电池片热处理工艺的流程图；图3为本专利技术另一实施例公开的太阳能电池片热处理工艺的流程图。具体实施例方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。其次，本专利技术结合示意图进行详细描述，在详述本专利技术实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本专利技术保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。正如
技术介绍
部分所述，现有技术中烧结本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种太阳能电池片热处理工艺，其特征在于，包括：ａ）从经过印刷烧结后的太阳能电池片中，筛选出转换效率低于１８％，且填充因子在７０％以上的电池片；ｂ）对筛选出的电池片进行低温退火，以提高所述筛选出的电池片的转换效率，所述低温退火的温度低于正常的烧结温度；ｃ）对经低温退火后的电池片进行分拣测试，筛选出填充因子下降的电池片；ｄ）对步骤ｃ）中筛选出的电池片进行重新烧结，以提高所述电池片的填充因子，所述重新烧结的温度与正常烧结温度相同；ｅ）对经重新烧结的电池片进行分拣测试，筛选出转换效率低于１８％的电池片，返回步骤ｂ），直至筛选出的大部分或全部电池片的转换效率均高于１８％，且填充因子在７０％以上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王红芳，熊景峰，胡志岩，李高非，安海娇，于全庆，刘伟，
申请(专利权)人：英利能源中国有限公司，
类型：发明
国别省市：13