[发明专利]一种PERC单晶电池用硅片的退火方法及PERC单晶电池用硅片与应用

说明书

本发明提供了一种PERC单晶电池用硅片的退火方法及PERC单晶电池用硅片与应用，所述退火方法包括以下步骤：(1)送入硅片，同时通入氮气，维持第一时间段；(2)抽真空至第一绝对压力，同时升温至第一温度，维持第二时间段；(3)在第二绝对压力下通入氮气吹扫，保持在第二温度，维持第三时间段；(4)抽真空至第三绝对压力，保持在第三温度，维持第四时间段；(5)回压至第四绝对压力，保持在第四温度，维持第五时间段；(6)在第五温度下通入氮气和氧气，进行恒温氧化，维持第六时间段；(7)取出硅片，同时通入氮气，维持第七时间段。所述退火方法有效地在电池表面形成了高质量的钝化膜，同时最大程度地减少了硅片表面白点数量。

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，涉及一种PERC单晶电池用硅片，尤其涉及一种PERC单晶电池用硅片的退火方法及PERC单晶电池用硅片与应用。

背景技术

PERC(钝化发射极和背面电池技术)起源于上世纪80年代，通过在常规电池的背面叠加钝化层，可以提高转化效率，由这种技术制备的单晶电池称为PERC单晶电池。制备PERC单晶电池的工艺流程一般分为以下步骤：制绒→扩散→SE激光→氧化→刻蚀(去PSG)→退火→背膜→正膜→背膜激光开槽→丝网印刷→烧结→光注入或电注入→测试分拣。其中，在退火步骤中，利用氧原子与硅片表面未饱和的硅原子反应形成二氧化硅，降低了硅片表面悬挂键密度，从而起到了钝化的效果。然而在实际生产过程中，由于硅片表面的杂质无法彻底且有效去除，很容易导致硅片表面出现白点，进而影响PERC单晶电池的合格率。

CN 109742185A公开了一种改善晶硅双面电池小白点的变温变压热氧化工艺，所述工艺包括以下步骤：上料、进舟、升温、吹扫、抽真空、氧化、回压冷却、出舟与下料。所述发明采用变温变压方式来减少PE白点，但存在如下问题：(1)将炉管内温度升温至850-980℃，温度过高使得多数表面杂质进入硅片，从而无法有效排除硅片表面白点；(2)虽然具备吹扫步骤，但是氮气流量为5-10SLM，炉管内压力控制在100-300mbar，压力过低，且气体流量过少，吹扫效果有限；(3)升温到850℃以上至少需要10min，并且温度下降需要20min以上，严重影响了工艺时间，以牺牲产能为代价，达不到量产的要求。

CN 107256907A公开了一种改善PERC高效电池片外观小白点的退火工艺，所述退火工艺包括以下步骤：a：将炉管温度调低为550℃，然后将硅片放入炉管内，随后通入5000±1000sccm氧气，与硅片表面杂质发生氧化反应；b:向炉管内通入5000±1000sccm氮气进行吹扫，去除硅片表面杂质；c：将炉管内温度提升至700±20℃，然后通入1000sccm氮气用以保护硅片表面，避免二次污染；d：硅片出炉管后降温至550℃。然而所述发明将氧化步骤置于吹扫步骤之前，无法避免在氧化过程中表面杂质进入硅片，从而影响电池片的质量。

由此可见，如何提供一种退火工艺，有效地在PERC单晶电池表面形成均匀、高质量的SiO₂钝化膜，同时最大程度地减少硅片表面小白点的数量，成为了目前本领域技术人员迫切需要解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种PERC单晶电池用硅片的退火方法及PERC单晶电池用硅片与应用，所述退火方法有效地在PERC单晶电池表面形成了均匀、高质量的SiO₂钝化膜，同时最大程度地减少了硅片表面小白点的数量。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种PERC单晶电池用硅片的退火方法，所述退火方法包括以下步骤：

(1)送入硅片，同时通入氮气，维持第一时间段；

(2)抽真空至第一绝对压力，同时升温至第一温度，维持第二时间段；

(3)在第二绝对压力下通入氮气吹扫，保持在第二温度，维持第三时间段；