本發(fā)明屬于太陽(yáng)能電池制造領(lǐng)域，具體涉及一種PERC電池的退火處理工藝。
背景技術(shù)：
：PERC電池是一種新型的高效太陽(yáng)能電池，其背面制備有一層三氧化二鋁薄膜。PERC電池中利用三氧化二鋁的場(chǎng)效應(yīng)對(duì)硅片表面進(jìn)行鈍化，能夠提高硅片的少子壽命。現(xiàn)有的PERC電池制備工藝中通常是利用高溫?zé)Y(jié)過(guò)程來(lái)激活三氧化二鋁的場(chǎng)效應(yīng)，此過(guò)程存在兩個(gè)缺陷：(1)時(shí)間太短，處于500℃以上的時(shí)間只有20-30秒，而高溫時(shí)間太短，無(wú)法有效激活三氧化二鋁的場(chǎng)效應(yīng)，即燒結(jié)時(shí)間過(guò)短，三氧化二鋁中的負(fù)電荷密度過(guò)低，場(chǎng)效應(yīng)的強(qiáng)度不夠，無(wú)法保證三氧化二鋁薄膜充分發(fā)揮有效的鈍化效果。(2)峰值溫度過(guò)高，峰值溫度達(dá)到了800℃，而過(guò)高峰值溫度，容易導(dǎo)致反型，即峰值溫度過(guò)高，會(huì)造成硅中的正電荷過(guò)多，正電荷本身會(huì)成為電子的復(fù)合中心，致使少子壽命下降。另外，由于需要兼顧鋁漿、正銀的燒結(jié)效果，燒結(jié)過(guò)程的溫度曲線的調(diào)整空間較小。由此可見(jiàn)，現(xiàn)有的制備工藝中無(wú)法使三氧化鋁薄膜的鈍化作用發(fā)揮到最佳狀態(tài)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鈍化效果好、光電轉(zhuǎn)化效率高的PERC電池的退火處理工藝。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種PERC電池的退火處理工藝，包括以下步驟：在硅片背面制備三氧化二鋁薄膜，對(duì)硅片進(jìn)行退火處理。上述的退火處理工藝中，優(yōu)選的，所述退火處理的溫度為500℃～700℃。上述的退火處理工藝中，優(yōu)選的，所述退火處理的壓力為100mbar～300mbar。上述的退火處理工藝中，優(yōu)選的，所述退火處理的時(shí)間為10min～30min。上述的退火處理工藝中，優(yōu)選的，所述退火處理在保護(hù)氣下進(jìn)行。上述的退火處理工藝中，優(yōu)選的，所述保護(hù)氣為氮?dú)?。上述的退火處理工藝中，?yōu)選的，所述三氧化二鋁薄膜的厚度為10nm～30nm。上述的退火處理工藝中，優(yōu)選的，所述三氧化二鋁薄膜采用PECVD法制備得到；所述PECVD法的工藝參數(shù)為：以三甲基鋁、笑氣作為反應(yīng)物，高頻電源功率為2000W～5000W，三甲基鋁流量為300mg/min～800mg/min，笑氣流量為1000sccm～2500sccm，氬氣流量為400sccm～800sccm，反應(yīng)溫度為300℃～500℃。上述的退火處理工藝中，優(yōu)選的，在制備三氧化二鋁薄膜后還包括在所述三氧化二鋁薄膜上制備氮化硅薄膜；所述氮化硅薄膜的厚度為80nm～150nm。上述的退火處理工藝中，優(yōu)選的，所述氮化硅薄膜采用PECVD法制備得到；所述PECVD法的工藝參數(shù)為：高頻電源功率為2000W～5000W，氨氣流量為2000sccm～4000sccm，硅烷流量為1000sccm～2000sccm，反應(yīng)溫度為300℃～500℃。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：1、本發(fā)明提供了一種PERC電池的退火處理工藝，包括以下步驟：在硅片背面制備三氧化二鋁薄膜，對(duì)硅片進(jìn)行退火處理。本發(fā)明的退火過(guò)程中，硅片中的硅會(huì)從三氧化二鋁中奪取氧原子，從而在硅片/三氧化二鋁的界面處形成一層氧化硅薄膜。由于氧原子被奪走，原本屬于氧原子的孤對(duì)電子被留在了三氧化二鋁中，這就使得三氧化二鋁顯現(xiàn)出負(fù)電性，界面處就形成了一個(gè)電場(chǎng)，該電場(chǎng)會(huì)排斥電子，使電子遠(yuǎn)離界面，從而降低界面復(fù)合，達(dá)到提升少子壽命的效果，充分保證了三氧化二鋁的鈍化效果。本發(fā)明中的退火處理工藝在鈍化工藝后進(jìn)行，主要是將三氧化二鋁鈍化效果的激活過(guò)程獨(dú)立出來(lái)，即在燒結(jié)處理之前進(jìn)行退火處理工藝，通過(guò)在三氧化二鋁與硅片之間已經(jīng)形成了一層二氧化硅薄膜，提前激活了三氧化二鋁的場(chǎng)效應(yīng)，將由于燒結(jié)過(guò)程中時(shí)間短、峰值溫度高而造成的對(duì)三氧化二鋁鈍化效果的不良影響降低到最低。由此可見(jiàn)，本發(fā)明中通過(guò)對(duì)PERC電池中的三氧化二鋁薄膜進(jìn)行退火處理，降低了界面復(fù)合，提高了硅片的少子壽命，克服了現(xiàn)有PERC電池制備工藝中對(duì)三氧化二鋁鈍化效果造成的不利影響。2、本發(fā)明的PERC電池的退火處理工藝，在三氧化二鋁薄膜上還制備了氮化硅薄膜，并將氮化硅薄膜與三氧化二鋁薄膜一起進(jìn)行退火處理，通過(guò)退火處理，加強(qiáng)了氮化硅薄膜的致密性，可以在氮化硅薄膜較薄的前提下，保證氮化硅薄膜對(duì)三氧化二鋁薄膜的保護(hù)作用，同時(shí)較薄的氮化硅薄膜有利于激光開(kāi)膜，使激光可以在較低的功率下將薄膜清除干凈，一方面避免了薄膜清除不徹底而導(dǎo)致的背面鋁漿與硅片之間的接觸不良，另一方面也避免了激光功率過(guò)高而對(duì)硅片造成損傷。3、本發(fā)明中覆蓋在三氧化二鋁上的氮化硅薄膜是通過(guò)PECVD的方式制備，氨氣分子和硅烷分子在等離子體的作用下被打碎成為活性原子團(tuán)，活性原子團(tuán)隨機(jī)組成新的分子，其中有一類分子為氨基硅烷，氨基硅烷分子吸附在硅片表面，并在溫度的作用下與相鄰氨基硅烷分子中的N-H鍵和Si-H鍵發(fā)生反應(yīng)，形成Si-N鍵，將相鄰分子連接在一起，不斷外延，形成一Si-N鍵為骨架的薄膜結(jié)構(gòu)。由于PECVD的反應(yīng)溫度為400-450度，氮化硅薄膜中還存在有大量未反應(yīng)的的Si-H、N-H鍵，退火處理可以促使殘余的Si-H、N-H鍵發(fā)生反應(yīng)，加強(qiáng)薄膜的交連結(jié)構(gòu)，使薄膜結(jié)構(gòu)更加緊密。然而退火溫度過(guò)高、時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)影響到硅片正面的PN結(jié)，此時(shí)通過(guò)控制退火壓力保證了退火效果的均勻性，且在低壓下進(jìn)行退火有利于Si-H、N-H鍵反應(yīng)生成的H原子的逃逸，也有利于促進(jìn)Si-H、N-H鍵之間發(fā)生的反應(yīng)。4、本發(fā)明中，將經(jīng)過(guò)退火處理后的硅片制成PERC電池，光電轉(zhuǎn)化效率的平均值達(dá)到了21.0％，相比常規(guī)制備工藝(無(wú)退火處理)，增加了0.2％，取得了較好的電學(xué)性能。附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中PERC電池的制備工藝流程圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例1中PERC電池的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為PERC電池的傳統(tǒng)制備工藝流程圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合說(shuō)明書附圖和具體優(yōu)選的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但并不因此而限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。以下實(shí)施例中所采用的材料和儀器均為市售。實(shí)施例1：一種本發(fā)明的PERC電池的退火處理工藝，包括以下步驟：(1)對(duì)硅片進(jìn)行制絨、擴(kuò)散、刻清處理?？糖迨翘?yáng)能電池制造過(guò)程中的一道工序的名稱，也被稱為“邊緣隔離”、“二次清洗”。(2)硅片經(jīng)步驟(1)的處理后，采用PECVD法在硅片背面制備三氧化二鋁薄膜，其厚度為25nm。所采用的PECVD法的工藝參數(shù)為：以三甲基鋁、笑氣作為反應(yīng)物，高頻電源功率為4000W，三甲基鋁流量為800mg/min，笑氣流量為2500sccm，氬氣流量為600sccm，反應(yīng)溫度為400℃。(3)采用PECVD法在步驟(2)制備的三氧化二鋁薄膜上制備氮化硅薄膜，其厚度為120nm，得到制備有三氧化二鋁薄膜/氮化硅薄膜的硅片。PECVD法的工藝參數(shù)為：高頻電源功率為4000W，氨氣流量為3500sccm，硅烷流量為1200sccm，反應(yīng)溫度為400℃。(4)將步驟(3)中制備有三氧化二鋁薄膜/氮化硅薄膜的硅片放入擴(kuò)散爐中，并通入20000sccm的氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣體，于溫度為600℃、壓力為200mbar下退火20min。將完成退火處理后的硅片進(jìn)行后續(xù)PECVD、激光開(kāi)槽、絲印燒結(jié)等工序，制備工藝流程如圖1所示，制備得到PERC電池。圖2為本發(fā)明制得的PERC電池的結(jié)構(gòu)示意圖。采用傳統(tǒng)工藝制備PERC電池，制備工藝流程如圖3所示。將本發(fā)明工藝制備的PERC電池和傳統(tǒng)工藝制備PERC電池的光電轉(zhuǎn)化效率進(jìn)行對(duì)比，其結(jié)果如表1所示。表1不同工藝制得的PERC電池的光電轉(zhuǎn)化效率由表1可知，本發(fā)明工藝制得的PERC電池具有更好的光電轉(zhuǎn)化效率，光電轉(zhuǎn)化效率的平均值高達(dá)21.0％，較傳統(tǒng)常規(guī)工藝提高了0.2％。為了確認(rèn)退火過(guò)程對(duì)少子壽命的影響，分別將傳統(tǒng)工藝中、本發(fā)明工藝中經(jīng)過(guò)PECVD工序后的硅片直接進(jìn)行燒結(jié)(跳過(guò)激光開(kāi)槽和印刷工序)，然后對(duì)硅片的少子壽命進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表2所示。表2經(jīng)不同處理工藝后硅片的少子壽命測(cè)試結(jié)果平均少子壽命測(cè)試硅片數(shù)量(片)未經(jīng)退火處理94.8μs10退火處理152.9μs10由表2可知，經(jīng)本發(fā)明退火處理后，硅片的少子壽命明顯提高，高達(dá)152.9μs，較未經(jīng)退火處理的硅片，少子壽命提高了58.1μs。由此可見(jiàn)，本發(fā)明中通過(guò)對(duì)PERC電池中的三氧化二鋁薄膜進(jìn)行退火處理，降低了界面復(fù)合，提高了硅片的少子壽命，同時(shí)將經(jīng)過(guò)退火處理后的硅片制成PERC電池，光電轉(zhuǎn)化效率的平均值達(dá)到了21.0％，相比常規(guī)制備工藝(無(wú)退火處理)，增加了0.2％，取得了較好的電學(xué)性能。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例。凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)該指出，對(duì)于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下的改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3