抑制光伏元件的光致衰減的方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種用于光伏元件的方法及系統(tǒng)，特別是設(shè)及一種抑制光伏元件的光 致衰減的方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 光伏元件大多存在光致衰減效應(yīng)。W結(jié)晶娃做為基材的娃基太陽能電池為例，由 于結(jié)晶娃在成長過程中滲入了雜質(zhì)，對娃基太陽能電池的初期光照會(huì)導(dǎo)致其中的滲雜劑 (例如：棚）與氧、鐵等雜質(zhì)形成復(fù)合中屯、，從而使娃片的少數(shù)載子生命周期降低，引發(fā)娃基 太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率下降，發(fā)生較大幅度的光致衰減。
[0003] 關(guān)于降低光伏元件的光致衰減效應(yīng)的先前技術(shù)如下所述。
[0004] 有基于柴可拉斯基法（Czoc虹alski;Cz)且可降低和控制單晶的氧含量的的磁場 直拉法（Ma即eticCzoc虹alski;MCz)。然而，由于更復(fù)雜的生產(chǎn)，利用MCz法制造的單晶 較一般利用Cz法制造的單晶更昂貴。 陽0化]也有基于降低結(jié)晶娃中棚濃度的方法。計(jì)算已顯示，對于光伏元件的最佳光電轉(zhuǎn) 換效率可通過使用具有棚濃度約1XIQi6Cm3的娃基板而達(dá)成。采用棚濃度低于1X10I6Cm3 的娃基板制成的光伏元件其光致衰減效應(yīng)雖然減緩，但是其生產(chǎn)后及時(shí)的光電轉(zhuǎn)換也降 低。
[0006] 也有利用區(qū)烙單晶法（Float-Zone;F幻拉制單晶。利用FZ法制成的晶圓具有最 高的質(zhì)量，但也最昂貴，且主要應(yīng)用于電子領(lǐng)域。
[0007] 也有使用其他滲雜劑（例如：嫁）取代棚作為P型滲雜劑的長晶方法。然而，由于 嫁在娃中的溶解度行為具有決定性的缺點(diǎn)，也就是嫁在整體晶體中均勻分布極度不可能達(dá) 成。因此，于工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)上，可預(yù)期會(huì)有大量的廢品，使得此做法目前無法被視為工業(yè)上 可行的。
[0008] 采用憐作為N型滲雜劑的長晶方法。然而，在現(xiàn)有的光伏產(chǎn)業(yè)中，N型基板仍不普 遍，運(yùn)會(huì)需要整個(gè)生產(chǎn)處理的修改。
[0009] 再者，US8, 263, 176公開一種使用穩(wěn)定處理W制造光伏元件的方法，并將光伏元 件或光伏元件的封裝模組施W低溫退火處理，退火溫度范圍約從50°C至230°C。進(jìn)一步，將 光伏元件或光伏元件的封裝模組W福射照射，福射強(qiáng)度為高于10W/m2。借此，在基板內(nèi)產(chǎn) 生過量的少數(shù)電荷載子，W減緩光伏元件的光致衰減效應(yīng)。然而，經(jīng)低溫退火處理的光伏元 件，于運(yùn)作過程中若遭遇高于當(dāng)初退火溫度的環(huán)境溫度，抑制光致衰減的效果則會(huì)消失，光 伏元件的光電轉(zhuǎn)換效率仍會(huì)下降。此外，通過低溫退火來減緩光伏元件的光致衰減效應(yīng)的 程度仍有改善的空間。
[0010] 參閱圖1，圖1是W剖面視圖示意地繪示一個(gè)典型的娃基光伏元件4的結(jié)構(gòu)。娃基 光伏元件4包含半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)組合40,其中半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)組合40具有正表面406W及與正表面 406相對的背表面408。于圖1中，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)組合40中繪示接面404做為代表。半導(dǎo)體 結(jié)構(gòu)組合40包含具有第一導(dǎo)電型態(tài)的娃基材401，娃基材401可W是單晶娃基材、類單晶娃 基材或多晶娃基材等。娃基材401的厚度范圍為約150微米至220微米。接面404可W是p-n接面、n-p接面、p-i-n接面、n-i-p接面、雙接面、多重接面，或其他類型接面。
[0011] 正表面406通常會(huì)經(jīng)粗紋化燈ex化ring)處理。也就是說，正表面406是粗紋化 表面。正表面406的粗紋化可W通過酸、堿溶液蝕刻來達(dá)成，進(jìn)而在，正表面406形成例如 大小不均的金字塔型（PyramidTexture)結(jié)構(gòu)。正表面406做為光入射面，粗紋化的正表 面406可W有效降低入射光的反射率。
[0012] 一般會(huì)將滲雜劑滲雜于粗紋化的正表面406下一定范圍內(nèi)，W形成具有第二導(dǎo)電 型態(tài)的半導(dǎo)體區(qū)域403,W做為娃基光伏元件的射極（Emitter)。滲雜劑可W是棚、憐或神 等。娃基材401可W是P型態(tài)，半導(dǎo)體區(qū)域403可W是n型態(tài)。于不同做法中，娃基材401 可W是n型態(tài)，半導(dǎo)體區(qū)域403可W是P型態(tài)。
[0013] 正電極47是形成于正表面406上，且與正表面406形成歐姆接觸。正電極47可 W利用局部網(wǎng)印或涂布預(yù)定的金屬漿料（例如，銀漿）在正表面406上，并經(jīng)由燒結(jié)而成。 在燒結(jié)過程中，銀漿里的玻璃粉穿過抗反射層45與正表面406的娃形成接觸，進(jìn)而讓正電 極47與正表面406形成歐姆接觸。
[0014] 至少一個(gè)背面匯流排電極48是形成在背表面408上。背面匯流排電極48 -般是 通過銀漿形成。背電極49是形成于背表面408上且覆蓋背表面408上形成至少一個(gè)背面 匯流排電極48W外的區(qū)域，即完成娃基光伏元件4。背電極49 一般是通過侶漿形成。背面 匯流排電極48W及背電極49可W利用局部網(wǎng)印或涂布預(yù)定的金屬漿料在背表面408上， 并利用共燒（Co-Firing)制程于570°C至840°C的溫度范圍燒結(jié)而成。
[0015] 參閱圖2,圖2是W剖面視圖示意地繪示一個(gè)現(xiàn)有高效能的娃基光伏元件4'的結(jié) 構(gòu)。圖2繪示的娃基光伏元件4'其結(jié)構(gòu)與圖1繪示的娃基光伏元件4的結(jié)構(gòu)大致上相同。 不同的是，圖2的娃基光伏元件4'還包含純化層46。純化層46形成在背表面408上。背 電極49并未覆蓋背表面408,僅與局部背表面408接觸。圖2中具有與圖1中相同號碼標(biāo) 記的元件，有相同或類似的結(jié)構(gòu)W及功能，在此不多做寶述。
[0016] 當(dāng)利用先前技術(shù)US8, 263, 176所公開的穩(wěn)定處理的方法，W低溫退火處理如圖1 所示典型的娃基光伏元件4及如圖2所示高效能的娃基光伏元件4'時(shí)，因?yàn)閳D2所示高效 能的娃基光伏元件4'的背電極49與背表面408的接觸面積大幅減少，使得如圖2所示高 效能娃基光伏元件4'相對于如圖1所示典型的娃基光伏元件4,所能達(dá)成的抑制光致衰減 的效果大幅地減少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] 本發(fā)明的目的在于提供一種有效抑制典型的光伏元件及高效能的光伏元件的光 致衰減的方法及系統(tǒng)。
[0018] 本發(fā)明的一個(gè)觀點(diǎn)，提供一種抑制光伏元件的光致衰減的方法，包含下列步驟：
[0019] (a)在沒有環(huán)境光的干擾下，使用一個(gè)具有波長不小于300納米的光線對該光伏 元件作一個(gè)照光處理，W加熱該光伏元件；及
[0020] 化）保持該光伏元件的溫度高于該光伏元件的一個(gè)回火溫度達(dá)到至少零點(diǎn)五分 鐘。
[0021] 在一些實(shí)施態(tài)樣中，該光伏元件的溫度被保持在低于攝氏600度。
[0022] 在一些實(shí)施態(tài)樣中，在步驟化）中，通過使用一個(gè)控溫裝置輔助地保持該光伏元 件的溫度。
[0023] 在一些實(shí)施態(tài)樣中，該控溫裝置是由一個(gè)加熱裝置及一個(gè)冷卻裝置的其中至少一 者來實(shí)施。
[0024] 或者在一些實(shí)施態(tài)樣中，當(dāng)步驟化）實(shí)施時(shí)，還包含使用一個(gè)感測器偵測該光伏 元件的溫度。
[00巧]或者在一些實(shí)施態(tài)樣中，該光伏元件包含一個(gè)滲棚、含氧的娃基材，該回火溫度是 攝氏230度。
[00%] 在一些實(shí)施態(tài)樣中，該光伏元件的溫度被保持在攝氏230度與攝氏577度間。
[0027] 或者在一些實(shí)施態(tài)樣中，作該照光處理的該光線所具有的波長的范圍在450納米 至1000納米間。
[0028] 或者在一些實(shí)施態(tài)樣中，該光伏元件包含一個(gè)照光面，該照光面的光強(qiáng)度高于 0. 5Sun〇
[0029] 在一些實(shí)施態(tài)樣中，該光強(qiáng)度的范圍從0. 9Sun至5Sun。
[0030] 或者在一些實(shí)施態(tài)樣中，作該照光處理的該光線是從一個(gè)紅外燈、一個(gè)面素?zé)簟⒁?個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件、及一個(gè)有機(jī)發(fā)光元件的其中至少一者所發(fā)出。
[0031] 或者在一些實(shí)施態(tài)樣中，該光伏元件包含一個(gè)滲棚、含氧的娃基材，或一個(gè)滲棚與 嫁、含氧的娃基材。
[0032] 本發(fā)明的另一個(gè)觀點(diǎn)，提供一種抑制光伏元件的光致衰減的系統(tǒng)，包含一個(gè)座體、 一個(gè)發(fā)光源、一個(gè)輸送裝置、一個(gè)溫度感測器、一個(gè)控溫裝置、及一個(gè)控制器。
[0033] 該座體包括一個(gè)沿一個(gè)長度方向延伸的頂壁、一個(gè)與該頂壁間隔設(shè)置的底壁、及 一個(gè)設(shè)置于該頂壁與該底壁間的圍繞壁，并界定出一個(gè)腔室。該圍繞壁包含一個(gè)輸入口，及 一個(gè)在該長度方向上與該輸入口相對的輸出口。該發(fā)光源安裝于該頂壁，并組配成發(fā)射一 個(gè)向下的照明光線。
[0034] 該輸送裝置包括一個(gè)用來運(yùn)送該光伏元件的輸送部，該輸送部組配成沿