[发明专利]一种改善PERC太阳能电池载流子衰减的方法及设备

说明书

本发明公开了一种改善PERC太阳能电池载流子衰减的方法，其包括：(1)降低太阳能电池的光致衰减；(2)将太阳能电池在300‑600℃进行退火；(3)将退火后的太阳能电池预热至250‑450℃；(4)将太阳能电池在第一温度范围内进行第一光照处理，持续第一时间；(5)将太阳能电池在第二温度范围内进行第二光照处理，持续第二时间；(6)将经过第二光照处理后的太阳能电池通入电流；(7)将太阳能电池冷却至室温。本发明通过退火、预热、高温光热处理、低温光热处理、电注入和冷却的工序，有效降低了氢化衰减和杂质引起的衰减，同时促进了H和B‑O复合体由不稳定态再生恢复为钝化稳定态，从而有效降低太阳能电池的CID衰减率，提升了其转换效率和可靠性。

技术领域

本发明涉及太阳能电池领域，尤其涉及一种改善PERC太阳能电池载流子衰减的方法及设备。

背景技术

目前，太阳能电池行业主流产品已经由传统的Al-BSF(铝背场接触)电池升级为PERC(Passivated Emitter Rear Cell)太阳能电池，背面增加PERC背钝化膜并且接触由全面接触优化为背面局域点接触，大幅降低了太阳能电池的背面复合损失，提高太阳能电池开路电压，使太阳能电池效率显著提高。

高效PERC背钝化太阳能电池是背钝化与金属化区域局域重掺杂技术相结合的代表，其优势在于高质量的背面钝化介质膜大幅度降低了太阳能电池背表面的缺陷复合损失，同时形成较强的背表面反射器，增加电子收集几率；使太阳能电池前后表面缺陷都得到良好的钝化效果，有效提高了太阳能电池的开路电压，同时转换效率显著提升。然而在高效PERC电池的使用过程中，容易产生功率衰减现象。经研究，其主要是载流子诱导衰减(CID：Carrier Induced Degradation)引起的。已逐渐成为制约光伏产业发展的关键问题之一。

目前对有关载流子引起的衰减机理尚未达成共识，且相关的监控标准尚未制定和实行。光伏业内目前对CID机理推测含以下几种原因：1)光致衰减(LID:light InducedDegradation)：电池在光照过程中引起的功率衰减，业内普遍认为LID主要受硼氧复合体和硼铁对引起，硼氧缺陷态理论相对比较成熟。其衰减可达到3-7％，有些甚至可高达10％；2)光热衰减(LeTID：Light and elevated Temperature Induced Degradation)：是指电池在高温以及光照条件下引起的功率衰减，其衰减可达到10％左右；3)氢致衰减(HID:HydrogenInduced Degradation)，钝化杂质和缺陷部位的氢键很容易由于高温和光照受到破坏，氢进入硅片体内，过多的氢诱发形成复合中心引起衰减；4)金属溶解分散理论，金属沉淀在高温快烧的过程中分散形成间隙金属离子，金属原子可激活杂质，引起衰减。

在现有技术中，多集中于对LID衰减的研究，如专利CN105552173B提供了一种降低B掺杂晶硅太阳能电池光致衰减的方法，其在不同温度下采用不同光强对硅片进行不同时间的光照处理，有效降低了LID；又如专利CN109616555A提供了一种提高太阳能电池抗光衰能力的方法，其在不同温度下向电池片注入递减式电流，将LID降低至0.9％。

然而，LeTID、HID以及金属杂质造成的衰减与LID并不相同；LID的测试温度比较低，无法充分暴露PERC电池高温衰减的风险。发明人通过测试发现：常规的硅片在经过LID衰减处理以后，LID衰减虽然降低到了1％左右，但CID仍然在2-4％左右，可见采用常规的LID处理方式无法有效地降低CID。因此如何充分降低太阳能电池的CID衰减是行业亟需解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种改善PERC太阳能电池载流子衰减的方法，其能有效降低PERC太阳能电池的CID衰减，提升电池效率和可靠性。

本发明还要解决的技术问题在于，提供一种改善PERC太阳能电池载流子衰减的设备。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种改善PERC太阳能电池载流子衰减的方法，其包括：