JP2016028418A - 光起電装置の光誘起劣化を抑止するための方法および装置 - Google Patents

光起電装置の光誘起劣化を抑止するための方法および装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2016028418A
JP2016028418A JP2015133702A JP2015133702A JP2016028418A JP 2016028418 A JP2016028418 A JP 2016028418A JP 2015133702 A JP2015133702 A JP 2015133702A JP 2015133702 A JP2015133702 A JP 2015133702A JP 2016028418 A JP2016028418 A JP 2016028418A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
photovoltaic device
light
temperature
photovoltaic
induced degradation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2015133702A
Other languages
English (en)
Inventor
ブディ チャジョノ
Tjahjono Budi
ブディ チャジョノ
明瑞 楊
Ming-Jui Yang
明瑞 楊
建弘 劉
Chien-Hong Liu
建弘 劉
國偉 沈
Kuo-Wei Shen
國偉 沈
傳文 丁
Chuan-Wen Ting
傳文 丁
文生 ▲呉▼
文生 ▲呉▼
Wen Sheng Wu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sino American Silicon Products Inc
Original Assignee
Sino American Silicon Products Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from TW103122974A external-priority patent/TW201603305A/zh
Application filed by Sino American Silicon Products Inc filed Critical Sino American Silicon Products Inc
Publication of JP2016028418A publication Critical patent/JP2016028418A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/186Particular post-treatment for the devices, e.g. annealing, impurity gettering, short-circuit elimination, recrystallisation
    • H01L31/1864Annealing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67115Apparatus for thermal treatment mainly by radiation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1804Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic System
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/186Particular post-treatment for the devices, e.g. annealing, impurity gettering, short-circuit elimination, recrystallisation
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/0033Heating devices using lamps
    • H05B3/0038Heating devices using lamps for industrial applications
    • H05B3/0047Heating devices using lamps for industrial applications for semiconductor manufacture
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109Apparatus for thermal treatment mainly by convection
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547Monocrystalline silicon PV cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

【課題】光起電装置の光誘起劣化を抑止するための方法及び抑止するための装置を提供する。【解決手段】光起電装置2を300nmから450nmまでの波長を有する短波長光と、450nmから1000nmまでの波長を有する長波長光とを含む光12を使用して、周囲光の不在下で光起電装置2を加熱する照明処理にかけるステップと、光起電装置2の温度を、光起電装置2のアニール温度を上回って少なくとも0.5分間維持するステップとを有する。【選択図】図3

Description

本開示は、光起電装置の光誘起劣化を抑止するための方法および装置に関する。
太陽電池などの光起電装置は、一般に、光誘起劣化として知られている悪影響を被る。太陽電池は、ほとんどが、結晶シリコンから作製された基板から製作される。結晶シリコンの成長中、酸素原子(不純物)が、ドーパントとして使用されるホウ素原子と一緒に溶融シリコン中に含まれる。結晶シリコンから作製された基板から製作された太陽電池が、照明されるとき、酸素原子およびホウ素原子は、電気的に活性な不純物であるホウ素−酸素欠陥を形成する。太陽電池の電気特性は、ホウ素−酸素欠陥によって引き起こされた基板内の少数キャリヤの寿命の低減によって悪影響が及ぼされ得る。追加的に、ホウ素−酸素欠陥の形成により、基板の材料品質は、太陽電池の最初の作動時間中、劣化し、太陽電池の効率は、これが特定の最終値において飽和に達するまで低下する。この現象は、光誘起劣化として知られている。
当技術分野では、光起電装置の光誘起劣化を低減するためのさまざまな手法が存在する。
第1の手法は、磁気チョクラルスキー法であり、この方法は、チョクラルスキー法中、溶融シリコン材料内に含有された酸素不純物を最小限に抑えることに基づく。しかし、磁気チョクラルスキー法は、相対的に複雑であり、磁気チョクラルスキー法によって作製された単結晶シリコンは、チョクラルスキー法によって作製されたものより高価である。
別の手法は、結晶シリコン内のホウ素濃度を低減させることである。ホウ素濃度が、有利には、約1×1016cm−3まで低下したとき、結晶シリコンによって作製された光起電装置の光誘起劣化が、低減され得る。しかし、光起電装置の光電変換効率は、望ましくないことに低減され得る。
加えて、シリコンウエハーが、浮遊帯法を用いて製作され得る。浮遊帯法によって作製されたシリコンウエハーは、最高品質を有するが、最も高価であり、主に、電子装置分野で使用される。
さらに、ホウ素を他のドーパント、たとえばガリウムに置き換える試みが存在する。しかし、シリコン中のその溶解挙動により、ガリウムは、均一な分布を達成することが非常に困難であるという決定的な欠点を有する。したがって、多数の不良品が、工業規模では予期されなければならず、そのような試みは、現在、工業的に実行不可能であると考えられる。
別の手法は、リンをドーパントとして使用することであり、これは、基板材料としてn−タイプのシリコンを用いることを伴う。しかし、n−タイプの基板は、工業界では一般的ではなく、そのような手法は、生産プロセスの変更を必要とする。
米国特許第8,263,176号明細書は、安定した効率を有する光起電要素を製作するための方法を開示し、この方法では、安定化処理は、シリコン基板の温度を50℃から230℃までの温度範囲内に維持し、好ましくは10W/mより高い放射強度を有する光を用いてシリコン基板を照明することによってシリコン基板内に過剰な少数キャリヤを生成することによって実行される。
したがって、光起電装置の光電変換効率をさらに安定化させるために、光起電装置の光誘起劣化をさらに低減させる必要性が当技術分野において依然として存在する。
図1を参照すれば、一般的な光起電装置4が、半導体構造40を含むように示されており、半導体構造40は、光を受け入れるための前部表面406と、前部表面406の反対側の後部表面408と、接合部404とを有する。半導体構造40は、第1の導電性タイプのシリコン基板401を含む。シリコン基板401は、単結晶シリコン基板、単様シリコン基板、または多結晶シリコン基板でよい。シリコン基板401は、通常、150μmから220μmの範囲の厚さを有する。接合部404は、p−n接合部、n−p接合部、p−i−n接合部、n−i−p接合部、二重接合部、複数接合部などでよい。
前部表面406は、たいてい、酸または塩基溶液を用いるエッチング処理でよい模様付け処理にかけられて、ピラミッド模様形状を形成する。前部表面406の光反射性は、ピラミッド模様形状によって効果的に低減され得る。
第2の導電性タイプの半導体領域403は、ホウ素、燐またはヒ素などのドーパントを前部表面406に表面的に拡散させ、それによって光起電装置4のエミッタ層を形成することによって形成される。光起電装置4の1つの構成では、シリコン基板401は、p−タイプのものであり、半導体領域403は、n‐タイプのものである。光起電装置4の代替の構成では、シリコン基板401は、n−タイプのものであり、半導体領域403は、p‐タイプのものである。
正電極47が、前部表面406上に形成され、正電極47と前部表面406の間にオーム接点が、形成される。正電極47は、所定の金属ペースト(たとえば、銀ペースト)を前部表面406上にスクリーン印刷し、またはコーティングし、その後焼結することによって形成され得る。焼結中、銀ペースト内に含まれたガラス粉末は、前部表面406上に形成された反射防止層45を通り抜けて、前部表面406上のシリコンと接触し、それによって正電極47と前部表面406の間にオーム接点を形成する。
少なくとも1つの後側のバス電極48が、後部表面408上に形成される。後側バス電極48は、通常、銀ペーストから作製される。後部電極49が、後部表面408上に形成され、後側バス電極48と共に形成された領域以外の後部表面408全体を覆う。後部電極49は、たいてい、アルミニウムペーストから作製される。後側バス電極48および後部電極49は、所定の金属ペーストを後部表面408上にスクリーン印刷またはコーティングし、その後570℃から840℃の温度範囲で共燃焼させることによって形成され得る。
図2を参照すれば、高効率の光起電装置4’が、図1に示される光起電装置4のものに類似する構成を有するように示されるが、高効率の光起電装置4’が、さらに、後部表面408上に形成された保護層46を含むことが異なる。後部電極49は、後部表面408上の保護層46の存在により、後部表面408の相対的に小さい領域と接触する。
米国特許第8,263,176号明細書に開示された安定化処理が、光起電装置4および高効率光起電装置4’の光誘起劣化を抑止するために使用されるとき、高効率光起電装置4’の抑止効果は、望ましくないことに光起電装置4のものよりかなり低く、その理由は、後部電極49が、高効率光起電装置4’の後部表面408の相対的に小さい領域と接触するためである。
本開示の第1の目的は、光起電装置の光誘起劣化を抑止するための方法であって、
通常の光起電装置およびさらに高効率光起電装置の光誘起劣化もより効果的に抑止することが有用である、方法を提供することである。
本開示の第2の目的は、光起電装置の光誘起劣化を抑止するための装置を提供することである。
本開示の第1の態様によれば、光起電装置の光誘起劣化を抑止するための方法であって、a)前記光起電装置を、300nm以上の波長を有する光を使用して周囲光の不在下で前記光起電装置を加熱する照明処理にかけるステップと、b)前記光起電装置の温度を、前記光起電装置のアニール温度を上回って少なくとも0.5分間維持するステップとを有する。
本開示の第2の態様によれば、光起電装置の光誘起劣化を抑止するための装置が提供される。前記装置は、ハウジングと、光源と、搬送セグメントを有する搬送装置と、温度センサと、熱調節装置と、制御装置と、を含む。ハウジングは、長手方向に沿って延びる天井壁と、前記天井壁から離間された基部壁と、前記天井壁と前記基部壁との間に配設された周囲壁とを有して室を画定する。前記周囲壁が、入口ポートと、前記長手方向に前記入口ポートの反対側の出口ポートとを有する。光源は、前記天井壁上に装着され、照明光のビームを下方向に発するように構成される。搬送装置は、前記光起電装置を運ぶための搬送セグメントを有し、前記搬送セグメントが、前記光起電装置が前記照明光のビームによって照明されることを可能にするために、前記入口ポートから前記出口ポートまで通り、前記基部壁に対して平行にかつ近位にある走行ルートに沿って延びるように構成される。温度センサは、前記室内に装着されて、前記光起電装置の温度を検出する。熱調節装置は、前記光起電装置の温度を調節する。制御装置は、前記光源によって発せられた光および前記熱調節装置を、前記温度センサによって検出された温度に基づいて制御するように構成される。
本開示の他の特徴および利点は、添付の図を参照して実施形態の以下の詳細な説明において明らかになる。
通常の光起電装置の概略断面図である。 高効率光起電装置の概略断面図である。 本開示による光起電装置の光誘起劣化を抑止するための方法の一実施形態を示す概略図である。 本開示による光起電装置の光誘起劣化を抑止するための装置の第1の実施形態を示す概略図である。 本開示による光起電装置の光誘起劣化を抑止するための装置の第2の実施形態を示す概略図である。 本開示による光起電装置の光誘起劣化を抑止するための装置の第3の実施形態を示す概略図である。 本開示による光起電装置の光誘起劣化を抑止するための装置の第4の実施形態を示す概略図である。 本開示による光起電装置の光誘起劣化を抑止するための装置の第5の実施形態を示す概略図である。
本発明がより詳細に説明される前に、本開示を通じて、同じ要素は、同じ参照番号によって示されることに留意すべきである。
図3を参照すれば、本開示による光起電装置の光誘起劣化を抑止するための方法の実施形態は、以下のステップを含む。
A)照明処理:
光起電装置2は、光源12から発せられ、かつ300nm以上の波長を有する光を用いて周囲光の不在下で光起電装置2を加熱する照明処理にかけられる。
照明処理用の光源12は、赤外線ランプ、ハロゲンランプ、半導体発光装置、有機光発光装置またはそれらの組み合わせである。
光起電装置2の例は、ホウ素をドープした、酸素含有シリコン基板、ホウ素−ガリウムをドープした、酸素含有シリコン基板などを含む。光起電装置2は、上部表面20と、上部表面20の反対側の後部表面22とを有する。
光源12から発せられた光は、300nmから450nmまでの波長を有する短波長光と、450nm以上、好ましくは450nmから1000nmまでの波長を有する長波長光とを含む。短波長光は、光起電装置2の上部表面20を通り抜けることができるが、光起電装置2の後部表面22に到達することはできない。長波長光は、光起電装置2の上部表面20を通り抜けることができ、光起電装置2の後部表面22に到達することができる。したがって、照明処理に使用される光は、好ましくは、450nmから1000nmまでの波長を有する(すなわち、長波長光)。
照明処理にかけられた光起電装置2の温度は、有利には、光起電装置2のアニーリング温度より高くなるように上昇される。詳細には、照明される光起電装置2が、ホウ素をドープした、酸素含有シリコン基板であるとき、アニーリング温度は、230℃である。
B)光起電装置の温度を維持すること:
光起電装置2の温度は、光起電装置2のアニーリング温度を上回り、かつ好ましくは600℃を下回って少なくとも0.5分間維持される。照明される光起電装置2が、ホウ素をドープした酸素含有シリコン基板であるとき、光起電装置2の温度は、230℃を上回って、好ましくは600℃を下回って、より好ましくは230℃から577℃で維持される。光起電装置2の温度が577℃より高いとき、光起電装置2は、ひどく損傷される。
C)検出すること:
光起電装置2の温度は、ステップb)が実行されるとき、センサを用いて検出される。センサによって検出された光起電装置2の温度が、230℃から577℃の範囲外に降下するとき、維持するステップ(すなわち、ステップb))は、熱調節によって補助される。詳細には、センサによって検出された光起電装置2の温度が、230℃より低いとき、熱調節は、熱加熱によって実施される。センサによって検出された光起電装置2の温度が、577℃より高いとき、熱調節は、冷却によって実施される。
光起電装置の温度を230℃から577℃の範囲内に維持するために、光起電装置2の光照明された表面(すなわち上部表面20)は、少なくとも0.5サン(Sun)、好ましくは0.9サンから5サンの光強度を有さなければならない。
図4を参照すれば、本開示の光起電装置2の光誘起劣化を抑止するための装置1の第1の実施形態が、ハウジング10と、少なくとも1つの光源12(複数光源12が図4に示される)と、搬送セグメント11’を有する搬送装置11と、温度センサ14と、熱調節装置15と、制御装置18とを含むように示される。
ハウジング10は、長手方向に沿って延びる天井壁101と、天井壁101から離間されて置かれた基部壁102と、天井壁101と基部壁102との間に配設された周囲壁103とを有して、室104を画定する。周囲壁103は、入口ポート105と、長手方向に入口ポート105の反対側に出口ポート106とを有する。
少なくとも1つの光源12は、天井壁101上に装着され、照明光のビームを下方向に発するように構成される。少なくとも1つの光源は、赤外線ランプ、ハロゲンランプ、半導体発光装置、有機発光装置またはそれらの組み合わせを含む。
少なくとも1つの光源12が、上記で説明されたように、本開示の光起電装置の光誘起劣化を抑止するための方法において使用されるとき、少なくとも1つの光源12は、300nmから450nmの波長を有する短波長光と、450nm以上、好ましくは450nmから1000nmまでの波長を有する長波長光とを含む光を発する。短波長光は、光起電装置2の上部表面20を通り抜けることができるが、光起電装置2の後部表面22に到達することはできない。長波長光は、光起電装置2の上部表面20を通り抜けることができ、光起電装置2の後部表面22に到達することができる。したがって、光源12から発せられた光は、好ましくは、450nmから1000nmまでの波長を有する(すなわち、長波長光)。さらに、少なくとも1つの光源12によって発せられた光は、光起電装置2の光照明された表面(すなわち、上部表面20)が、少なくとも0.5サン、好ましくは0.9サンから5サンの光強度を有するようなものである。
本開示の光起電装置2の光誘起劣化を抑止するための装置1が、米国特許第8,263,176号明細書に開示されたものなどの他の照明処理を実行するために使用されてよいこと、および少なくとも1つの光源2が、他の照明処理に関する特有の要求事項を満たす照明光を提供するように改変されてよいことに留意されたい。
搬送装置11の搬送セグメント11’は、光起電装置2を運ぶためのものであり、光起電装置2が照明光のビームによって照明されることを可能にするために、入口ポート105から出口ポート106まで通り、基部壁102に対して平行であり近位にある走行ルートに沿って延びるように構成される。
温度センサ14が、室104内に装着されて光起電装置2の温度を検出する。本開示に適切な温度センサ14の例は、赤外線温度センサ、熱電対温度センサなどを含む。
熱調節装置15は、光起電装置2の温度を調節するために使用される。この実施形態では、熱調節装置15は、温度センサ14によって検出された光起電装置2の温度が、上述された維持するステップB)において光起電装置2の温度の所望の範囲(たとえば、上記で述べられたように230℃から577℃)の上限より高いとき、光起電装置2の温度を冷却するための冷却装置16を含む。
冷却装置16は、天井壁101上に装着され、ガス冷却ユニット162を含む。ガス冷却ユニット162は、光起電装置2を冷却するための冷却空気、冷却不活性ガス、またはそのようなものなどを提供する。この実施形態では、ガス冷却ユニット162によって提供された冷却ガスは、天井壁101から基部壁102まで流れる。
制御装置18は、光源12によって発せられた光および熱調節装置15を、温度センサ14によって検出された温度に基づいて制御するように構成される。
図5を参照すれば、本開示の光起電装置2の光誘起劣化を抑止するための装置1の第2の実施形態が、第1の実施形態のものに類似する構成を有するように示されるが、冷却装置16が、基部壁102上に装着されること、およびガス冷却ユニット162によって提供された冷却ガスが、基部壁102から天井壁101まで流れることが異なる。
図6を参照すれば、本開示の光起電装置2の光誘起劣化を抑止するための装置1の第3の実施形態が、第1の実施形態のものに類似する構成を有するように示されるが、冷却装置16が、搬送セグメント11’の下方に装着される液体冷却ユニット164を含むことが異なる。液体冷却ユニット164には、光起電装置2を冷却するための水または冷媒などの冷却液体が供給される。
図7を参照すれば、本開示の光起電装置2の光誘起劣化を抑止するための装置1の第4の実施形態が、第2の実施形態のものに類似する構成を有するように示されるが、冷却装置16が、さらに、搬送セグメント11’の下方に装着された、液体冷却ユニット164を含むことが異なる。
図8を参照すれば、本開示の光起電装置2の光誘起劣化を抑止するための装置1の第5の実施形態が、第4の実施形態のものに類似する構成を有するように示されるが、熱調節装置15が、さらに、光起電装置2を熱的に加熱するための、室104内に装着された熱加熱装置19を含むことが異なる。
本開示の方法の有利な効果を実証するために、実験が実施された。数十の光起電装置の一群が、本開示の方法によって処理され、この方法では、光起電装置の温度は、250℃で10分間維持された。処理後の光起電装置の初期光電変換効率が測定され、また、平均の初期光電変換効率が、算出され、表1に示される。処理後の光起電装置の光誘起劣化が、太陽光照明をシミュレートする条件下で試験された。光誘起劣化試験後の光起電装置の光電変換効率が、測定され、また、劣化試験後の平均光電変換効率が、算出され、表1に示される。劣化比は、平均の初期光電変換効率と劣化試験後の平均の光電変換効率との間の相違を、平均の初期光電変換効率で割ることによって算出された。この劣化比もまた表1に示される。
本開示の方法による処理を有さない、数十の光起電装置の別の群の初期光電変換効率が、測定され、その平均が算出され、表1に示される。光起電装置の光誘起劣化は、太陽光照明をシミュレートする状態下で試験された。光誘起劣化試験後の光起電装置の光電変換効率が、測定され、その平均が、算出され、表1に示される。劣化比が、同じ方法で算出され、表1に示される。
Figure 2016028418
数十の光起電装置の複数の群が、本開示の方法によって処理され、この方法では、光起電装置の温度は、異なる時間期間(すなわち、5分、10分、および12分)の間250℃で維持された。処理後の光起電装置の複数の群の各々の光電変換効率の平均低減比が、本開示の方法を用いる処理前と処理後の光電変換効率間の相違を、本開示の方法を用いる処理前の光電変換効率で割ることによって算出された。その結果が、表2に示される。
比較のために、数十の光起電装置の一群が、米国特許第8,263,176号明細書で開示された照明安定化処理によって処理され、この方法では、光起電装置の温度は、異なる時間期間(すなわち、10分および15分)の間200℃で維持された。米国特許第8,263,176号明細書に開示された照明安定化処理後の光起電装置の複数の群の各々の光電変換効率の平均低減比が、算出された。その結果もまた、表2に示される。
Figure 2016028418
表2に示されるように、本開示の方法によって処理された光起電装置の光電変換効率の低減比は、米国特許第8,263,176号明細書で開示された照明安定化処理によって処理された光起電装置の光電変換効率の低減比よりかなり低い。
本開示は、例示的な実施形態(複数可)と考えられるものに関して説明されてきたが、本開示が、開示された実施形態(複数可)に限定されず、最も広い解釈の趣旨および範囲内に含められたさまざまな配置構成を含むように意図され、それによってすべてのそのような改変形態および等価の配置構成を包含することが理解される。

Claims (17)

  1. 光起電装置(2)の光誘起劣化を抑止するための方法であって、
    a)前記光起電装置(2)を、300nm以上の波長を有する光を使用して周囲光の不在下で前記光起電装置(2)を加熱する照明処理にかけるステップと、
    b) 前記光起電装置(2)の温度を、前記光起電装置(2)のアニール温度を上回って少なくとも0.5分間維持するステップとを有することを特徴とする、方法。
  2. 前記光起電装置(2)の温度が、600℃を下回って維持されることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  3. 前記維持するステップが、熱調節によって補助されることを特徴とする、請求項2の記載の方法。
  4. 前記熱調節が、熱加熱、冷却、またはそれらの組み合わせによって実施されることを特徴とする、請求項3に記載の方法。
  5. さらに、前記ステップ(b)が実行されるとき、センサ(14)を用いて前記光起電装置(2)の温度を検出することを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  6. 前記光起電装置(2)が、ホウ素をドープした酸素含有シリコン基板であり、前記アニーリング温度が、230℃であることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  7. 前記光起電装置(2)の温度が、230℃から577℃までの範囲内で維持されることを特徴とする、請求項6に記載の方法。
  8. 前記照明処理用の光が、450nmから1000nmの範囲の波長を有することを特徴とする、請求項6に記載の方法。
  9. 前記光起電装置(2)が、少なくとも0.5サンの光強度を有する光照明された表面(20)を含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  10. 前記光強度が、0.9サンから5サンの範囲であることを特徴とする、請求項9に記載の方法。
  11. 前記照明処理用の光が、赤外線ランプ、ハロゲンランプ、半導体発光装置、有機発光装置またはそれらの組み合わせから発せられることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  12. 前記光起電装置(2)が、ホウ素をドープした酸素含有シリコン基板、またはホウ素−ガリウムをドープした酸素含有シリコン基板であることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  13. 光起電装置(2)の光誘起劣化を抑止するための装置(1)であって、
    長手方向に沿って延びる天井壁(101)と、前記天井壁(101)から離間された基部壁(102)と、前記天井壁(101)と前記基部壁(102)との間に配設された周囲壁(103)とを有して室(104)を画定する、ハウジング(10)であって、前記周囲壁(103)が、入口ポート(105)と、前記長手方向に前記入口ポート(105)の反対側の出口ポート(106)とを有する、ハウジング(10)と、
    前記天井壁(101)上に装着され、照明光のビームを下方向に発するように構成された光源(12)と、
    前記光起電装置(2)を運ぶための搬送セグメント(11’)を有する搬送装置(11)であって、前記搬送セグメント(11’)が、前記光起電装置(2)が前記照明光のビームによって照明されることを可能にするために、前記入口ポート(105)から前記出口ポート(106)まで通り、前記基部壁(102)に対して平行にかつ近位にある走行ルートに沿って延びるように構成される、搬送装置(11)と、
    前記室(104)内に装着されて、前記光起電装置(2)の温度を検出する温度センサ(14)と、
    前記光起電装置(2)の温度を調節するための熱調節装置(15)と、
    前記光源(12)によって発せられた光および前記熱調節装置(15)を、前記温度センサ(14)によって検出された温度に基づいて制御するように構成された制御装置(18)とを有すること特徴とする、装置(1)。
  14. 前記光源(12)が、赤外線ランプ、ハロゲンランプ、半導体発光装置、有機発光装置またはそれらの組み合わせを含むことを特徴とする、請求項13に記載の装置(1)。
  15. 前記熱調節装置(15)が、冷却装置(16)を含むことを特徴とする、請求項13に記載の装置(1)。
  16. 前記熱調節装置(15)が、熱加熱装置(19)を含むことを特徴とする、請求項13に記載の装置(1)。
  17. 前記熱調節装置(15)が、さらに、熱加熱装置(19)を含むことを特徴とする、請求項15に記載の装置(1)。
JP2015133702A 2014-07-03 2015-07-02 光起電装置の光誘起劣化を抑止するための方法および装置 Pending JP2016028418A (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW103122974 2014-07-03
TW103122974A TW201603305A (zh) 2014-07-03 2014-07-03 抑制光伏元件之光致衰減的方法
TW103122973 2014-07-03
TW103122973 2014-07-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2016028418A true JP2016028418A (ja) 2016-02-25

Family

ID=53510738

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015133702A Pending JP2016028418A (ja) 2014-07-03 2015-07-02 光起電装置の光誘起劣化を抑止するための方法および装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20160005915A1 (ja)
EP (1) EP2963692A1 (ja)
JP (1) JP2016028418A (ja)
KR (1) KR20160004951A (ja)
CN (1) CN105322054B (ja)
MY (1) MY176344A (ja)
SG (1) SG10201505276XA (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017208519A (ja) * 2016-05-16 2017-11-24 ▲ゆ▼晶能源科技股▲分▼有限公司Gintech Energy Corporation 太陽電池水素化方法及びその装置
JP2020509602A (ja) * 2017-03-03 2020-03-26 広東愛旭科技股▲フン▼有限公司 P型perc両面太陽電池、並びにそのモジュール、システムおよび製造方法

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9780252B2 (en) * 2014-10-17 2017-10-03 Tp Solar, Inc. Method and apparatus for reduction of solar cell LID
SG10201908439WA (en) * 2015-03-13 2019-10-30 Newsouth Innovations Pty Ltd A method for processing silicon material
CN105552173B (zh) * 2016-02-19 2018-09-11 天合光能股份有限公司 一种消除b掺杂晶硅太阳电池光致衰减的方法及其设备
CN108604619A (zh) * 2016-02-22 2018-09-28 应用材料意大利有限公司 用于处理太阳能电池基板的设备、用于处理太阳能电池基板的系统和用于处理太阳能电池基板的方法
CN106847943B (zh) * 2017-03-03 2018-10-09 广东爱旭科技股份有限公司 打孔perc双面太阳能电池及其组件、系统和制备方法
CN106952972B (zh) * 2017-03-03 2019-04-19 广东爱旭科技股份有限公司 P型perc双面太阳能电池及其组件、系统和制备方法
CN106981522B (zh) * 2017-03-03 2018-07-10 浙江爱旭太阳能科技有限公司 能够提高光电转换效率的perc太阳能电池及其制备方法
CN107256894B (zh) * 2017-05-18 2018-08-10 广东爱旭科技股份有限公司 管式perc单面太阳能电池及其制备方法和专用设备
CN107256898B (zh) * 2017-05-18 2018-08-03 广东爱旭科技股份有限公司 管式perc双面太阳能电池及其制备方法和专用设备
CN109427931A (zh) * 2017-09-04 2019-03-05 通威太阳能(成都)有限公司 太阳能电池片降低光衰工艺
CN108615790A (zh) * 2018-04-11 2018-10-02 浙江师范大学 一种抑制多晶硅perc电池热辅助光诱导衰减的方法
CN108899392A (zh) * 2018-06-22 2018-11-27 江苏微导纳米装备科技有限公司 一种确定单晶硅电池的电注入最佳处理时间的方法
DE102019111061A1 (de) * 2019-04-29 2020-10-29 Meyer Burger (Germany) Gmbh Herstellungsverfahren von Silizium-Heterojunction-Solarzellen mit Stabilisierungsschritt und Fertigungslinienabschnitt für den Stabilisierungsschritt
CN110335918B (zh) * 2019-05-29 2021-05-07 浙江爱旭太阳能科技有限公司 Perc太阳能电池的光致再生工艺及设备
FR3113190B1 (fr) * 2020-07-29 2023-01-13 Commissariat Energie Atomique Procédé de traitement d'un précurseur de cellule photovoltaïque à hétérojonction

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02168616A (ja) * 1988-09-30 1990-06-28 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 薄膜非晶質半導体装置
US20100243036A1 (en) * 2006-03-21 2010-09-30 Universitat Konstanz Method for Fabricating a Photovolataic Element with Stabilised Efficiency
WO2014041261A1 (fr) * 2012-09-14 2014-03-20 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives (C.E.A.) Dispositif et procédé de restauration des cellules solaires à base de silicium avec transducteur ultrason
WO2014041260A1 (fr) * 2012-09-14 2014-03-20 Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives Dispositif et procede de restauration de cellules solaires photo voltaiques a base de silicium
JP2016005003A (ja) * 2014-06-17 2016-01-12 エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド 太陽電池の後処理装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102460698A (zh) * 2009-06-05 2012-05-16 欧瑞康太阳能股份公司(特吕巴赫) 用于制造薄膜光伏转换器设备的方法
US9634165B2 (en) * 2009-11-02 2017-04-25 International Business Machines Corporation Regeneration method for restoring photovoltaic cell efficiency
CN105340085B (zh) * 2013-06-26 2018-07-06 康斯坦茨大学 用于生产具有稳定效率的光伏元件的方法和设备

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02168616A (ja) * 1988-09-30 1990-06-28 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 薄膜非晶質半導体装置
US20100243036A1 (en) * 2006-03-21 2010-09-30 Universitat Konstanz Method for Fabricating a Photovolataic Element with Stabilised Efficiency
WO2014041261A1 (fr) * 2012-09-14 2014-03-20 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives (C.E.A.) Dispositif et procédé de restauration des cellules solaires à base de silicium avec transducteur ultrason
WO2014041260A1 (fr) * 2012-09-14 2014-03-20 Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives Dispositif et procede de restauration de cellules solaires photo voltaiques a base de silicium
JP2016005003A (ja) * 2014-06-17 2016-01-12 エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド 太陽電池の後処理装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017208519A (ja) * 2016-05-16 2017-11-24 ▲ゆ▼晶能源科技股▲分▼有限公司Gintech Energy Corporation 太陽電池水素化方法及びその装置
JP2020509602A (ja) * 2017-03-03 2020-03-26 広東愛旭科技股▲フン▼有限公司 P型perc両面太陽電池、並びにそのモジュール、システムおよび製造方法
JP7023976B2 (ja) 2017-03-03 2022-02-22 広東愛旭科技有限公司 P型perc両面太陽電池の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2963692A1 (en) 2016-01-06
US20160005915A1 (en) 2016-01-07
MY176344A (en) 2020-07-29
CN105322054B (zh) 2017-05-24
KR20160004951A (ko) 2016-01-13
SG10201505276XA (en) 2016-02-26
CN105322054A (zh) 2016-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2016028418A (ja) 光起電装置の光誘起劣化を抑止するための方法および装置
Kumar et al. Fabrication of silicon nanowire arrays based solar cell with improved performance
EP2164114B1 (en) Device for fabricating a photovoltaic element with stabilised efficiency
US4539431A (en) Pulse anneal method for solar cell
JP2016525276A5 (ja)
JPS59928A (ja) 光加熱装置
US11588071B2 (en) Method for improving the performance of a heterojunction solar cell
CN104404626B (zh) 物理冶金多晶硅太阳能电池的磷扩散方法
TW201705229A (zh) 一種處理矽材料的方法
KR20160021026A (ko) 처리 장치
US20120085281A1 (en) Apparatus with multiple heating systems for in-line thermal treatment of substrates
TWI599684B (zh) Method for manufacturing FZ silicon single crystal for solar cell and solar cell
US10692736B2 (en) Method for producing high-photoelectric-conversion-efficiency solar cell and high-photoelectric-conversion-efficiency solar cell
WO2012151410A1 (en) Novel doping process for solar cell manufacture
CN102538453B (zh) 具有高反射率加热区段的快速热焙烧红外线传送带式热处理炉
KR20100032161A (ko) 태양전지 제조방법 및 장치
EP2698806A1 (en) Method for producing a dopant profile in a semiconductor substrate
US20190027632A1 (en) Method and device for stabilising a photovoltaic silicon solar cell
JP5705095B2 (ja) 太陽電池用熱処理方法および熱処理炉
Biro et al. Advanced diffusion system for low contamination in-line rapid thermal processing of silicon solar cells
WO2020231971A1 (en) Exposure of a silicon ribbon to gas in a furnace
US11885036B2 (en) Producing a ribbon or wafer with regions of low oxygen concentration
KR20070015646A (ko) 실리콘 태양전지의 제조방법
KR101816186B1 (ko) 태양 전지의 제조 방법
TW201603305A (zh) 抑制光伏元件之光致衰減的方法

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160414

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160413

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160707

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20161202

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20170227

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170425

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20170905