[发明专利]电池边缘钝化方法

说明书

本发明公开一种电池边缘钝化方法，将所述晶体硅电池中需要钝化的一条边与含有氧化剂的化学溶液接触，并采用紫外光照射于所述边与化学溶液的接触面，以在光照催化氧化条件下，在所述边上形成一层氧化硅钝化膜；所述氧化剂为双氧水或臭氧；所有需要钝化的边上均形成氧化硅钝化膜后对完成晶体硅电池进行热处理，以提升氧化硅钝化膜的致密性。进一步，本发明还公开了上述方法的应用。本发明利用光催化氧化技术对晶体硅太阳能电池实现边缘钝化，进而降低电池边缘的电学复合和漏电，提高电池的光电转换效率。

技术领域

本发明属于晶体硅太阳能电池制备技术领域，具体涉及一种用于实现电池边缘钝化的方法。

背景技术

单体的太阳能电池需要通过串联和并联制作成组件应用于光伏系统。由于太阳能电池边缘的复合和漏电要比电池的其它区域相对更严重，这会影响单体太阳能电池和组件的电学性能，进而影响到其应用于光伏系统的发电性能（发电量、稳定性、可靠性等）。因此需要对太阳能电池的边缘进行电学隔离和钝化，从而减小电池边缘的漏电和电学复合。

目前在工业界的晶体硅太阳能电池加工制造中，一般采用化学刻蚀法、激光刻蚀法或等离子刻蚀法来完成电池的边缘隔离。其中用化学刻蚀法（可分为酸体系溶液或碱体系溶液两类）进行边缘隔离，由于化学溶液对电池边缘的化学刻蚀反应不够充分从而导致电池边缘隔离的效果也不够充分，尤其是当太阳能电池的正面和背面都有掺杂结的情况下（例如，N型PERT电池、N型TOPCon电池、P型PERT或PERL电池等）更是增加了采用化学刻蚀法实现边缘隔离的难度。如果想利用化学刻蚀法实现更充分的电池边缘隔离就需要增加化学刻蚀量，这势必增加电池生产制造成本，也降低了电池加工制造的工艺窗口（因为会影响到电池的正面和背面，被化学溶液过度刻蚀）。而采用激光刻蚀法和等离子刻蚀法对电池进行边缘隔离，虽然边缘隔离效果比较充分，但与此同时由于激光加工工艺对硅材料的刻蚀损伤或等离子工艺对硅材料的轰击损伤导致电池边缘损伤较大，因此在隔离电池边缘的同时也必然带来了电池性能的一定程度的降低；为弥补由于激光刻蚀法或等离子刻蚀法带来的电池性能降低，就需要进一步对太阳能电池进行边缘钝化。

目前，工业界缺少对太阳能电池的边缘钝化的研究和方案。现有技术中，普遍采用的太阳能电池边缘钝化方法是在电池完成了对边缘的化学刻蚀之后通过等离子体增强化学气相沉积（PECVD）技术在电池的正面或背面沉积减反射膜或钝化膜（一般是氮化硅、氧化硅、氮氧化硅或氧化铝）的时候，同步在电池边缘也沉积上了同样的膜。这种边缘钝化的方法对电池边缘电学复合的钝化能力仍然有不足，这是因为其在电池边缘沉积的膜的厚度和质量很难做到均匀可控，这样钝化效果也会大大削弱。而且，如果是采用激光或者等离子刻蚀完成电池边缘隔离（这两个工艺通常都是放在电池制造完成之后，测试分选之前进行），在这种情况下，前述的已经在硅片边缘沉积了的钝化膜或减反射膜也在激光刻蚀或等离子刻蚀的工艺中被刻蚀掉，这会使得电池边缘缺少钝化膜保护。上述几种情况，都会增加电池边缘的电学复合和漏电，从而会降低光伏组件和系统的电学性能、稳定性和可靠性。

近几年，光伏工业界流行将加工制造完成的整片电池切割成面积更小的电池，然后将这些小片电池采用叠瓦、叠片或拼片的方式组装成组件，从而可以更好地利用组件中各个单体电池之的空间来提升组件发电性能。其中的切割过程通常用激光切割工艺来完成，由于激光加工工艺会给切割后的小片电池边缘造成损伤，尤其是电池正背面的掺杂结（PN结或高低结）或者钝化接触结构（TOPCon电池）裸露在外的同时再伴随这种激光切割工艺损伤，而且切割后的小片电池边缘表面是没有任何钝化层保护的，这就会更加显著地降低了小片电池的性能，从而进一步增大了它们组装成组件的电学性能损失。在这样的发展趋势背景下，就更需要有良好的边缘钝化技术来对这种切割后的小片电池进行边缘钝化。

综上所述，需要采用更加有效的电池边缘钝化的方法，来降低上述提及的电池性能损失。

发明内容

为解决上述问题，本发明给出一种电池边缘钝化方法，该方法利用光催化氧化技术实现仅对晶体硅太阳能电池（简称“电池”）边缘区域的局部氧化，进而实现电池的边缘钝化。