[发明专利]异质结光电池的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光伏电池处理工艺，为了稳定和提高处理工艺的效率。

背景技术

异质结光伏电池是通过关联两个半导体、即晶体硅和非晶硅构成的，与同质结电池相反，同质结电池是通过关联两个相同材质的晶带构成的。

更具体的，参考图1，异质结电池包括由晶体硅组成的中间层1，其上面和下面为两层2、3，其被称为“钝化”层，由非晶硅放置组成，即一上层2和一下层3。

硅衬底作为中央层1是（CZ 或FZ）n型晶体衬底，即在其主体内尤其没有包含硼原子，除了是微量的（在本发明中微量的定义是，硼，表示为[B]，其浓度为0至1×10¹⁶at/cm³之间）。

在本发明中，钝化层2、3是由氢化非晶硅（a-Si∶H）构成的。

晶体硅衬底1包含杂质应当是最小量的，以最大限度的提高光伏电池性能。同样，在晶体硅1以及非晶硅（a-Si∶H）层2、3之间的界面在沉积之前必须尽可能地清洁和钝化，以保证非常好的电压穿过电池端子。这些清洁是以去除有机物和金属颗粒为目的，并且通过H使在表面上残留的表面缺陷饱和。一定数量的不同效能的清洁存在，以改善所述钝化。同样，钝化可以通过改变非晶硅层2-3的性质、其性质为层厚度和掺杂来改善。

非晶硅层2或3分别被由透明导电氧化物组成的上位层4和下位层5覆盖。

金属电极6被放置在透明导电氧化物层4的自由边，被称为“正面”，因为它的目的是用于接收光通量；金属电极7放置在透明导电氧化物层5的自由边，称为“背面”，与正面相对应。

上述的电级6由金属网格栅组成，以使光子可以通过硅层1、2和3。

上述的电极7可以是一个网格（如电极6），或一个连续层。在这种情况下，光子无法通过这个不透明层到达硅层1、2和3。

德沃尔夫等人的文章（Physical Review B, vol. 83, no. 23, 7 June 2011, pages 233301-1 – 233301-4, XP55025598）中研究光致降解（LID）在由氢化非晶硅钝化的晶体硅构成的区域的影响。本研究的目的是通过参数τeff（载流子寿命）对主体的性质和稳定性以及非晶硅中的界面缺陷进行分析，参数τ只明确纯化的质量。这篇文章并未提出任何改进，乃至异质结光伏电池的稳定性能（特别是效率）。相反，这篇文章（图1b）显示了作为时间的函数的该系数的变量，在光照下对于a-Si∶H/c-Si(111)和a-Si∶H /c-Si（100）并不好，因为在稍有改善后，6小时后出现下降。

为了提高光伏电池的效率，对电池在加电压下进行热处理（加热电池至温度为50℃至230℃之间）的方法已经被提出。这种处理方法已经被用于制备硼原子掺杂的硅电池。特别地，这类电池可以看到它们的能量转换效率在其使用（即在被照射的情况下）的过程中降低。这种效果与其配合物的构成有关，在照射条件下，所述配合物为在取代位置(B_s)和氧二聚体(O_i2)中连结一个棚原子。在照射条件下，移动的氧二聚体向静止的硼原子扩散。所形成的配合物在硅的带隙中引入了深能级，因此允许自由电荷重组，从而降低电荷载流子的寿命和电池的能量转换效率。

对于n型异质结电池（即一个作为中央层1的硅衬底不包含硼，除非是极其微量），申请人已经发现这样的处理可以提高电池的效能，即使该电池不含有硼，除非是只含有微量的硼。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种不含硼的n-型光伏电池的处理方法。

为此，本发明在热处理过程中照射所述n型异质结电池，其热处理在温度20至200℃之间进行的。

更特别地，本发明涉及一种n型光伏电池的处理方法，以提高和稳定其性能，所述方法包括以下步骤：

— 提供一个n型异质结光伏电池，其包括一个中央晶体硅层，设置在中央晶体硅层上方或下方的由氢化非晶硅构成的钝化层；和

—将电池加热至20℃至200℃之间，加热一定处理时间，同时为光电池提供一定的光通量。

在其它实施例中：

·光通量可能高于或等于100W/m²，优选为大于或等于250W/m²，并更有利地为高于或等于500W/m²；

·所述的一定处理时间可以少于48h，更优选为30min至12h之间，并更有利地为约10h；