一种PECVD双面沉积设备的制作方法

本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种PECVD双面沉积设备。

背景技术：

在光伏太阳能行业，高效率PERC太阳能电池的制造要经过制绒，扩散，刻蚀，镀膜，丝网印刷，烧结和退火七大工序。其中，镀膜工序的目的是采用等离子增强化学气相沉积的方法在硅片背面镀氧化铝膜和氮化硅膜，以及在硅片正面镀氮化硅膜。

目前，光伏行业大多采用管式PECVD或板式PECVD对硅片单面镀氮化硅膜，操作员工将花篮中的硅片插入专门的石墨舟或石墨框里，或者通过自动上下料机将硅片插入石墨舟或石墨框，然后将石墨舟或石墨框放入炉管中镀膜。正面和背面的氮化硅膜沉积需要两次镀膜，工艺较繁复，且多次的沉积操作容易造成硅片的划伤，提高碎片率，不利于降低产品的不良率。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种PECVD双面沉积设备，可在硅片正反面同时沉积膜层，减少硅片的碎片率，提高生产效率。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种PECVD双面沉积设备，包括上料区、加热腔、工艺腔、降温区和下料区，所述上料区、加热腔、工艺腔、降温区和下料区依次连接；所述工艺腔设有上通气板和下通气板，以及与上通气板和下通气板连通的气源装置；

所述上通气板和下通气板皆设有通气孔，上通气板和下通气板平行设置并在两板之间设有一条容纳硅片通行的通道；

上通气板或下通气板所在平面与水平面所成夹角为1-5度。

作为所述PECVD双面沉积设备的优选技术方案，所述上通气板设有100-500个通气孔，通气孔的直径为1-10mm；所述下通气板设有100-500个通气孔，通气孔的直径为1-10mm。

作为所述PECVD双面沉积设备的优选技术方案，所述上通气板的通气孔以方阵形式排列，通气孔的间距为1-10mm；所述下通气板的通气孔以方阵形式排列，通气孔的间距为1-10mm。

作为所述PECVD双面沉积设备的优选技术方案，所述上通气板的通气孔与下通气板的通气孔排列方式和间距相同。

作为所述PECVD双面沉积设备的优选技术方案，所述气源装置设有氨气气罐和硅烷气罐，氨气气罐和硅烷气罐与上通气板经导管连通；氨气气罐和硅烷气罐与下通气板经导管连通。

作为所述PECVD双面沉积设备的优选技术方案，通气孔设有第一通气孔和第二通气孔，第一通气孔与氨气气罐连通，第二通气孔与硅烷气罐连通。

作为所述PECVD双面沉积设备的优选技术方案，上通气板和下通气板由石英板材制成。

作为所述PECVD双面沉积设备的优选技术方案，上通气板和下通气板之间的距离为50-300mm。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明所述PECVD双面沉积设备，在现有的PECVD设备的基础上改变工艺腔内的结构，使得硅片在上下两块通气板喷射气体的作用下，悬浮在两板之间，在高温高压的条件下，喷射出来的氨气和硅烷气体与硅片发生反应从而在硅片的正反面同时沉积氮化硅膜，减少重复沉积的次数，提高生产效率，降低碎片率；而且多次的沉积操作容易造成硅片表面的划伤，因此采用本发明PECVD双面沉积设备即可减少对硅片的损伤，提高产品合格率，产品性能更稳定可靠。

附图说明

图1是本发明一种PECVD双面沉积设备的结构示意图；

图2是本发明一种PECVD双面沉积设备的通气孔排列示意图；

图3是本发明一种PECVD双面沉积设备的另一通气孔排列示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

现有PECVD设备将硅片放置在石墨舟上送进反应腔内，进气管道向反应腔内喷射反应气体，从而在硅片外露的一面镀上膜层。然而随着研究人员对太阳能电池性能的研究逐步深入，如PERC太阳能电池需要在硅片背面镀上氧化铝膜和氮化硅膜，硅片正面镀上氮化硅膜，由此，电池制备工艺中需进行三次沉积成膜，不仅步骤重复繁琐，且容易造成硅片的划伤，难以控制产品的不良率。

本发明人根据上述PERC太阳能电池的特点，发现该电池正面和背面皆需要镀一层氮化硅膜，所采用的反应气体、温度、压力等工艺条件相同，因此如能改造现有PECVD的设备使之可在硅片的正反面同时沉积氮化硅膜，便可节省一次再沉积的时间和工序，提高生产效率，降低碎片率；而且多次的沉积操作容易造成硅片的划伤，因此采用本发明PECVD双面沉积设备即可减少对硅片的损伤，提高产品合格率，产品性能更稳定可靠。

如图1所示，本发明提供一种PECVD双面沉积设备，包括上料区1、加热腔2、工艺腔3、降温区4和下料区5，所述上料区1、加热腔2、工艺腔3、降温区4和下料区5依次连接；所述工艺腔3设有上通气板6和下通气板7，以及与上通气板6和下通气板7连通的气源装置8；

所述上通气板6和下通气板7皆设有通气孔，上通气板6和下通气板7平行设置并在两板之间设有一条容纳硅片9通行的通道；

上通气板6或下通气板7所在平面与水平面所成夹角为1-5度。

本发明所述PECVD双面沉积设备所述上料区1设有上料机使硅片9自动送入加热腔2中预热，再经过工艺腔3的上通气板6和下通气板7之间，在硅片9的上下方同时喷射反应气体，经过调节气体流速使硅片9悬浮在上通气板6和下通气板7之间，在高温加压的条件下在硅片9正面和背面同时形成氮化硅膜，由于上通气板6和下通气板7倾斜设置，在重力和上下气流冲击力共同作用下，硅片9从通道进口缓慢前进到通道出口，经过降温区4降温后，由下料机从本发明所述PECVD双面沉积设备卸下。

需要说明的是，本发明所述上通气板6和下通气板7设有密集的通气孔，优选地，上通气板6和下通气板7各设有100-500个通气孔，根据喷射气体流速的要求可选择直径为1-10mm的通气孔。

此外，所述上通气板6的通气孔以方阵形式排列，通气孔的间距为1-10mm；所述下通气板7的通气孔以方阵形式排列，通气孔的间距为1-10mm。优选地，所述上通气板6的通气孔与下通气板7的通气孔排列方式和间距相同，从而便于计算硅片9的受力情况。

在硅片9上形成氮化硅膜需要通入氨气和硅烷两种反应气体，因此，所述气源装置8设有氨气气罐和硅烷气罐，上通气板6一部分通气孔与硅烷气罐连通，向下喷射硅烷，硅烷流速为1500-1800sccm；上通气板6另一部分通气孔与氨气气罐连通，向下喷射氨气，氨气流速为4000-10000sccm。下通气板7一部分通气孔与硅烷气罐连通，向上喷射硅烷，硅烷流速为1800-3000sccm，下通气板7另一部分通气孔与氨气气罐连通，向上喷射氨气，氨气流速为5000-12000sccm。为了便于描述下面将通气孔分为第一通气孔10和第二通气孔11，第一通气孔10与氨气气罐连通，喷射氨气；第二通气孔11与硅烷气罐连通，喷射硅烷。

由于氨气和硅烷的流速不同，因此在通气孔的设置上需要将第一通气孔10与第二通气孔11间隔设置，以使硅片受力均匀，下面提供两种实施方式：

实施例1，如图2，第一通气孔10排成一列（记为“一列”），第二通气孔11排成一列（记为“二列”），这两种列队以“一列-二列-一列-二列”间隔排列的方式形成通气孔方阵。

实施例2，如图3，第一通气孔10的上下左右的位置皆设为第二通气孔11，相应地，第二通气孔11的上下左右的位置皆设为第一通气孔10，由此规则排列形成的通气孔方阵。

采用上述两种实施方式来布置通气孔，可使上通气板6和下通气板7喷射的气体浓度更均匀，而且由于氨气和硅烷两种气体流速不同造成对硅片冲击力影响不同，间隔设置能最大程度的减轻气体流速对硅片受力情况的影响。

需要说明的是，本发明所述上通气板6和下通气板7采用石英板材制成，且上通气板6和下通气板7之间距离为50-300mm，以便硅片在两板之间通行。

综上所述，本发明所述PECVD双面沉积设备，在现有的PECVD设备的基础上改变工艺腔内的结构，使得硅片在上下两块通气板喷射气体的作用下，悬浮在两板之间，在高温高压的条件下，喷射出来的氨气和硅烷气体与硅片发生反应从而在硅片的正反面同时沉积氮化硅膜，减少重复沉积的次数，提高生产效率；而且多次的沉积操作容易造成硅片的划伤，因此采用本发明PECVD双面沉积设备即可减少对硅片的损伤，提高产品合格率，产品性能更稳定可靠。

最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。