本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及切片硅异质结电池、切片硅异质结电池的制备方法、太阳能电池组件。
背景技术：
太阳能电池具有清洁无污染、可再生、工作性能稳定等优点。太阳能电池也称光伏电池，其利用半导体的光生伏特效应，将太阳光的能量直接转换为电能。在转换过程中，通过吸收光产生电子空穴对，电子空穴对分离，实现发电电流的传输。根据结构和制备工艺的不同，太阳能电池划分为不同的类型，包括非晶硅/晶体硅异质结太阳电池及其他类型硅太阳能。例如，以晶硅为基底的异质结电池，在基底的一侧或两侧制备半导体层、电极形成电池片，接着将多个电池片进行焊接以进行串联或并联，然后封装形成组件，组件发电后通过逆变器回馈电网。
随着电站投资商平价上网的压力的增大，对度电成本的诉求越来越高。实践证明，半片技术是降低电池组件封装损失、提高电池组件功率的有效途径。半片技术，即采用激光切割法沿着垂直于电池主栅线的方向将标准规格电池片切成相同的两个半片电池片后再进行焊接串联。半片组件与常规组件相比，由于内部的短路电流减半，而电压增加一倍，因此在同样的功率情况下内部损耗有效降低，外部输出功率得到提升。
在激光切割过程中，激光将电池片沿设定路径局部融化，再通过机械力量将电池片沿设定路径裂解实现切片。从而，在电池片的切割边缘形成激光损伤区和机械断裂区，导致电池片中硅原子无法保持原本的有序排列状态，形成悬挂键，降低电池片的效率，使得半片组件的外部输出功率有所折损。
如何保持切割后的硅异质结电池的效率，或减小因切割造成的效率降低，成为目前异质结电池领域亟待解决的技术问题之一。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种切片硅异质结电池、切片硅异质结电池的制备方法及太阳能电池组件，通过对且仅对切片硅异质结电池主体的切割表面进行处理，有效钝化切割侧表面的缺陷，降低载流子的复合，提高电池的放电效率，修复现有技术中因激光切片技术导致切割侧面出现损伤而导致的电池效率降低。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是：
作为本发明的一方面，提供一种切片硅异质结电池的制备方法，包括对整片异质结电池进行切割的步骤，还包括：对切割后形成的切片硅异质结电池主体进行如下处理：
将所述切片硅异质结电池主体置于氛围气体中，采用光注入退火方式在设定温度范围内，利用光源对且仅对所述切片硅异质结电池主体的切割表面进行处理；
其中，所述切片硅异质结电池主体至少包括晶硅基底、本征非晶硅层、掺杂非晶硅层、透明导电层和栅电极。
优选的是，所述光注入退火方式中，所述光源垂直于所述切割表面进行照射。
优选的是，所述光注入退火方式中，所述光源照射方式为连续性照射或者间歇性照射，连续性照射总时间范围为20s－2min，间歇性照射总时间范围为20s－5min；
优选的是，在所述间歇性照射中，所述光源的单次照射时间范围为2ms－20s，单次间歇时间优选为2s－10s。
优选的是，所述光注入退火方式中，光强范围为20sun～100sun；
优选的是，光强范围为30sun－80sun。
优选的是，所述设定温度范围为180℃－220℃。
优选的是，所述氛围气体为空气或者为氮气；
优选的是，所述氛围气体为氧气和氮气与的混合气体，所述混合气体的氧气含量在20％以上；
优选的是，所述氛围气体还包括部分纯水蒸汽。
优选的是，所述光注入退火方式包括采用不同波长的光进行照射，所述光源包括红外光、可见光、单色光及白光；
优选的是，所述光源包括激光、卤素灯或led灯。
优选的是，采用激光或无损切割机将所述整片硅异质结电池切割成所需要的形状，得到所述切片硅异质结电池主体；
优选的是，在对整片异质结电池进行切割之前，对所述整片硅异质结电池的正表面和背表面进行预光注入退火。
作为本发明的另一方面，提供一种切片硅异质结电池，其包括切片硅异质结电池主体，所述切片硅异质结电池主体的切割表面采用上述的切片硅异质结电池的制备方法进行处理；
其中，所述切片硅异质结电池为非晶硅/晶体硅异质结电池、非晶硅/晶体硅异质结－钙钛矿叠层电池中的至少一种。
作为本发明的另一方面，提供一种太阳能电池组件，其包括上述的切片硅异质结电池。
本发明的有益效果是：
本发明的切片硅异质结电池的制备方法通过光注入退火处理方式，即在一定的温度下使用某种波长范围的光子照射切割侧表面，可以钝化切割侧表面的缺陷，降低载流子的复合，提高电池的放电效率，从而将现有技术中因激光切片技术导致切割侧面出现损伤造成的0.3％的电池效率降低，修复为使得电池效率的仅降低0.15％左右。
附图说明
图1为本发明实施例1中切片硅异质结电池的制备方法的流程图；
图2为本发明实施例1中整片硅异质结电池的制备方法的流程图；
图3为本发明实施例1中对切片硅异质结电池进行光注入退火的示意图；
图4为本发明实施例1中对切片硅异质结电池进行光注入退火的电池盒的结构简图；
图5为本发明实施例2中电池组件的制备流程示意图；
附图标识中：
11－n型单晶硅片；21－第一本征非晶硅层；22－第二本征非晶硅层；31－n型非晶硅层；32－p型非晶硅层；41－第一透明导电层；42－第二透明导电层；51－第一电极；52－第二电极；
61－电池盒；62－光源；63－切片硅异质结电池主体。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明切片硅异质结电池、切片硅异质结电池的制备方法、太阳能电池组件作进一步详细描述。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明的技术方案，并不用于限制本发明。
显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本发明的技术构思在于：
异质结电池一般是以n型硅片为基底，在两侧形成非晶硅层、透明导电层和电极的结构，其具有低光致衰减率lid、低温度系数、高双面率、年衰减率低等优点。相比现有技术中的太阳能电池，其在性能和制备工艺上均存在很大的差异。
硅异质结电池的电压与电池的面积无关，电流却与电池的面积成正比，当把整片硅异质结电池切割成切片异质结电池时，切片异质结电池的面积减小，电流下降，电压增加，因此在同样的功率情况下内部损耗有效降低，外部输出功率得到提升。然而，事实是，整片硅异质结电池经过切割后，通常硅异质结电池效率会产生明显的损失，原因为经过切割的异质结电池侧表面存在大量的缺陷和悬挂键，导致大量的载流子复合，造成载流子的大量损失，显著降低电池的效率。本发明在氛围气体中通过光注入退火处理，使位错等缺陷滑移到表面，从而减少载流子的体复合，当氛围气体含有氧气或水蒸气时，可以在表面形成氧化膜，减小表面态密度，降低电池体内的氢原子从侧断面和表面的流失，起到钝化作用。除了对激光切割侧表面的优化作用，光注入退火对电池本身质量的提高也有促进效果，如改善非晶硅/晶体硅界面非晶硅的钝化效果，提高非晶硅薄膜质量，改善透明导电层薄膜质量。
实施例1：
切片硅异质结电池由激光切割造成的侧断面附近存在较多缺陷，与体内的硅原子不同，位于表面的硅原子有悬挂键，不作处理会引起大量的载流子复合。
本实施例提供一种切片硅异质结电池的制备方法，如图1所示，包括对整片异质结电池进行切割的步骤，还包括：对切割后形成的切片硅异质结电池主体进行如下处理：
将所述切片硅异质结电池主体置于氛围气体中，采用光注入退火方式在设定温度范围内，利用光源对且仅对所述切片硅异质结电池主体的切割表面进行处理；其中，切片硅异质结电池主体至少包括晶硅基底、本征非晶硅层、掺杂非晶硅层、透明导电层和栅电极。
具体的，切片非晶硅/晶体硅异质结电池的制备方法，主要步骤如下：
该切片硅异质结电池的制备方法具体包括以下步骤：
步骤s1)：制备整片硅异质结电池。
在该步骤中，如图2所示，包括如下流程：
步骤s11)提供晶硅基底。
在该步骤中，晶硅基底例如可以为n型单晶硅片11(c－si(n))。当然，晶硅基底可以包括单晶硅片或多晶硅片中的任一种。
步骤s12)在晶硅基底的表面依次形成本征非晶硅层、掺杂非晶硅层。
在该步骤中，在n型单晶硅片11(c－si(n))的一侧(正表面)依次形成第一本征非晶硅层21(a－si(i))、n型非晶硅层31(a－si(n))；在n型单晶硅片11(c－si(n))的另外一侧(背表面)依次形成第二本征非晶硅层22(a－si(i))、p型非晶硅层32(a－si(p))。
步骤s13)在掺杂非晶硅层的表面形成透明导电层。
在该步骤中，在n型非晶硅层31(a－si(n))上形成一定厚度的第一透明导电层41，在p型非晶硅层32(a－si(p))上形成一定厚度的第二透明导电层42。
步骤s14)在透明导电层的表面形成电极。
在该步骤中，电极包括主栅电极以及多条与主栅电极连接、且互相平行间隔排列的细栅电极。在电池正表面即第一透明导电层41上丝网印刷形成第一电极51，比如ag电极；在电池背表面即第二透明导电层42上丝网印刷形成第二电极52，比如ag电极。
步骤s15)进行烧结和光注入退火。
在该步骤中，结合烧结技术和光注入退火技术，烧结电池正表面和背表面的电极，在烧结的同时对整片硅异质结电池进行光注入退火。也就是说，在对整片异质结电池进行切割之前，对整片硅异质结电池的正表面和背表面进行预光注入退火，对正表面、背表面的缺陷预先进行修复。
步骤s2)：对整片硅异质结电池切割形成切片硅异质结电池主体。
在该步骤中，采用激光或无损切割机，按照设计，将整片硅异质结电池切割成所需要的形状，得到切片硅异质结电池主体。切割后的切片硅异质结电池主体的包括被激光切割导致的热损伤区域和存在许多悬挂键的机械断裂区域的侧表面，这些区域导致大量的载流子复合。
步骤s3)采用光注入退火方式对切片硅异质结电池主体的切割表面进行处理。
在本实施例中，如图3所示，将所述切片硅异质结电池主体置于电池盒61内，调节氛围气体，采用光注入退火方式在设定温度范围内，利用光源62对且仅对所述切片硅异质结电池主体的切割表面进行处理。
在该步骤中，采用光注入退火方式处理切割后的非晶硅/晶体硅异质结电池的侧表面，光注入退火的环境条件如下：
氛围气体为空气，或氛围气体为氮气(n2)，或氛围气体为氧气(o2)和氮气的混合气体，或氛围气体为氧气、氮气和纯水蒸汽的混合气体，其中氧气：氮气＝1：5－9：1，水蒸气可以适量；
光源包括激光、卤素灯或led灯，光强范围为20sun～100sun，更优选为30sun－80sun；
当然，也可以采用不同波长的光进行照射，所述光源围可以是白光、红外光、可见光及单色光(例如绿光或红光)，光强范围为20sun－100sun。其中，白光是全波长，红外光的波长900nm左右，单色光为其他单个颜色的光。优选采用光注入退火效果较好的红光和白光。
光源垂直于被切割的侧表面(即切割表面)照射，照射方式可以为连续性照射或者间歇性照射，连续性照射总时间范围为20s－2min，间歇性照射总时间范围为20s－5min。
优选的是，间歇性照射时，光源的单次照射时间为2ms－20s，单次间歇时间(即光源关闭时间)优选为2s－10s；
设定温度范围为180℃－220℃。
光注入退火对切片硅异质结电池的效果与时间、光强和温度都有关系。光注入退火对切片硅异质结电池的效果随时间、光强和温度的变化而变化，当光强和温度一定时，光注入退火效果随时间的延长先变好后趋于饱和不变；当时间和温度一定时，光注入退火效果随光强的增强先变好后趋于饱和不变；当时间和光强一定时，光注入退火效果随温度的升高先变好后变差。优选的，光注入退火对切片硅异质结电池的效果较好的时间、光强和温度分别为40s、80sun和200℃。
在本实施例中，对切片硅异质结电池的切割表面进行光注入退火处理时，采用专用的光注入退火设备，其包括用于放置待光注入退火处理电池的电池盒，电池盒具有电池容置腔，在容置腔的至少一侧面设置为镂空，如图4所示；容置腔的底面边长不小于待光注入退火处理电池的面积，例如为电池尺寸加0－5mm；容置腔的高度大于至少两块待光注入退火处理电池的厚度之和，容置腔的高度决定可放置待光注入退火处理电池的数量，优选高度范围为3－10cm。
光源设置于电池盒镂空的一侧，将50－500片切片硅异质结电池叠置装入光注入设备特定的电池盒中，该电池盒有且仅有一侧为镂空，被切割的表面就放置在为镂空的这一侧，例如右边，退火时光源从右边照射切片硅异质结电池，照射方式采用连续性照射或间歇性照射，调节光源的功率，使得硅异质结电池的侧表面的温度范围保持在180℃－220℃，光注入退火的时间在20s－5min之间。
本实施例的切片硅异质结电池的制备方法，采用设置于退火炉中的特制的一面镂空的电池盒，可以将一摞切片硅异质结电池同时放入电池盒里，再将电池盒放在退火炉的支架上，实现对切片硅异质结电池的加热和辐照，由于能对多片电池同时退火，相比现有技术中将切片硅异质结电池一片一片地水平放在链式结构上的方案，能够极大地提高退火片均速率，提高退火速率。
在一种更通用的陶瓷辊道式或金属网带式的退火炉的设备中，可以同时对切片硅异质结电池主体63的正表面、背表面和侧表面同时进行光注入退火，光子能在切片硅异质结电池主体63的整体表面形成均匀分布，而且具有一定深度的透射效应，因此形成光注入整体效应，对全区的缺陷均进行修复。该方式的光注入退火工艺设置在激光切片工艺之后，对切割后的切割表面连同非切割的正表面、背表面甚至体内的缺陷进行一次性修复，因此在整片异质结电池切割之前无需再进行单独的光注入退火，而且对设备的更新投入较小。
采用光注入退火方式处理被切割的切片硅异质结电池的侧表面后，由于光注入退火的原子和电子具有较高的能量，原子与原子、原子或原子核与电子、电子与电子会发生相对位移，从而减少被切割侧表面的缺陷，侧表面的硅原子与氧气反应生成氧化硅，钝化或部分钝化侧表面的缺陷和悬挂键，降低少数载流子的复合，保持切割后的电池效率或部分降低切割后的电池效率损失。
本实施例中切片硅异质结电池的性能实验数据如下表所示。
激光切片技术导致切割侧面出现损伤，会把电池的效率降低0.3％。经实验对比发现，经过光注入退火处理后，切片硅异质结电池的电池效率的降低从0.3％下降到0.225％。
实施例2：
在上述切片硅异质结电池进行处理的基础上，可以形成高效率的太阳能电池组件。
在本实施例中，如图5所示，将切片硅异质结电池进行光注入处理，处理后的切片硅异质结电池按照设计并联或串联成相应的组件图型，依次进行串焊、叠层、层压、装框、装接线盒、固化、测试等组件工艺步骤，制备得到切片硅异质结电池组件。
经过光注入退火处理后，切片硅异质结电池的电池效率的降低从0.3％下降到0.15％，而经过光注入退火处理的切片硅异质结电池构成的电池组件的功率比切片硅异质结电池未经处理的同版型的电池组件可提升1w－2w，甚至更高。
需要理解的是，本发明中使用的术语仅仅处于描述特定实施例的目的，而非旨在限定本发明。具体实施方式是实施发明技术方案的具体实例。同时，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件或组件的存在，但并不排除一个或更多个其他特征、整件或组件的存在或附加。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
1.一种切片硅异质结电池的制备方法，包括对整片异质结电池进行切割的步骤，其特征在于，还包括：对切割后形成的切片硅异质结电池主体进行如下处理：
将所述切片硅异质结电池主体置于氛围气体中，采用光注入退火方式在设定温度范围内，利用光源对且仅对所述切片硅异质结电池主体的切割表面进行处理；
其中，所述切片硅异质结电池主体至少包括晶硅基底、本征非晶硅层、掺杂非晶硅层、透明导电层和栅电极。
2.根据权利要求1所述的切片硅异质结电池的制备方法，其特征在于，所述光注入退火方式中，所述光源垂直于所述切割表面进行照射。
3.根据权利要求1所述的切片硅异质结电池的制备方法，其特征在于，所述光注入退火方式中，所述光源照射方式为连续性照射或者间歇性照射，连续性照射总时间范围为20s－2min，间歇性照射总时间范围为20s－5min；
优选的是，在所述间歇性照射中，所述光源的单次照射时间范围为2ms－20s，单次间歇时间优选为2s－10s。
4.根据权利要求1所述的切片硅异质结电池的制备方法，其特征在于，所述光注入退火方式中，光强范围为20sun～100sun；
优选的是，光强范围为30sun－80sun。
5.根据权利要求1所述的切片硅异质结电池的制备方法，其特征在于，所述设定温度范围为180℃－220℃。
6.根据权利要求1－5任一项所述的切片硅异质结电池的制备方法，其特征在于，所述氛围气体为空气或者为氮气；
优选的是，所述氛围气体为氧气和氮气与的混合气体，所述混合气体的氧气含量在20％以上；
优选的是，所述氛围气体还包括部分纯水蒸汽。
7.根据权利要求1－5任一项所述的切片硅异质结电池的制备方法，其特征在于，所述光注入退火方式包括采用不同波长的光进行照射，所述光源包括红外光、可见光、单色光及白光；
优选的是，所述光源包括激光、卤素灯或led白光灯。
8.根据权利要求1－5任一项所述的切片硅异质结电池的制备方法，其特征在于，采用激光或无损切割机将所述整片硅异质结电池切割成所需要的形状，得到所述切片硅异质结电池主体；
优选的是，在对所述整片异质结电池进行切割之前，对所述整片硅异质结电池的正表面和背表面进行预光注入退火。
9.一种切片硅异质结电池，其特征在于，包括切片硅异质结电池主体，所述切片硅异质结电池主体的切割表面采用权利要求1－8任一项所述的切片硅异质结电池的制备方法进行处理；
其中，所述切片硅异质结电池为非晶硅/晶体硅异质结电池、非晶硅/晶体硅异质结－钙钛矿叠层电池中的至少一种。
10.一种太阳能电池组件，其特征在于，包括权利要求9所述的切片硅异质结电池。
技术总结