CN101478017A - 晶体硅太阳能电池片光致衰减特性的改善方法及专用装置 - Google Patents

晶体硅太阳能电池片光致衰减特性的改善方法及专用装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种晶体硅太阳能电池片光致衰减特性的改善方法及专用装置。其工艺步骤为：将晶体硅太阳能电池片退火处理，然后将晶体硅太阳能电池片加热并同时光照一段时间。使用本发明方法处理后的电池片，其他外观性能和可焊性不变，且转换效率不再因光照而下降。本发明方法不需要昂贵的设备，操作简单实用，效果好，处理成本低，能为企业大大提高经济效益。

Description

晶体硅太阳能电池片光致衰减特性的改善方法及专用装置
技术领域：
本发明涉及一种晶体硅太阳能电池片生产工艺，具体指晶体硅太阳能电池片生产过程中光致衰减特性的一种改善方法。
背景技术：
晶体硅太阳能电池片是目前光伏市场的主流产品。然而，由于晶体生长过程中引入了杂质，对电池片的初期光照会导致其中的掺杂剂和氧、铁等杂质形成复合中心，从而使硅片的少子寿命降低，引起电池转换效率下降，发生较大幅度的光致衰减。
一般认为，可采用以下方法解决光致衰减问题：
1、采用可降低和控制单晶氧含量的磁场直拉法(MCz法)，
2、利用区熔单晶(FZ)的工艺拉制单晶，
3、用镓或铟元素取代硼作为P型掺杂剂的拉晶方法，
4、采用磷作为N型掺杂剂的拉晶方法。
对于这四种方法的普遍认知是：MCz法虽然能控制和降低单晶中的氧含量，但是需要配置磁场设备并提供其激磁电源，必然增加成本。FZ工艺也可以避免直拉工艺中大量氧进入硅晶体的固有缺陷，但FZ工艺成本较高，主要用于IC和其他半导体器件的硅片制造。而第三种方法中由于镓和铟的分凝系数问题，使单晶沿头尾轴向的电阻率变化太大，影响了单晶质量，不利于工业化生产。使用磷掺杂的N型单晶，势必要大规模地改变电池片生产工艺，代价也很大。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题，在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种可以降低和遏制晶体硅太阳能电池片光致衰减的方法——晶体硅太阳能电池片光致衰减特性的改善方法，以及实施该方法的装置。它可在不损害晶体硅太阳能电池片其他性能的前提下解决电性能衰减问题，使电池片的效率保持在一个较高的水平。这种方法不需要昂贵的设备，操作简单，能为企业减少经济损失。
本发明晶体硅太阳能电池片光致衰减特性的改善方法，其工艺步骤为：
A、将晶体硅太阳能电池片进行退火处理；
B、对晶体硅太阳能电池片加热光照，即：对晶体硅太阳能电池片加热并同时对晶体硅太阳能电池片强光照射。
所述的晶体硅太阳能电池片为单晶硅太阳能电池片或多晶硅太阳能电池片。
所述的步骤A的退火处理是：将单管退火炉温度设定为200℃-300℃之间的某一温度，把晶体硅太阳能电池片放入炉内，5分钟后取出，降为自然温度。
步骤B中所述强光是：晶体硅太阳电池能吸收的所有光波波段；光强不小于104lux，更优条件为光强大于1.5*105lux。光强在不小于104lux条件下，光强的最大值可根据生产工艺条件和经济性、工业可行性、工业实现条件确定。
所述步骤B的加热温度为50℃-300℃，更优温度是：70℃-230℃。
所述步骤B对晶体硅太阳能电池片加热光照所需时间随加热温度的升高而减少。其最短时间为3分钟，时间长效果更佳。
本发明提供了一种晶体硅太阳能电池片加热光照装置，专用于晶体硅太阳能电池片光致衰减改善方法的实施。该装置由电热板和光源构成，电热板平置，其对应上方设置可调节光强的光源。
利用加热光照方法克服电池片光致衰减问题的原理在于：
氧、铁等其他杂质是引起晶体硅太阳能电池片光致衰减的主要因素。在常温光照时，掺杂剂与氧、铁等杂质生成复合中心，引起光致衰减。在加热光照的条件下，体内的某种二元物分解，其中一种原子与杂质结合，生成不具有复合中心作用的复合体。这样，晶体硅太阳能电池片的光致衰减问题便得以避免。
使用本发明方法处理后的电池片，其外观性能和可焊性不变，转换效率却不再衰减。
本发明方法不需要昂贵的设备，操作简单实用，效果好，处理成本低，能为企业提高经济效益。
附图说明：
图1、本发明晶体硅太阳能电池片加热光照装置结构示意图；
图2、本发明晶体硅太阳能电池片加热光照装置的加热板俯视示意图；
图3、本发明晶体硅太阳能电池片加热光照装置的光照装置仰视示意图
具体实施方式：
下面结合附图和实施例，对本发明做进一步的详细说明。
取一批晶体硅太阳能电池片，测试其电性能，效率为17.21％。
实施例一
首先，将晶体硅太阳能电池片在200℃温度下进行10分钟退火处理，原有的复合中心得以释放。
再将退火处理后的晶体硅太阳能电池片1放置于如图1所示的装置中，将电热板3温度设为50℃，同时将光照装置2的光强调为104lux，加热照射4小时。
将电池片正反面加盖组件玻璃板，正面向上平放于加热板上，进行数小时的常温光照。测试加热光照处理过的电池片，可以看到转换效率仍为17.21％，没有下降。而未进行加热光照处理的电池片进行常温光照后，其转换效率却显著下降，由17.21％下降为16.20％。
实施例2与实施例1基本相同，所不同的是：对电池片在300℃温度下进行5分钟退火处理，电热板温度为100℃，同时光强调为104lux，加热照射2小时。
实施例3与实施例1基本相同，所不同的是：电热板温度为130℃，同时光强调为104lux，加热照射1.5小时。
实施例4与实施例1基本相同，所不同的是：电热板温度为150℃，同时光强调为104lux，加热照射1小时。
实施例5与实施例1基本相同，所不同的是：电热板温度为180℃，同时光强调为104lux，加热照射30分钟。
实施例6与实施例1基本相同，所不同的是：电热板温度为230℃，同时光强调为104lux，加热照射30分钟。
实施例7与实施例1基本相同，所不同的是：电热板温度为180℃，同时光强调为8*104lux，加热照射10分钟。
实施例8与实施例1基本相同，所不同的是：电热板温度为180℃，同时光强调为1.5*105lux，加热照射3分钟。

Claims (10)

1、一种晶体硅太阳能电池片光致衰减特性的改善方法，其工艺步骤为：
A、将晶体硅太阳能电池片进行退火处理；
B、对晶体硅太阳能电池片加热光照，即：对晶体硅太阳能电池片加热并同时对晶体硅太阳能电池片在强光下照射。
2、根据权利要求1所述的晶体硅太阳能电池片光致衰减特性的改善方法，其特征是：所述的晶体硅太阳能电池片为单晶硅太阳能电池片或多晶硅太阳能电池片。
3、根据权利要求1或2所述的晶体硅太阳能电池片光致衰减特性的改善方法，其特征是：步骤A为：将晶体硅太阳能电池片进行200℃-300℃温度范围5分钟以上时间的退火处理。
4、根据权利要求1或2所述的晶体硅太阳能电池片光致衰减特性的改善方法，其特征是：步骤B中所述强光是：晶体硅太阳电池能吸收的所有光波波段的光；光强大于等于1Wlux。
5、根据权利要求4所述根据权利要求1或2所述的晶体硅太阳能电池片光致衰减特性的改善方法，其特征是：所述强光，光强大于15Wl ux。
6、根据权利要求1或2所述的晶体硅太阳能电池片光致衰减特性的改善方法，其特征是：步骤B所述的对晶体硅太阳能电池片加热，加热温度为50-300℃。
7、根据权利要求1或2所述的晶体硅太阳能电池片光致衰减特性的改善方法，其特征是：步骤B所述的对晶体硅太阳能电池片加热，加热温度为70-230℃。
8、根据权利要求1或2所述的晶体硅太阳能电池片光致衰减特性的改善方法，其特征是：步骤B所述的加热光照，其时间大于等于3分钟。
9、根据权利要求1或2所述的晶体硅太阳能电池片光致衰减特性的改善方法，其特征是：步骤A所述的退火处理是：将晶体硅太阳能电池片进行200℃-300℃温度范围5分钟以上时间的退火处理。
10、一种实施根据权利要求1所述方法的晶体硅太阳能电池片加热光照装置，由电热板(3)和光照装置构成；其特征是：电热板(3)平置，其对应上方设置光照装置(2)；所述光照装置(2)为设置于框架内可调光强的光照灯构成。
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