一种改善TopCon电池EL氧化脏污的方法

技术领域

本发明属于光伏电池技术领域，具体涉及一种改善TopCon电池EL氧化脏污的方法。

背景技术

Tunnel Oxide Passivated Contact(TOPCon)隧穿氧化硅钝化接触技术为当今太阳能电池发展中较成熟以及各项指标较好的技术，如今全国各光伏企业在大规模扩产，主要是背面采用topcon结构来减少背面金属电极与硅基体接触导致的复合损失，以及接触点处的接触电阻。使载流子传动变成隧穿传动，有效降低接触电阻，从而提高电池的效率。

对于TOPCon电池来说其核心为背面的遂穿氧化层，由于超薄遂穿氧化层和重掺杂硅膜具有良好的钝化效果，硅片表面的能带被弯曲，从而形成场钝化效应，电子隧穿的概率将会大大增加，ρc也大大降低。由于优良的载流子选择性钝化接触性能(J0c<10fA/cm2，ρc<30mΩ·cm2)，采用TOPCon技术制备的晶体硅电池效率达到26％以上，

对于超薄隧道氧化层，有两种载流子输运理论。第一种是量子隧穿。也就是说，当势垒高度大于粒子能量时，电子等微观粒子仍然可以概率地穿过势垒到达另一侧。根据“测不准原理”，时间和能量不能同时具有确定的值，一个量越确定，另一个量就越不确定。即粒子在极短时间内的能量将具有极大的不确定性，能量值的范围将变得更大。因此，虽然粒子的能量(应该是粒子在其能量范围内的平均值)小于势垒高度，但在这个范围内的高能态有一定的概率在很短的时间内超过势垒高度。如果势垒空间跨度较小，具有高能态的粒子可以在很短的时间内穿过势垒。二是针孔理论，当氧化层超过2nm时，载流子穿隧的概率会大大降低。此时载流子主要通过针孔传输，当氧化层的针孔数量过少时，载流子的传输将受到限制。针孔数量过多说明氧化层缺陷过多，导致氧化层化学钝化效果降低。在这种输运机制下，遂穿氧化层的质量要求非常高。

氧化脏污产生原因主要是由于遂穿氧化层偏厚导致电子不能通过遂穿效应或者针孔传输进行传导，氧化层厚度在1-3nm时能有效的进行传输，当大于3nm时，传输效果将明显降低，会导致EL发暗，主要是碱抛后滞留时间过长导致的电池片被氧化产生的氧化脏污，而在量产时，机台难免发生异常报警导致产线流转变慢，增加电池片氧化时间，因此如何解决碱抛后滞留时间过长导致电池片被氧化产生氧化脏污是本领域亟需解决的一个问题。

发明内容

为解决上述背景技术中提出的问题，本发明提供一种改善TopCon电池EL氧化脏污的方法，以解决现有技术中电池片在碱抛后滞留时间过长导致电池片被氧化产生氧化脏污的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种改善TopCon电池EL氧化脏污的方法，包括以下步骤：

S1：将多个硅片进行制绒操作，得到多个制绒后硅片；

S2：将多个制绒后硅片依次进行前硼扩操作、SE操作、氧化操作、去BSG操作和碱抛操作，得到多个片子；

S3：设置无氧通道，无氧通道一端与碱抛操作设备的下料口连通，无氧通道另一端与poly操作设备的入料口连通；

S4：多个片子从碱抛操作设备的下料口下料后，使用至少一个AGV小车将多个片子通过无氧通道运输至poly操作设备的上料口中，AGV小车运输完成后掉头穿过无氧通道返回碱抛操作设备的下料口；

S5：重复S4直至所有片子均完成从碱抛操作设备的下料口至poly操作设备的上料口的运输，进入下一步骤；

S6、对所有进入poly操作设备上料口的片子依次进行poly操作、退火操作、去PSG+RCA操作、ALD操作、正背镀膜操作和金属化操作，得到多个TopCon电池。

优选地，无氧通道侧面还设有缓存站，缓存站与无氧通道侧面连通，缓存站内环境为无氧环境；

当poly操作设备发出异常警报无法接收片子时，碱抛操作设备停止下料，每一个接收到片子的AGV小车均携带片子进入缓存站进行等待；

当异常解除，poly操作设备可正常接收片子时，碱抛操作设备开始下料，AGV小车运送片子至poly操作设备的上料口中，AGV小车运输完成后掉头穿过无氧通道返回碱抛操作设备的下料口。

优选地，无氧通道采用双层抽真空钢化玻璃。

优选地，缓存站上设有可控制开合的玻璃门。

优选地，无氧通道和缓存站内部均采用氮气持续填充，氮气压力在1-1.5个大气压之内，氮气占比为80％-90％。

优选地，无氧通道中还设有气压表。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本申请提供了一种改善TopCon电池EL氧化脏污的方法，通过在碱抛下料到poly上料中间段设计出一个无氧通道来实现碱抛后的无氧环境，通过密闭空间通入其他气体，使氧气含量降低，在机台发生异常报警导致产线流转变慢时，电池片在无氧通道运输和留存时将不会被氧化生成氧化层，简便有效的解决了电池片在碱抛后滞留时间过长导致电池片被氧化产生氧化脏污的问题。

附图说明

图1为本发明的方法流程示意图；

图2为无氧通道的具体结构示意图；

图3为氧化层厚度随留存时间变化趋势图；

图4为氧化层厚度随氧含量变化趋势图。

具体实施方式

为便于本领域技术人员理解本发明的技术内容，以下结合附图和具体的实例对本发明作进一步地详细说明。应当理解，此处所描述的具体实例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1、图2所示，一种改善TopCon电池EL氧化脏污的方法，包括以下步骤：

S1：将多个硅片进行制绒操作，得到多个制绒后硅片；

S2：将多个制绒后硅片依次进行前硼扩操作、SE操作、氧化操作、去BSG操作和碱抛操作，得到多个片子；

S3：设置无氧通道，无氧通道一端与碱抛操作设备的下料口连通，无氧通道另一端与poly操作设备的入料口连通；

S4：多个片子从碱抛操作设备的下料口下料后，使用至少一个AGV小车将多个片子通过无氧通道运输至poly操作设备的上料口中，AGV小车运输完成后掉头穿过无氧通道返回碱抛操作设备的下料口；

S5：重复S4直至所有片子均完成从碱抛操作设备的下料口至poly操作设备的上料口的运输，进入下一步骤；

S6、对所有进入poly操作设备上料口的片子依次进行poly操作、退火操作、去PSG+RCA操作、ALD操作、正背镀膜操作和金属化操作，得到多个TopCon电池。

在本实施例中，本申请提供了一种改善TopCon电池EL氧化脏污的方法，通过在碱抛下料到poly上料中间段设计出一个无氧通道来实现碱抛后的无氧环境，通过密闭空间通入其他气体，使氧气含量降低，在机台发生异常报警导致产线流转变慢时，电池片在无氧通道运输和留存时将不会被氧化生成氧化层，简便有效的解决了电池片在碱抛后滞留时间过长导致电池片被氧化产生氧化脏污的问题。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，如图2所示，无氧通道侧面还设有缓存站，缓存站与无氧通道侧面连通，缓存站内环境为无氧环境；

当poly操作设备发出异常警报无法接收片子时，碱抛操作设备停止下料，每一个接收到片子的AGV小车均携带片子进入缓存站进行等待；

当异常解除，poly操作设备可正常接收片子时，碱抛操作设备开始下料，AGV小车按照缓存时间由长到短依次运送片子至poly操作设备的上料口中，AGV小车运输完成后掉头穿过无氧通道返回碱抛操作设备的下料口。

在本实施例中，为提高复工效率，以及及时收纳更多已完成碱抛的电池片，本申请还设置了缓存站，在生产线上，多个片子通常放置在一个货架上，一个AGV小车运输一个货架，由于现有技术无法保障无氧通道内为完全的无氧环境，因此AGV小车按照缓存时间由长到短依次运送片子至poly操作设备的上料口中，可有效避免电池片在碱抛后滞留时间过长导致电池片被氧化产生氧化脏污的问题。

实施例3

本实施例与实施例1的区别在于，无氧通道采用双层抽真空钢化玻璃，使用玻璃材质可方便操作人员对无氧通道内的作业情况进行观察。

实施例4

本实施例与实施例1的区别在于，缓存站上设有可控制开合的玻璃门。

在本实施例中，玻璃门可方便维保时操作人员对缓存站和无氧通道内进行维修。

实施例5

本实施例与实施例2的区别在于，无氧通道和缓存站内部均采用氮气持续填充，氮气压力在1-1.5个大气压之内，氮气占比为80％-90％。

氧化脏污产生机理为氧化层偏厚，对于产线量产来说，主要是因为碱抛后滞留时间较长，导致电池片与空气中的氧气反应生成氧化层，随后在去制备氧化层时，使起氧化层过厚。量产过程中难免机台发生报警异常等导致产线流转变慢，使碱抛后滞留时间过长，通常大部分公司均将碱抛后在制时间控制在0.5h内，但是发生异常后在制事件超过1h，单独对其进行跟踪氧化脏污占比0.9％，在制时间好过2h，单独进行跟踪氧化脏污占比高达12％，超过3h，比例高达60％。

空气中的氧气含量大约为21％，通过实验证明，再该氧含量下，电池片裸露在空气中，氧化层厚度随时间推移而变厚，其趋势图如图3所示。

通常产线电池片留存时间均在0.5-2h，超过2h氧化脏污占比上升迅速，导致效率良率偏低，正常生产时会将留存时间超过2h的电池片返工处理，从而浪费了第一次生产的时间，化学品成本，以及返工时化学品的成本，特别是对于新厂开线时，产线流转不顺，经常导致长时间滞留，返工成本大大增加。

如图4所示，通过氧含量实验在相同留存时间下，不同氧含量存放环境，氧化层厚度趋势，得到当氧含量偏低时，氧化层厚度有明显改善。

因此本申请使用氮气对无氧通道和缓存站进行填充，可有效减缓电池片的氧化。

实施例6

本实施例与实施例1的区别在于，无氧通道中还设有气压表，气压表用于协助操作人员实时监测无氧通道和缓存站内的气压。