一种N型TOPCon电池的烧结方法、用于N型TOPCon电池烧结的烧结炉与流程

一种n型topcon电池的烧结方法、用于n型topcon电池烧结的烧结炉
技术领域
1.本发明涉及n型topcon电池技术领域，尤其涉及一种n型topcon电池的烧结方法、用于n型topcon电池烧结的烧结炉。


背景技术：

2.当前n型topcon电池(tunnel-oxide-passivated-contact，隧穿氧化物敦化接触电池)由于优秀的发电性能备受青睐，相较于传统perc电池片，在背面增加了超薄的隧穿氧化层及多晶硅层。
3.在金属化的过程中，topcon正反两面电极都需要银浆，考虑到降低欧姆接触电阻等因素，用于n型电池发射极侧(正面)的银浆通常都掺有铝，因此正面相比背面需要更高的烧结温度，现有的烧结工艺是通过加热灯管在两面缓慢加热，因此正反两面烧结温度一致，容易出现正面银铝浆与硅的接触性能不佳、背面银浆对多晶硅穿刺等情况，从而影响电池效率。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种n型topcon电池的烧结方法、用于n型topcon电池的烧结炉。所述烧结方法可以使n型topcon电池正反两面都有较好的烧结效果，最终使制备得到的n型topcon电池具有较好的电池效率。
5.为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
6.本发明提供了一种n型topcon电池的烧结方法，包括以下步骤：
7.将n型topcon电池片传送至烧结区对电池片进行灯管加热的同时，在所述电池片的正面施加激光扫描处理；
8.所述电池片的正面温度较背面温度高50～80℃；
9.所述n型topcon电池片的正面和背面均涂覆有银浆。
10.优选的，所述电池片的背面的温度为700～730℃。
11.优选的，所述电池片的正面温度为750～800℃。
12.优选的，所述电池片的传送速度为250mm/s。
13.优选的，所述激光扫描处理为以10～20m/s的速度来回扫描；
14.所述激光扫描处理的光斑直径为2～10mm，波长为300～1100nm。
15.本发明提供了一种用于n型topcon电池的烧结炉，包括电池片传输装置、烧结炉、光电探测头、透明窗口和激光扫描器；
16.所述透明窗口位于所述烧结炉的顶部；
17.所述激光扫描器的照射位置对应所述透明窗口处。
18.优选的，所述电池片传输装置为传动滚轮。
19.优选的，所述光电探测头位于激光扫描器旁。
20.优选的，所述烧结炉的加热装置为加热灯管；
21.所述加热灯管位于电池片上下侧，分布在烧结炉内。
22.本发明提供了一种n型topcon电池的烧结方法，包括以下步骤：将n型topcon电池片传送至烧结区对电池片进行灯管加热的同时，在所述电池片的正面施加激光扫描处理；所述电池片的正面温度较背面温度高50～80℃；所述n型topcon电池片的正面和背面均涂覆有银浆。对于传统的烧结来说，当烧结温度较高时，虽然可以使正面银浆的烧结效果较好，能够与硅充分接触，但背面银浆容易烧穿隧穿氧化层，使钝化效果变差；当烧结温度较低时，背面银浆烧结效果较好，不会烧穿氧化层；但正面银浆烧结会不完全，效果较差，所以传统的烧结过程很难在烧结温度上取最优值同时使正面和背面的浆料烧结效果达到最好。所述激光扫描处理可以快速使电池片的正面达到较高的温度(高于背面50～80℃)以帮助正面银浆烧穿所述n型topcon电池中的钝化层，保证与硅的接触能性能；同时，所述激光扫描处理达到最高温度，能够降低加热灯管的照射温度，节约能源。
附图说明
23.图1为本发明所述烧结炉的结构示意图，其中，1-n型topcon电池，2-电池片传输装置，3-烧结炉的顶部，4-激光扫描器，5-光电探测头，6-烧结炉的侧壁，7-透明窗口，8-加热灯管。
具体实施方式
24.本发明提供了一种n型topcon电池的烧结方法，包括以下步骤：
25.将n型topcon电池片传送至烧结区对电池片进行灯管加热的同时，在所述电池片的正面施加激光扫描处理；
26.所述电池片的正面温度较背面温度高50～80℃；
27.所述n型topcon电池片的正面和背面均涂覆有银浆。
28.在本发明中，若无特殊说明，所有材料或设备均为本领域技术人员熟知的市售产品。
29.在本发明中，所述n型topcon电池片的正面优选涂覆有掺铝银浆，所述掺铝银浆中的掺铝量优选为5wt％；所述n型topcon电池片的背面优选涂覆有未掺杂铝的银浆。
30.本发明对所述n型topcon电池片的结构没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的结构即可。在本发明的实施例中，所述n型topcon电池片的结构包括依次层叠设置的钝化/减反射膜、钝化层、p型发射极、n型硅片基底、超薄隧穿层、n型多晶硅薄膜和减反射膜。
31.在本发明中，所述电池片的正面温度较背面温度高50～80℃，优选为55～75℃，更优选为60～70℃。
32.在本发明中，所述电池片的背面的温度优选为700～730℃，更优选为705～725℃，最优选为710～720℃。
33.在本发明中，所述电池片的正面温度优选为750～800℃，更优选为760～790℃，最优选为770～780℃。
34.在本发明中，所述电池片的传送速度优选为250mm/s。
35.在本发明中，所述激光扫描处理优选为以10～20m/s的速度来回扫描；所述激光扫描处理的光斑直径优选为2～10mm，更优选为4～8mm，最优选为5～6mm；波长优选为300～1100nm，更优选为500～1000nm，最优选为600～950nm。
36.本发明提供了一种用于n型topcon电池烧结的烧结炉，包括电池片传输装置、烧结炉、光电探测头、透明窗口和激光扫描器；
37.所述透明窗口位于所述烧结炉的顶部；
38.所述激光扫描器的照射位置对应所述透明窗口处。
39.作为本发明的一个实施例，所述透明窗口的尺寸为100mm＊50mm。所述透明窗口的材料为耐高温的石英玻璃；所述耐高温的石英玻璃优选为将石英玻璃依次经过抛光和镀膜；本发明对所述抛光和镀膜的过程没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行并保证所述透明窗口的透过率超过97％。
40.作为本发明的一个实施例，所述电池片传输装置为传动滚轮。
41.作为本发明的一个实施例，所述光电探测头位于激光扫描器旁。
42.作为本发明的一个实施例，所述烧结炉的加热装置为加热灯管；
43.所述加热灯管位于电池片上下侧，分布在烧结炉内。
44.在本发明中，所述烧结炉的使用方法优选为：将n型topcon电池片置于电池片传输装置上，所述n型topcon电池片的正面朝上传送至烧结炉中，直至到达光电探测头的正下方以获取电池片的位置，所述n型topcon电池片继续匀速传递，开启所述激光扫描器扫描所述n型topcon电池片的正面，使n型topcon电池片的正面被均匀扫描过。
45.下面结合实施例对本发明提供的n型topcon电池的烧结方法、烧结炉进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
46.实施例1
47.烧结炉的结构(如图1所示)：包括电池片传输装置、烧结炉、光电探测头、透明窗口和激光扫描器；所述透明窗口位于所述烧结炉的顶部；所述激光扫描器的照射位置位于所述透明窗口处。所述透明窗口的尺寸为100mm＊50mm。所述透明窗口的透过率为97％，材料为耐高温的石英玻璃；所述电池片传输装置为传动滚轮；所述光电探测头位于激光扫描器旁；所述烧结炉的加热装置为加热灯管；所述加热灯管位于电池片上下侧，分布在烧结炉内；
48.n型topcon电池片的结构为：从正面到背面依次层叠设置的钝化/减反射膜、钝化层、p型发射极、n型硅片基底、超薄隧穿层、n型多晶硅薄膜和减反射膜；所述n型topcon电池片的正面涂覆有掺铝银浆，所述掺铝银浆中的掺铝量为5wt％；所述n型topcon电池片的背面均涂覆有银浆；
49.将n型topcon电池片(尺寸为182mm＊182mm)置于电池片传输装置上，所述n型topcon电池片的正面朝上传送至烧结炉中，直至到达光电探测头的正下方以获取电池片的位置，所述n型topcon电池片继续匀速传递(传递速度为250mm/s)，设置加热灯管控制环境温度为700℃，开启所述激光扫描器扫描(以20m/s的速度来回扫描；所述激光扫描处理的光斑直径为2mm，波长为915nm)所述n型topcon电池片的正面，使n型topcon电池片的正面被均匀扫描过，并使所述n型topcon电池片的正面温度达到780℃，在此过程中，通过烧结炉中的加热灯管加热所述n型topcon电池片的背面温度达到705℃；每片电池片的扫描时间为1秒，
得到烧结处理后的n型topcon电池片。
50.实施例2
51.烧结炉的结构(如图1所示)：包括电池片传输装置、烧结炉、光电探测头、透明窗口和激光扫描器；所述透明窗口位于所述烧结炉的顶部；所述激光扫描器的照射位置位于所述透明窗口处。所述透明窗口的尺寸为100mm＊50mm。所述透明窗口的透过率为97％，材料为耐高温的石英玻璃；所述电池片传输装置为传动滚轮；所述光电探测头位于激光扫描器旁；所述烧结炉的加热装置为加热灯管；所述加热灯管位于电池片上下侧，分布在烧结炉内；
52.n型topcon电池片的结构为：从正面到背面依次层叠设置的钝化/减反射膜、钝化层、p型发射极、n型硅片基底、超薄隧穿层、n型多晶硅薄膜和减反射膜；所述n型topcon电池片的正面涂覆有掺铝银浆，所述掺铝银浆中的掺铝量为5wt％；所述n型topcon电池片的背面均涂覆有银浆；
53.将n型topcon电池片(尺寸为182mm＊182mm)置于电池片传输装置上，所述n型topcon电池片的正面朝上传送至烧结炉中，直至到达光电探测头的正下方以获取电池片的位置，所述n型topcon电池片继续匀速传递(传递速度为250mm/s)，开启所述激光扫描器扫描(以20m/s的速度来回扫描；所述激光扫描处理的光斑直径为4mm，波长为915nm)所述n型topcon电池片的正面，使n型topcon电池片的正面被均匀扫描过，并使所述n型topcon电池片的正面温度达到775℃，在此过程中，通过烧结炉中的加热灯管加热所述n型topcon电池片的背面温度达到725℃；每片电池片的扫描时间为0.5秒，得到烧结处理后的n型topcon电池片。
54.实施例3
55.烧结炉的结构(如图1所示)：包括电池片传输装置、烧结炉、光电探测头、透明窗口和激光扫描器；所述透明窗口位于所述烧结炉的顶部；所述激光扫描器的照射位置位于所述透明窗口处。所述透明窗口的尺寸为100mm＊50mm。所述透明窗口的透过率为97％，材料为耐高温的石英玻璃；所述电池片传输装置为传动滚轮；所述光电探测头位于激光扫描器旁；所述烧结炉的加热装置为加热灯管；所述加热灯管位于电池片上下侧，分布在烧结炉内；
56.n型topcon电池片的结构为：从正面到背面依次层叠设置的钝化/减反射膜、钝化层、p型发射极、n型硅片基底、超薄隧穿层、n型多晶硅薄膜和减反射膜；所述n型topcon电池片的正面涂覆有掺铝银浆，所述掺铝银浆中的掺铝量为5wt％；所述n型topcon电池片的背面均涂覆有银浆；
57.将n型topcon电池片(尺寸为182mm＊182mm)置于电池片传输装置上，所述n型topcon电池片的正面朝上传送至烧结炉中，直至到达光电探测头的正下方以获取电池片的位置，所述n型topcon电池片继续匀速传递(传递速度为250mm/s)，开启所述激光扫描器扫描(以10m/s的速度来回扫描；所述激光扫描处理的光斑直径为2mm，波长为1080nm)所述n型topcon电池片的正面，使n型topcon电池片的正面被均匀扫描过，并使所述n型topcon电池片的正面温度达到780℃，在此过程中，通过烧结炉中的加热灯管加热所述n型topcon电池片的背面温度达到720℃；每片电池片的扫描时间为0.5秒，得到烧结处理后的n型topcon电池片。
58.对比例1
59.参考实施例1，区别在于不进行激光扫描器扫描。
60.测试例
61.测试实施例1和对比例1所述的烧结处理后的n型topcon电池片的正面接触电阻(tlm-scan+多功能太阳电池栅线接触电阻测试仪)，对比例1所述的n型topcon电池片的正面接触电阻为10mωcm2，实施例1所述的n型topcon电池片的正面接触电阻为1.5mωcm2；由此可见，本发明所述的烧结处理能够使正面银浆烧结效果更好，与硅充分接触；
62.测试实施例1和对比例1所述的烧结处理后的n型topcon电池片效率(太阳能电池i-v测试仪)，对比例1所述的n型topcon电池片的效率为23.5％，实施例1所述的n型topcon电池片的效率为24％；说明本发明所述的烧结过程充分保证了正面银浆的烧结效果，也降低了整个炉体所需的加热温度，减少了电能消耗。
63.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。