CN115621357A - 一种提高成品异质结太阳电池效率的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高成品异质结太阳电池效率的方法，所述方法包括如下步骤：首先对电池片进行预热，预热温度为150℃‑220℃，时间为1min‑10min；在预热的同时对电池进行光照处理，光照时间为1min‑10min；光照处理后对电池进行降温，保持温度为100℃‑150℃，然后开始对电池进行通电处理，通电时间为5min‑30min。本发明创造性地将光注入作为激活电子空穴对和缺陷活性的方法，结合电注入，持续地将电子空穴对激发与非晶硅内的氢原子结合形成氢离子，钝化非晶硅与硅片的界面处的缺陷，钝化效果稳定，钝化效果比短时高光强光注入效果好，所需光源和电源的功率要求低，无需高功率光源和电源，综合成本低，适合异质结电池产线生产。
Description
技术领域
本发明涉及太阳电池技术领域，尤其涉及一种提高成品异质结太阳电池效率的方法。
背景技术
随着太阳能电池的发展与应用，高效低成本的电池越来越受市场的欢迎。最近几年平价上网的呼声越来越高，领跑者项目的中标电价已经开始触及发电侧平价时，高效电池的开发已受到各大光伏企业的高度重视。采用非晶硅本征层钝化的硅基异质结(HIT)太阳电池，交叉指式背接触(IBC)太阳电池，以及近年较火的隧穿氧化层背钝化(TOPCon)太阳电池三者并列为未来方向的高效太阳电池。其中，硅基异质结(HIT)电池由于其高开路电压，高转换效率，低温度系数，无光致衰减(LID)和电诱导衰减(PID)等优点成为行业中最具开发潜力的一种高效电池。硅基异质结(HIT)电池还具有制备工艺温度低，工艺步骤少，双面发电特性，可使用超薄硅片等降低成本的方法，很可能成为未来独占市场的光伏产品。
现已有一种适用于异质结太阳能电池的光注入工艺，通过短时高光强(最大80000W/m2250s)的方式对电池进行光注入处理，以钝化硅片与非晶硅界面的缺陷，达到提高电池电性能的目的。但是该工艺所钝化的缺陷状态是不稳定的，随着时间的增加钝化效果会逐渐消失，在组件制作中层压热处理下也会在短时间内失去钝化效果。具体表现为电池静置衰减比例大，或者说在热处理后电池效率下降严重，组件功率不及预期。且该技术要求高光强，灯源造价高，寿命低，技术相对应的设备综合成本高。
现生产的硅基异质结(HIT)电池量产效率已经达到23.5％，60版型的双面玻璃组件功率已达335W以上。但是随着制程工艺的不断改进，效率提升已至瓶颈阶段，而且异质结电池的生产成本也居高不下，大大制约了硅基异质结电池的发展。因此，必须在现有制程工艺以外新增工艺，去进一步提升电池效率及组件功率，同时从各方面降低生产成本，做到平价上网甚至上网电价比现有火电价格更低，才能加快硅基异质结太阳电池的大规模产业化进程。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种对照射灯源和电注入电源要求较低，无需高功率灯源和电源，成本低，适合硅基异质结产线生产的提高成品异质结太阳电池效率的方法。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种提高成品异质结太阳电池效率的方法，所述方法包括如下步骤：
首先对电池片进行预热，预热温度为150℃-220℃，时间为1min-10min；
在预热的同时对电池进行光照处理，光照时间为1min-10min；
光照处理后对电池进行降温，保持温度为100℃-150℃，然后开始对电池进行通电处理，通电时间为5min-30min。
进一步的，所述电池片进行预热的加热方式包括且不限于热风加热、红外加热、电热板加热。
进一步的，所述光照处理的光照灯源使用且不限于LED灯源、卤素灯源，光照强度为5000W/m2-10000W/m2。
进一步的，所述通电处理采用恒流电源，电流恒定为10A-20A。
由上述对本发明结构的描述可知，和现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、本发明创造性地将光注入作为激活电子空穴对和缺陷活性的方法，结合电注入，持续地将电子空穴对激发与非晶硅内的氢原子结合形成氢离子，钝化非晶硅与硅片的界面处的缺陷，钝化效果稳定，钝化效果比短时高光强光注入效果好，具体表现为电池效率提升大体相同，电池效率静置衰减小，经过160℃、20min热处理的电池效率下降小。
2、本发明所需光源和电源的功率要求低，无需高功率光源和电源，综合成本低，适合异质结电池产线生产。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明一种提高成品异质结太阳电池效率的方法的流程图。
具体实施方式
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。
实施例一
参考图1，本实施例的提高成品硅基异质结电池效率的工艺方法，采用热风预热电池至190℃，开始进行光注入，光注入光强为5000W/m2，光注入时间为6min。然后电池降温至140℃，开始进行电注入，电注入电流为12A，电注入时间为25min。测试电池初始电性能，处理后电性能，黑暗条件下静置一个月的电性能，同步测试处理后再进行热处理后的电性能。
实施例二
本实施例的提高成品硅基异质结电池效率的工艺方法，采用热风预热电池至150℃，开始进行光注入，光注入光强为10000W/m2，光注入时间为3min。然后电池降温至120℃，开始进行电注入，电注入电流为18A，电注入时间为15min。测试电池初始电性能，处理后电性能，黑暗条件下静置一个月的电性能，同步测试处理后再进行热处理后的电性能。
实施例三
本实施例的提高成品硅基异质结电池效率的工艺方法，采用热风预热电池至170℃，开始进行光注入，光注入光强为7000W/m2，光注入时间为5min。然后电池降温至100℃，开始进行电注入，电注入电流为20A，电注入时间为10min。测试电池初始电性能，处理后电性能，黑暗条件下静置一个月的电性能，同步测试处理后再进行热处理后的电性能。
实施对照例：采用现有光注入技术作为对照例，光注入光强为50000W/m2，光注入时间为1min，电池温度控制在220℃。测试电池初始电性能，处理后电性能，黑暗条件下静置一个月的电性能，同步测试处理后再热处理后的电性能。
实施例处理后静置一个月的电性能对照表
| Eta增益(相对初始) | 初始 | 处理后 | 静置一个月 |
| 实施例一 | 0 | 0.38 | 0.31 |
| 实施例二 | 0 | 0.33 | 0.29 |
| 实施例三 | 0 | 0.37 | 0.33 |
| 实施对照例 | 0 | 0.35 | 0.14 |
实施例处理后并热处理的电性能对照表
| Eta增益(相对初始) | 初始 | 处理后 | 热处理 |
| 实施例一 | 0 | 0.37 | 0.31 |
| 实施例二 | 0 | 0.33 | 0.3 |
| 实施例三 | 0 | 0.39 | 0.32 |
| 实施对照例 | 0 | 0.43 | 0.19 |
上述实施例在电池处于一定温度下，通过短时低光强的照射激发电池内电子空穴对和缺陷等的活性，然后通过电注入的方法，将电子空穴对持续地激发与非晶硅内的氢原子结合，形成具有钝化效果的氢离子，从而钝化非晶硅与硅片界面的缺陷。该种方式下钝化效果较好，所钝化的缺陷稳定不易分解，表现为经过该种方式的电池效率有较大提升，且其静置衰减比例小。该发明对照射灯源和电注入电源要求较低，无需高功率灯源和电源，成本低，适合异质结电池产线生产
本发明创造性地将光注入作为激活电子空穴对和缺陷活性的方法，结合电注入，持续地将电子空穴对激发与非晶硅内的氢原子结合形成氢离子，钝化非晶硅与硅片的界面处的缺陷，钝化效果稳定，钝化效果比短时高光强光注入效果好，参考电性能对照表，具体表现为电池效率提升大体相同，电池效率静置衰减小，经过160℃、20min热处理的电池效率下降小，所需光源和电源的功率要求低，无需高功率光源和电源，综合成本低，适合异质结电池产线生产。
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)
1.一种提高成品异质结太阳电池效率的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
首先对电池片进行预热，预热温度为150℃-220℃，时间为1min-10min；
在预热的同时对电池进行光照处理，光照时间为1min-10min；
光照处理后对电池进行降温，保持温度为100℃-150℃，然后开始对电池进行通电处理，通电时间为5min-30min。
2.根据权利要求1所述一种提高成品异质结太阳电池效率的方法，其特征在于：所述电池片进行预热的加热方式包括且不限于热风加热、红外加热、电热板加热。
3.根据权利要求1所述一种提高成品异质结太阳电池效率的方法，其特征在于：所述光照处理的光照灯源使用且不限于LED灯源、卤素灯源，光照强度为5000W/m2-10000W/m2。
4.根据权利要求1所述一种提高成品异质结太阳电池效率的方法，其特征在于：所述通电处理采用恒流电源，电流恒定为10A-20A。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN116247131A (zh) * | 2023-02-03 | 2023-06-09 | 通威太阳能（安徽）有限公司 | 降低太阳电池转换效率衰减的方法 |
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| CN117316802A (zh) * | 2023-11-29 | 2023-12-29 | 龙焱能源科技（杭州）有限公司 | 电池组件预处理设备及电池组件预处理方法 |
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