CN111477721B - 一种利用变化的电场来控制氢钝化的方法 - Google Patents

一种利用变化的电场来控制氢钝化的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种利用变化的电场来控制氢钝化的方法。本发明将类单晶硅太阳能电池的完整片子加热到一定的温度，使氢和金属的复合体分解，重新激活氢原子和金属杂质。然后正负变化的电场可以使氢和金属杂质改变其带电状态，并使氢和金属杂质扩散到类单晶硅片的表面或者结构缺陷处，使得引起光衰的元素在硅片体内大量减少，从而减少了类单晶硅太阳能电池的光衰。本发明相比传统氢钝化技术可以提高氢钝化效果达到1倍以上。

Description

一种利用变化的电场来控制氢钝化的方法
技术领域
本发明属于光伏太阳能领域，具体涉及一种利用变化的电场来控制氢钝化的方法。
背景技术
类单晶硅太阳能电池具有很多的缺陷，例如位错，亚晶界，金属杂质等。氢钝化可以有效地钝化这些缺陷，但是传统的氢钝化方法效果一般，很难有效钝化多种缺陷。例如：传统的氢钝化如果温度比较高(如700℃)，可以有效钝化金属杂质和位错，但是不能钝化硼氧复合体。反之，氢钝化过程的温度低(如200℃)，可以钝化硼氧复合体，但是不能钝化位错和金属杂质。为了克服传统氢钝化方法不能同时有效钝化多种缺陷的缺点，我们设计了一种新的利用变化的电场的方法来控制氢钝化，使得多种缺陷能同时被有效钝化，大幅增加类单晶硅太阳能电池的效率。该新方法的原理是电场可以促进氢扩散到缺陷处，同时电场的作用能有效降低氢与缺陷结合的化学能。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种有效控制氢钝化的方法。
该方法具体是：
步骤(1)、将类单晶硅太阳能电池的完整片子加热到300-400℃。
步骤(2)、在加热的类单晶硅太阳能电池片子上施加正向电压2-4V，时间为3-6分钟。
步骤(3)、将步骤(2)处理后的类单晶硅太阳能电池片子逐渐冷却到室温，时间控制在2-3分钟。
步骤(4)、在步骤(3)冷却的同时，对类单晶硅太阳能电池片子施加反向电压1-1.5V。
所述的类单晶硅太阳能电池片子是传统工艺中已经做好的太阳能电池片子。
氢和金属杂质被发现可以引起类单晶硅太阳能电池的光衰现象。在本发明中，一定的温度可以使氢和金属的复合体分解，重新激活氢原子和金属杂质。然后正负变化的电场可以使氢和金属杂质改变其带电状态，并使氢和金属杂质扩散到类单晶硅片的表面或者结构缺陷处，使得引起光衰的元素在硅片体内大量减少，从而减少了类单晶硅太阳能电池的光衰。
本发明具有的有益效果是：
1.本发明的操作过程比较简单，而且对设备要求也比较低。该方法不会对环境造成危害，具有工业大规模生产的可能性。
2.本发明相比传统氢钝化技术可以提高氢钝化效果达到1倍以上。
3.本发明可以在传统氢钝化的基础上，进一步提高类单晶硅太阳能电池的绝对效率0.3％以上。
附图说明
图1(a)为对比例处理后的类单晶硅太阳能电池片子的EL图像；
图1(b)为实施例1处理后的类单晶硅太阳能电池片子的EL图像；
图2为未处理、实施例1和对比例处理后的类单晶硅太阳能电池片子的J-V曲线图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的分析。
对比例：传统的氢钝化方法
把样品通过一个带式炉加热，实现样品的氢钝化。通常带式炉的温度为800-850℃，处理时间为1分钟。
实施例1.
(1)把类单晶硅太阳能电池放置到快速加热炉(RTA)设备中，加热到300℃；
(2)给加热后的类单晶硅太阳能电池施加正向电压2V，处理时间为3分钟；
(3)把RTA逐渐降温到室温，时间为2分钟；
(4)在RTA降温的同时，给类单晶硅太阳能电池片子施加反向电压1V。
图1(a)(b)为实施例1和对比例处理后的类单晶硅太阳能电池片子的EL图像；通过EL图像对比，可以看到经过本方法处理的样品中位错的数量和密度明显减少，比对比例处理后的位错密度少很多，表明本方法钝化效果更好。
图2为未处理、实施例1和对比例处理后的类单晶硅太阳能电池片子的J-V曲线图。通过J-V曲线，可以明显看出经过本处理方法的电池比对比例处理的电池有更好的J-V曲线，即更高的电池效率。
实施例2.
其它同实施例1，步骤一中加热器加热到400℃。
实施例3.
其它同实施例1，步骤二中所施加的正向电压为4V。
实施例4.
其它同实施例1，步骤二中施加正电压的时间为6分钟。
实施例5.
其它同实施例1，步骤三中冷却时间为3分钟。
实施例6.
其它同实施例1，步骤四中所施加的反向电压为1.5V。
实施例7.
其它同实施例1，步骤四中施加反向电压的时间为3分钟。
实施例2-7经过处理后样品中位错的数量和密度明显较少，且电池效率高。
上述实施例并非是对于本发明的限制，本发明并非仅限于上述实施例，只要符合本发明要求，均属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种利用变化的电场来控制氢钝化的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤(1)、将类单晶硅太阳能电池的完整片子加热到300-400℃，使氢和金属的复合体分解，重新激活氢原子和金属杂质；
步骤(2)、在加热的类单晶硅太阳能电池片子上施加正向电压2-4V，时间为3-6分钟；
步骤(3)、将步骤（2）处理后的类单晶硅太阳能电池片子逐渐冷却到室温，时间控制在2-3分钟；
步骤(4)、在步骤（3）冷却的同时，对类单晶硅太阳能电池片子施加反向电压1-1.5V；
正负变化的电场使氢和金属杂质改变其带电状态，并使氢和金属杂质扩散到类单晶硅片的表面或者结构缺陷处，使得引起光衰的元素在硅片体内大量减少，从而减少了类单晶硅太阳能电池的光衰。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的类单晶硅太阳能电池片子是已经做好的太阳能电池片子。
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