CN105552173A - 一种消除b掺杂晶硅太阳电池光致衰减的方法及其设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种消除B掺杂晶硅太阳电池光致衰减的方法,依次包括如下步骤:S1:将电池片在第一温度下进行高光照处理,持续第一时间;S2:将电池片在第二温度下进行高光照处理,持续第二时间;S3:将电池片在第三温度下进行高光照处理,持续第三时间;其中,第二时间长于第一时间和第二时间,高光照处理的光照强度范围为1×103w/m2~3×106w/m2。本发明还公开了一种消除B掺杂晶硅太阳电池光致衰减的设备,包括:传输轨道,用于输送电池片;以及沿输送路径依次设置的第一光照区、第二光照区以及第三光照区。本发明可以极大程度上、甚至完全消除与光致衰减相关的复合中心,从而抑制衰减,实现电池的高效和高可靠性。

Description

一种消除B掺杂晶硅太阳电池光致衰减的方法及其设备
技术领域
本发明涉及一种消除B掺杂晶硅太阳电池光致衰减的方法及其设备,属于太阳电池技术领域。
背景技术
在光伏行业中,硼(B)掺杂晶硅太阳电池占据着绝对的市场。尤其是近两年随着对高功率组件的需求的增加,单晶B掺杂PERC电池在未来可能会逐渐占据越来越大的市场。然而,一直以来,B掺杂晶硅太阳电池被光致衰减LID现象所困扰。光致衰减(light-induceddegradation:LID)是指晶硅太阳能电池经过光照后电池效率下降的现象,在B掺杂单晶电池上最明显,衰减比可以达到相对比3%-7%,一些实验室高效电池甚至高达10%。因此随着高效电池的开发,LID效应不能再被忽略。尤其是目前各公司都在准备开发高效PERC生产线,如何解决LID问题,如何通过可靠性认证,就成为摆在各光伏企业面前的亟待解决的首要问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷,提供一种消除B掺杂晶硅太阳电池光致衰减的方法及其设备,消除由于光致衰减所导致的电池效率的下降,提高太阳电池的效率及可靠性。
为此,本发明采用如下技术方案:
一种消除B掺杂晶硅太阳电池光致衰减的方法,其特征在于:依次包括如下步骤:
S1:将电池片在第一温度下进行高光照处理,持续第一时间;
S2:将电池片在第二温度下进行高光照处理,持续第二时间;
S3:将电池片在第三温度下进行高光照处理,持续第三时间;
其中,第二时间长于第一时间和第二时间,高光照处理的光照强度范围为1×103w/m2~3×106w/m2
进一步地,所述第一温度为25-1000度,第一时间为≥3s;优选地,所述第一温度为25-500度,第一时间为3s-5min。
进一步地,所述第二温度为100-1000度,第二时间为≥10s;优选地,所述第二温度为200-500度,第二时间为30s-10min。
进一步地,所述第三温度为20-25度,第三时间为≥3s;优选地,所述第三温度为25度,第三时间为3s-5min。
进一步地,所述高光照采用的光源为激光、卤素灯或者LED灯。
本发明的另一方面,提供一种消除B掺杂晶硅太阳电池光致衰减的设备,包括:传输轨道,用于输送电池片;以及沿输送路径依次设置的第一光照区、第二光照区以及第三光照区,第一光照区具有第一温度,光照时间为第一时间,第二光照区具有第二温度,光照时间为第二时间,第三光照区具有第三温度,光照时间为第三时间,其中,第二时间长于第一时间和第三时间。
进一步地,所述第一温度为25-1000度,第一时间为≥3s;优选地,所述第一温度为25-500度,第一时间为3s-5min。
进一步地,所述第二温度为100-1000度,第二时间为≥10s;优选地,所述第二温度为200-500度,第二时间为30s-10min。
进一步地,所述第三温度为20-25度,第三时间为≥3s;优选地,所述第三温度为25度,第三时间为3s-5min。
进一步地,所述第一光照区、第二光照区、第三光照区的光源为激光、卤素灯或者LED灯。
本发明中,术语“电池片”是指经烧结处理后的太阳电池片的成品或半成品。
本发明的工作原理为:
B掺杂的晶体硅太阳电池,在光照条件下或者黑暗中载流子注入的情形下,都会激发基体材料当中的相应的复合中心,如单晶中的BO,多晶中的Fe,FeB,亦或是Cu。这些复合中心作为少子寿命的“杀手”,会显著的降低少子寿命,从而导致电池性能的下降。本发明基于对光致衰减的机理的认识的基础上,有针对性地设计了三个不同的工艺阶段,分别作相对应的处理,从而达到消除光致衰减的目的。具体如下:
通过第一温度下、持续第一时间的高光照处理,快速激活基体材料中全部的复合中心,如BO和Fe,FeB,Cu等;
通过第二温度下、持续第二时间的高光照处理,使电池片较长时间的暴漏在较高温度和高光照下,目的是激发SiNx薄膜中的H,使其钝化复合中心;
通过第三温度下、持续第三时间的高光照处理,目的是降低复合中心活性,使其不再成为有效的复合中心;
通过以上三个步骤的处理,可以极大程度上、甚至完全消除与光致衰减相关的复合中心,从而抑制衰减,实现电池的高效和高可靠性。
同时,本发明的消除B掺杂晶硅太阳电池光致衰减的方法步骤简单,易于产业化;设备开发简单,可以快速地应用于现有的产线布局中,成本经济。
附图说明
图1为本发明的消除B掺杂晶硅太阳电池光致衰减的设备的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解,下面根据具体实施例并结合附图,对本发明作进一步详细的说明。
实施例1:
一种消除B掺杂晶硅太阳电池光致衰减的方法,依次包括如下步骤:
S1:将电池片在100度下进行高光照处理,持续5min,光照强度范围为1×103w/m2
S2:将电池片在240度下进行高光照处理,持续10min,光照强度范围为1×103w/m2
S3:将电池片在25度下进行高光照处理,持续5min,光照强度范围为1×103w/m2
其中,高光照的光源采用LED灯。
实施例2:
一种消除B掺杂晶硅太阳电池光致衰减的方法,依次包括如下步骤:
S1:将电池片在500度下进行高光照处理,持续3s,光照强度范围为3×106w/m2
S2:将电池片在500度下进行高光照处理,持续10s,光照强度范围为3×106w/m2
S3:将电池片在25度下进行高光照处理,持续3s,光照强度范围为3×106w/m2
其中,高光照的光源采用激光。
实施例3:
如图1所示,一种消除B掺杂晶硅太阳电池光致衰减的设备,包括:传输轨道,用于输送电池片100;以及沿输送路径依次设置的第一光照区1、第二光照区2以及第三光照区3,第一光照区具有第一温度,光照时间为第一时间,第二光照区具有第二温度,光照时间为第二时间,第三光照区具有第三温度,光照时间为第三时间,其中,第二时间长于第一时间和第三时间。所述第一温度为25-1000度,第一时间为>3s;所述第二温度为100-1000度,第二时间为>10s;所述第三温度为25度,第三时间为>3s。第一光照区、第二光照区、第三光照区的光源4为激光、卤素灯或LED灯。
以上所述的具体实施例,对本发明所要解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种消除B掺杂晶硅太阳电池光致衰减的方法,其特征在于:依次包括如下步骤:
S1:将电池片在第一温度下进行高光照处理,持续第一时间;
S2:将电池片在第二温度下进行高光照处理,持续第二时间;
S3:将电池片在第三温度下进行高光照处理,持续第三时间;
其中,第二时间长于第一时间和第二时间,高光照处理的光照强度范围为1×103w/m2~3×106w/m2
2.根据权利要求1所述的消除B掺杂晶硅太阳电池光致衰减的方法,其特征在于:所述第一温度为25-1000度,第一时间为≥3s。
3.根据权利要求1所述的消除B掺杂晶硅太阳电池光致衰减的方法,其特征在于:所述第二温度为100-1000度,第二时间为≥10s。
4.根据权利要求1所述的消除B掺杂晶硅太阳电池光致衰减的方法,其特征在于:所述第三温度为20-25度,第三时间为≥3s。
5.根据权利要求1所述的消除B掺杂晶硅太阳电池光致衰减的方法,其特征在于:所述高光照采用的光源为激光、卤素灯或者LED灯。
6.一种消除B掺杂晶硅太阳电池光致衰减的设备,其特征在于:包括:传输轨道,用于输送电池片;以及沿输送路径依次设置的第一光照区、第二光照区以及第三光照区,第一光照区具有第一温度,光照时间为第一时间,第二光照区具有第二温度,光照时间为第二时间,第三光照区具有第三温度,光照时间为第三时间,其中,第二时间长于第一时间和第三时间。
7.根据权利要求6所述的消除B掺杂晶硅太阳电池光致衰减的设备,其特征在于:所述第一温度为25-1000度,第一时间为≥3s。
8.根据权利要求6所述的消除B掺杂晶硅太阳电池光致衰减的设备,其特征在于:所述第二温度为100-1000度,第二时间为≥10s。
9.根据权利要求6所述的消除B掺杂晶硅太阳电池光致衰减的设备,其特征在于:所述第三温度为20-25度,第三时间为≥3s。
10.根据权利要求6所述的消除B掺杂晶硅太阳电池光致衰减的设备,其特征在于:所述第一光照区、第二光照区、第三光照区的光源为激光、卤素灯或者LED灯。
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