CN104332530A - 一种降低切割后太阳电池效率损失的方法以及该方法生产的太阳电池 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种降低切割后太阳电池效率损失的方法，具体为：通过第一激光利用常规激光切割方式对太阳电池进行切割，在靠近所需切割的太阳电池边缘处设置有第二激光，所述第二激光在第一激光切割太阳电池的同时，在所需切割成的太阳电池边缘处进行划片处理，其划片的深度需要划透太阳电池的N型层，整个划片过程需要连续。本发明通过激光在所切割的太阳电池的边缘进行划片处理，使得光照下在PN结附近产生的大量的少数载流子无法直接通过横向扩散到达边缘切割损失处的缺陷复合中心处进行复合，提高了少数载流子的寿命，从而改善了切割后太阳电池的效率损失，而且该方法可以在太阳电池切割时同时进行划片操作，大大提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明属于太阳能利用技术领域，特别涉及一种降低切割后太阳电池效率损失的方法以及该方法生产的太阳电池。
背景技术
目前利用光伏发电技术来供应电能已经在越来越多的行业和领域得到了广泛的利用，例如兆瓦级的大规模光伏电站、小型分布式户用供电系统、移动式交通信号指示灯供能、光伏水泵、计算器及玩具等。由于应用的领域不同，形式和结构也有不同的要求，因此对所用太阳电池的外形和尺寸大小均有不同的要求。而目前由于生产工艺的原因，使用最为广泛的普通晶体硅太阳电池的外形尺寸通常为156cm×156cm或者125cm×125cm。
由于外形为正方形、尺寸大小为固定的156cm×156cm或者125cm×125cm，因此常需要根据实际应用将普通的太阳电池通过机械方式或者激光切割的方式将其切割成特定的形状和大小。作为特定生产工艺生产出的半导体器件的普通太阳电池，由于受到机械或者热力学的影响其光电转换效率明显下降，从而削弱了其光伏发电性能，限制了切割后的太阳电池的应用。切割后太阳电池效率明显下降的主要原因在于切割后的边缘处，特别是PN结附近以及受光面边缘处的Si出现了键的断裂，形成了许多悬挂键，从而使得由光电效应产生的光生载流子很容易在边缘处形成复合；另一方面由于切割使得边缘处产生了应力或热缺陷，以及边缘暴露在空气中被污染也很容易使得边缘处成为载流子严重的复合区域，降低了太阳电池的各项电性能参数。由于不同的应用对应切割后的太阳电池的形状尺寸的要求均不同，因此很难通过对常规156cm×156cm或者125cm×125cm太阳电池进行钝化处理的方法，如化学或等离子蚀刻以及PECVD，来对切割后的太阳电池进行统一的钝化处理从而降低切割后的效率损失。
目前对太阳电池的切割一般是用激光或者金刚石刀片（机械方式）从较大的太阳电池正面或背面方向将整个太阳电池片切透，从而得到所需形状和尺寸大小的太阳能电池，这种方式导致切割出的太阳电池的四周边缘处因为热力学损失和缺陷杂质的存在，使得边缘处成为少数载流子的缺陷复合中心，从而大大降低了太阳电池的效率；另一种切割方式就是用激光或金刚石刀片（机械方式）从太阳电池的背面（即有铝背场的一面）进行划片，划片深度为整个太阳电池电池厚度的三分之一至三分之二，然后采用人工或者自动化掰片的方式将太阳电池从划片的地方裂开，这种方式的优点是损伤较小，能改善切割后太阳电池的效率损失，但是缺点在于由于所切割的太阳电池的形状和尺寸不定，且常常四周都需要进行划片因此很难进行自动化掰片，因而生产效率极低。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种能够有效降低太阳电池切割后的效率损失同时大大提高生产效率的方法以及采用该方法生产的太阳电池。
本发明的技术方案是这样实现的：一种降低切割后太阳电池效率损失的方法，具体为：通过第一激光利用常规激光切割方式对太阳电池进行切割，其特征在于：在靠近所需切割的太阳电池边缘处设置有第二激光，所述第二激光在第一激光切割太阳电池的同时，在所需切割成的太阳电池边缘处进行划片处理，其划片的深度需要划透太阳电池的N型层，整个划片过程需要连续。
本发明所述的降低切割后太阳电池效率损失的方法，其所述第二激光进行划片的速度为50～200mm/s，划片的位置距切割边缘处0.1～0.5mm，划片宽度为20～50μm，划片的深度为3～20μm。
一种采用上述方法生产的太阳电池，包括由P型基体和N型层构成的太阳电池片，所述P型基体和N型层之间形成PN结，其在靠近切割后的太阳电池边缘处设置有划片槽，所述划片槽的深度超过太阳电池的N型层位置，所述N型层在划片槽处被切断。
本发明所述的太阳电池，其所述划片槽的位置距太阳电池的切割边缘处0.1～0.5mm，所述划片槽的深度为3～20μm，所述划片槽的宽度为20～50μm。
本发明通过激光在所切割的太阳电池的边缘进行划片处理，使得光照下在PN结附近产生的大量的少数载流子无法直接通过横向扩散到达边缘切割损失处的缺陷复合中心处进行复合，提高了少数载流子的寿命，从而改善了切割后太阳电池的效率损失，而且该方法可以在太阳电池切割时同时进行划片操作，大大提高了生产效率。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明切割出的正六边形太阳电池中划片位置与切割边缘位置的示意图。
图中标记：1为P型基体，2为N型层，3为划片槽，4为第一激光，5为第二激光。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种降低切割后太阳电池效率损失的方法，具体为：通过第一激光4利用常规激光切割方式对太阳电池进行切割，在靠近所需切割的太阳电池边缘处设置有第二激光5，所述第二激光5在第一激光4切割太阳电池的同时，在所需切割成的太阳电池边缘处进行划片处理，在本实施例中，所述第二激光5选择波长为1064mm的红外激光器，划片速度设置为50～200mm/s，划片的位置距切割边缘处0.1～0.5mm，划片宽度为20～50μm，且整个划片过程需要连续，其中，划片的深度为3～20μm，需要划透太阳电池的N型层。由于太阳电池的N型层为重掺杂区域，PN结位于N型层与P型基体的界面处，通过用激光在所切割的太阳电池的边缘进行划片处理使得光照下在PN结附近产生的大量的少数载流子无法直接通过横向扩散到达边缘切割损失处的缺陷复合中心处进行复合，提高了少数载流子的寿命，从而改善了切割后太阳电池的效率损失。
如图1所示，一种采用上述方法生产的太阳电池，包括由P型基体1和N型层2构成的太阳电池片，所述P型基体1和N型层2之间形成PN结，在靠近切割后的太阳电池边缘处设置有划片槽3，所述划片槽3的深度超过太阳电池的N型层2位置，所述N型层2在划片槽3处被切断。
其中，所述划片槽3的位置距太阳电池的切割边缘处0.1～0.5mm，所述划片槽3的深度为3～20μm，所述划片槽3的宽度为20～50μm。
如图2所示，为采用本发明切割出的正六边形太阳电池，图中太阳电池的边缘处为切割的边缘位置，靠近边缘的虚线处则为划片的位置。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种降低切割后太阳电池效率损失的方法，具体为：通过第一激光利用常规激光切割方式对太阳电池进行切割，其特征在于：在靠近所需切割的太阳电池边缘处设置有第二激光，所述第二激光在第一激光切割太阳电池的同时，在所需切割成的太阳电池边缘处进行划片处理，其划片的深度需要划透太阳电池的N型层，整个划片过程需要连续。
2.根据权利要求1所述的降低切割后太阳电池效率损失的方法，其特征在于：所述第二激光进行划片的速度为50～200mm/s，划片的位置距切割边缘处0.1～0.5mm，划片宽度为20～50μm，划片的深度为3～20μm。
3.一种采用权利要求1或2所述的方法生产的太阳电池，包括由P型基体（1）和N型层（2）构成的太阳电池片，所述P型基体（1）和N型层（2）之间形成PN结，其特征在于：在靠近切割后的太阳电池边缘处设置有划片槽（3），所述划片槽（3）的深度超过太阳电池的N型层（2）位置，所述N型层（2）在划片槽（3）处被切断。
4.根据权利要求3所述的太阳电池，其特征在于：所述划片槽（3）的位置距太阳电池的切割边缘处0.1～0.5mm，所述划片槽（3）的深度为3～20μm，所述划片槽（3）的宽度为20～50μm。
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