CN113363336A - 一种制绒后晶硅片的处理方法及异质结电池的制备方法 - Google Patents

一种制绒后晶硅片的处理方法及异质结电池的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种制绒后晶硅片的处理方法，包括将制绒后晶硅片放置在气氛炉内；对气氛炉内抽真空使气氛炉内压力小于第一压力；输入第一气体至气氛炉内，使气氛炉内压力大于第二压力，对制绒后晶硅片预处理；输入保护气体至气氛炉内，使气氛炉内压力大于第二压力，对制绒后晶硅片的表面生成气体保护膜；输入第二气体至气氛炉内，使气氛炉内压力升高至常压，将气氛炉内温度降至常温。其中，第一压力＜第二压力。通过第一气体、保护气体、第二气体对制绒后晶硅片进行处理，在制绒后晶硅片表面附着一层气体保护膜进行保护，延长制绒后晶硅片保存时间，确保太阳能电池性能。

Description

一种制绒后晶硅片的处理方法及异质结电池的制备方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，具体为一种制绒后晶硅片的处理方法及异质结电池的制备方法。
背景技术
太阳能电池生产过程中，尤其是异质结电池的制备过程中，晶硅片在制绒并清洗后，为了防止制绒后晶硅片表面被污染或氧化而影响其质量，需要存放在氮气柜中进行存储。
虽然制绒后晶硅片在氮气环境下保存，但是目前制绒后晶硅片保存时间不能太长，存放超过3天时，制绒后晶硅片的表面还会发生氧化变化，造成太阳能电池性能下降。同时，制绒后晶硅片存储对于氮气的需求量比较大，增加了太阳能电池制造的成本。
因此，需要对现有的制绒后晶硅片的存储方法进行改进。
发明内容
本发明的目的在于解决现有的制绒后晶硅片容易被氧化、氮气柜存储成本高的问题，提供了一种制绒后晶硅片的处理方法及异质结电池的制备方法。本发明通过对制绒后晶硅片进行预处理，在制绒后晶硅片的表面生产不影响天阳能电池性能的一层保护膜，对制绒后晶硅片的表面进行保护，避免其在大气环境下被污染和氧化，以提高制绒后晶硅片的保存时间。
实现发明目的的技术方案如下：一种制绒后晶硅片的处理方法，包括以下步骤：
将制绒后晶硅片放置在气氛炉内；
对气氛炉抽真空使气氛炉内压力小于第一压力；
输入第一气体至气氛炉内，使气氛炉内压力大于第二压力，对制绒后晶硅片预处理；
输入保护气体至气氛炉内，使气氛炉内压力大于第二压力，对制绒后晶硅片的表面生成气体保护膜；
输入第二气体至气氛炉内，使气氛炉内压力升高至常压，将气氛炉内温度降至常温，将制绒后晶硅片从气氛炉内取出。
其中，第一压力＜第二压力。
本发明通过第一气体、保护气体、第二气体对制绒后晶硅片进行处理，在制绒后晶硅片的表面附着一层气体保护膜，对制绒后晶硅片进行保护，延长制绒后晶硅片的保存时间，确保太阳能电池性能。
进一步的，对制绒后晶硅片预处理，包括以下步骤：加热气氛炉至炉内温度达到第一温度；在第一温度及第二压力条件下保温保压处理；抽真空使气氛炉内压力小于第三压力。更进一步的，第一压力＜第三压力＜第二压力。
更进一步的，重复上述制绒后晶硅片预处理n次，其中，n为整数，且n≥1。
进一步的，对制绒后晶硅片的表面生成气体保护膜，包括以下步骤：
S201、将保护气体输入气氛炉内，使气氛炉内压力大于第二压力；
S202、在第一温度及第二压力下保温保压处理。
更进一步的，对制绒后晶硅片的表面生成气体保护膜，还包括以下步骤：
S203、重复0至k次步骤S201至S202，其中，k为整数，且k≥1。
在本发明的一个实施例中，上述保护气体由第一气体与第二气体混合形成。
进一步的，第一气体为氢气，第二气体为氮气，保护气体为氢气与氮气的混合气体。
优选的，氮气为纯氮气或等离子氮气，氢气为纯氢气或等离子氢气。
在本发明的一个实施例中，第一温度为330℃～550℃。
本发明还提供了一种异质结电池的制备方法，包括制绒清洗、形成非晶硅膜层、形成透明导电层和形成栅线的步骤。其中，在制绒清洗、形成非晶硅膜层的步骤之间，还包括上述制绒后晶硅片的处理方法。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.通过第一气体、保护气体、第二气体对制绒后晶硅片进行处理，在制绒后晶硅片的表面附着一层气体保护膜，对制绒后晶硅片进行保护，延长制绒后晶硅片的保存时间，确保太阳能电池性能。
2.第一气体选择氢气，通过氢气能够去除制绒后晶硅片表面吸附的杂质和气体，对制绒后晶硅片进行净化，确保后期气体保护膜的生成。
3.保护气体选择氢气与氮气的混合气体，其能够提高气体保护膜在制绒后晶硅片表面的吸附效果及吸附时间。
4.本发明通过在不同的第一压力、第三压力、第二压力条件下，且在对制绒后晶硅片进行预处理及生成气体保护膜的过程中，通过1次甚至多次反复的调整气氛炉内压力，使得气氛炉内制绒后晶硅片表面的杂质去除的更加干净，同时使制绒后晶硅片表面气体保护膜附着的效果更好及时间更长。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明制绒后晶硅片的处理方法的流程图；
图2为本发明实施例1中制绒后晶硅片的处理方法的流程图；
图3为本发明实施例2中制绒后晶硅片的处理方法的一种流程图；
图4为本发明实施例2中制绒后晶硅片的处理方法的另一种流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
本具体实施方式提供了一种制绒后晶硅片的处理方法，如图1所示，为本发明制绒后晶硅片的处理方法的流程图，制绒后晶硅片的处理方法包括以下步骤：
将制绒后晶硅片放置在气氛炉内；
对气氛炉内抽真空使气氛炉内压力小于第一压力；
输入第一气体至气氛炉内，使气氛炉内压力大于第二压力，对制绒后晶硅片预处理；
输入保护气体至气氛炉内，使气氛炉内压力大于第二压力，对制绒后晶硅片的表面生成气体保护膜；
输入第二气体至气氛炉内，使气氛炉内压力升高至常压，将气氛炉内温度降至常温，将制绒后晶硅片从气氛炉内取出。
其中，第一压力＜第二压力。
本发明中，气氛炉具有良好的升温速度和保温节能效果，对制绒后的晶硅片能起到较好的处理效果。
本发明中，气氛炉可以为高温气氛炉，高温气氛炉具有良好的升温速度和保温节能效果，有利于对制绒后的晶硅片进行处理。
本具体实施方式提供了一种异质结电池的制备方法，包括制绒清洗、形成非晶硅膜层、形成透明导电层和形成栅线的步骤。其中，在制绒清洗、形成非晶硅膜层的步骤之间，还包括上述制绒后晶硅片的处理方法。
本具体实施方式通过第一气体、保护气体、第二气体对制绒后晶硅片进行处理，在制绒后晶硅片的表面附着一层气体保护膜，对制绒后晶硅片进行保护，延长制绒后晶硅片的保存时间，确保太阳能电池性能，以下通过实施例1～2对上述制绒后晶硅片的处理方法进行说明。
实施例1：
请参图2所示，为本实施例制绒后晶硅片的处理方法的流程图。
在本实施方式中，制绒后晶硅片的处理方法，包括以下步骤：
S0、对制绒后晶硅片进行清洗。
S1、将制绒后晶硅片放置在气氛炉内。
S2、对气氛炉内抽真空使气氛炉内压力小于第一压力，第一压力为10－3Pa。
S3、输入第一气体至气氛炉内，使气氛炉内压力大于第二压力，对制绒后晶硅片预处理。其中，第一气体为高纯氢气，第二压力优选为102Pa。
具体的，对制绒后晶硅片预处理，包括以下步骤：
S101、加热气氛炉至炉内温度达到第一温度，其中，第一温度优选为340℃～450℃；
S102、在340℃～450℃及102Pa压力条件下保温保压处理1～2h；
S103、抽真空使气氛炉内压力小于第三压力，其中，第三压力优选为10－1Pa。
在本步骤中，输入第一气体至气氛炉内，使气氛炉内压力大于第二压力。
在本步骤中，通过通入高纯氢气，能够对能够去除制绒后晶硅片表面吸附的杂质和气体，对制绒后晶硅片进行净化。
S4、输入保护气体至气氛炉内，使气氛炉内压力达到大于第二压力，对制绒后晶硅片的表面生成气体保护膜，其中，保护气体为高纯氢气与高纯氮气的混合气体，气体保护膜为氢气与氮气的复合气体保护膜，第二压力优选为102Pa。
具体的，对制绒后晶硅片的表面生成气体保护膜，包括以下步骤：
S201、将保护气体输入步骤S3中气氛炉内，使气氛炉内压力大于第二压力；
S202、在第一温度及第二压力下保温保压处理1h，其中，第一温度优选为340℃～450℃。
S5、输入第二气体至气氛炉内，使气氛炉内压力升高至常压(即0.1MPa)，将气氛炉内温度降至常温(即20℃±5℃)，将制绒后晶硅片从气氛炉内取出，其中，第二气体为高纯氮气。
其中，本实施例中，第一压力＜第三压力＜第二压力。
本实施例利用气体吸附理论，通过高纯氢气、高纯氢气与高纯氮气的混合气体、高纯氮气对制绒后晶硅片进行处理，在制绒后晶硅片的表面附着一层氢气与氮气的复合气体保护膜，对制绒后晶硅片的表面进行更好的保护，延长制绒后晶硅片的保存时间，确保太阳能电池性能。
实施例2：
请参图3及图4所示，图3为本实施例制绒后晶硅片的处理方法的流程图，图4为制绒后晶硅片的处理方法具体流程图。
在本实施方式中，制绒后晶硅片的处理方法，包括以下步骤：
S0、对制绒后晶硅片进行清洗。
S1、将制绒后晶硅片放置在气氛炉内。
S2、对气氛炉内抽真空使气氛炉内压力小于第一压力，第一压力为10－3Pa。
S3、输入第一气体至气氛炉内，使气氛炉内压力大于第二压力，对制绒后晶硅片预处理。其中，第一气体为等离子氢气，第二压力优选为102Pa。
具体的，对制绒后晶硅片预处理，包括以下步骤：
S101、加热气氛炉至炉内温度达到第一温度，其中，第一温度优选为340℃～450℃；
S102、在450℃～550℃及102Pa压力条件下保温保压处理2～3h；
S103、抽真空使气氛炉内压力小于第三压力，其中，第三压力优选为10－1Pa；
本步骤中，输入第一气体至气氛炉内，使气氛炉内压力大于第二压力，对制绒后晶硅片预处理n≥1次(n为整数)。即对制绒后晶硅片预处理，还包括S104、重复n≥1次(n为整数)步骤S101～S103，对制绒后晶硅片进行多次预处理。
通过通入等离子氢气，能够对能够去除制绒后晶硅片表面吸附的杂质和气体，对制绒后晶硅片进行净化。同时，将步骤S101～S103重复多次，能够使制绒后晶硅片表面吸附的杂质和气体去除的更加干净，能够更好的起到净化晶硅片表面的目的。
S4、输入保护气体至气氛炉内，使气氛炉内压力达到大于第二压力，对制绒后晶硅片的表面生成吸附气体保护膜，其中，保护气体为等离子氢气与等离子氮气的混合气体，气体保护膜为氢气与氮气的复合气体保护膜，第二压力优选为102Pa。
具体的，对制绒后晶硅片的表面生成气体保护膜，包括以下步骤：
S201、将保护气体输入步骤S3中气氛炉内，使气氛炉内压力大于第二压力；
S202、在第一温度(450℃～550℃)及第二压力下保温保压处理2～3h。
S203、k＝0次或k≥1次(k为整数)重复步骤S201至S202。
通过通入等离子氢气与等离子氮气的混合气体，能够在制绒后晶硅片表面吸附氢气与氮气的复合气体保护膜。同时，将步骤S201～S202重复至少1次。充气放气过程重复使用，能够使制绒后晶硅片表面氢气与氮气的复合气体保护膜的吸附效果更好，吸附时间更长。
S5、输入第二气体至气氛炉内，使气氛炉内压力达到升高至常压(即0.1MPa)，将气氛炉内温度降至常温(即20℃±5℃)，将制绒后晶硅片从气氛炉内取出，其中，第二气体为等离子氮气。
其中，本实施例中，第一压力＜第三压力＜第二压力。
本实施例通利用气体吸附理论，过等离子氢气、等离子氢气与等离子氮气的混合气体、等离子氮气对制绒后晶硅片进行处理，在制绒后晶硅片的表面附着一层氢气与氮气的复合气体保护膜，对制绒后晶硅片的表面进行更好的保护，延长制绒后晶硅片的保存时间，确保太阳能电池性能。
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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种制绒后晶硅片的处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
将制绒后晶硅片放置在气氛炉内；
对气氛炉内抽真空使气氛炉内压力小于第一压力；
输入第一气体至气氛炉内，使气氛炉内压力大于第二压力，对制绒后晶硅片预处理；
输入保护气体至气氛炉内，使气氛炉内压力大于第二压力，对制绒后晶硅片的表面生成气体保护膜；
输入第二气体至气氛炉内，使气氛炉内压力升高至常压，将气氛炉内温度降至常温，将制绒后晶硅片从气氛炉内取出；
其中，第一压力＜第二压力。
2.根据权利要求1所述的制绒后晶硅片的处理方法，其特征在于：所述对制绒后晶硅片预处理包括以下步骤：
加热气氛炉至炉内温度达到第一温度；
在第一温度及第二压力条件下保温保压处理；
抽真空使气氛炉内压力小于第三压力；
其中，第一压力＜第三压力＜第二压力。
3.根据权利要求2所述的制绒后晶硅片的处理方法，其特征在于：其中，所述制绒后晶硅片预处理步骤重复n次，其中，n为整数，且n≥1。
4.根据权利要求1所述的制绒后晶硅片的处理方法，其特征在于：所述对制绒后晶硅片的表面生成气体保护膜，包括以下步骤：
S201、将保护气体输入气氛炉内，使气氛炉内压力大于第二压力；
S202、在第一温度及第二压力下保温保压处理。
5.根据权利要求4所述的制绒后晶硅片的处理方法，其特征在于：所述对制绒后晶硅片的表面生成气体保护膜，还包括以下步骤：
S203、重复0至k次步骤S201至S202，其中，k为整数，且k≥1。
6.根据权利要求1～5任一项所述的制绒后晶硅片的处理方法，其特征在于：保护气体由第一气体与第二气体混合形成。
7.根据权利要求6所述的制绒后晶硅片的处理方法，其特征在于：第一气体为氢气，第二气体为氮气，保护气体为氢气与氮气的混合气体。
8.根据权利要求7所述的制绒后晶硅片的处理方法，其特征在于：氮气为纯氮气或等离子氮气，氢气为纯氢气或等离子氢气。
9.根据权利要求1～5任一项所述的制绒后晶硅片的处理方法，其特征在于：第一温度为330℃～550℃。
10.一种异质结电池的制备方法，包括制绒清洗、形成非晶硅膜层、形成透明导电层和形成栅线的步骤，其特征在于：在制绒清洗、形成非晶硅膜层的步骤之间，还包括权利要求1～9任一项所述的制绒后晶硅片的处理方法。
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