专利名称：一种太阳能电池生产中非晶硅薄膜的沉积方法
技术领域：
本发明涉及太阳能电池生产领域，具体的说是一种利用专用的非晶硅薄膜沉积设 备在太阳能电池生产中非晶硅薄膜的沉积方法。
背景技术：
由于非晶硅薄膜太阳能电池在生产过程中需要沉积非晶硅薄膜来形成电池发电 的重要部分PIN结。现有沉积方式效率低，时间长，效果不好。严重影响太阳能电池的转换 效率和使用寿命。现有的非晶硅薄膜沉积设备，多数为卧式结构，并且沉积PIN各层时都在同一个 仓室里沉积，上述结构在沉积PIN各层时有许多的缺点和不足，具体表现在卧式结构沉积 一次只能沉积一层，并且周期长。每次沉积都需要对仓室用气体进行吹扫；极大的浪费了时 间和气体；在同一个仓室还容易产生相互污染，造成废片的增加，并且产能非常低，沉积效 果不好，严重的影响了太阳能电池的转换效率。
发明内容
本发明的目的是要提供一种利用专用的非晶硅薄膜沉积设备，快速、稳定的沉积 太阳能电池的非晶硅薄膜，缩短生产周期，并且沉积时稳定，不会产生相互污染的连续沉积 非晶硅薄膜的沉积方法。本发明的目的是这样实现的该方法是采用隧道式的结构形式的非晶硅薄膜沉积 设备通过以下步骤实现的，所述的非晶硅薄膜沉积设备包括进片台、出片台，缓冲仓室，加 热仓室，P层沉积仓室、I层沉积仓室、N层沉积仓室，真空系统、真空管路、阀门，所述的缓冲 仓室，加热仓室，P层沉积仓室、I层沉积仓室、N层沉积仓室构成非晶硅薄膜沉积设备主体， 进片台和出片台设置在非晶硅薄膜沉积设备主体的两端，所述的真空系统设置在非晶硅薄 膜沉积设备主体的下面，它通过其上设置的多个真空管路与非晶硅薄膜沉积设备主体上的 各个仓室连通，所述的缓冲仓室，加热仓室，P层沉积仓室、I层沉积仓室、N层沉积仓室各个 仓室之间通过阀门被间隔成相对独立的空间。该沉积方法的具体步骤是电池在挂有电池挂片箱的传送导轨的带动下一次两片 经进片台进入设备中，经缓冲仓室依次进入加热仓室中，分别经过温度由低至高的三次加 热，加热温度为60°C、120°C、180°C，三次加热后进入到P层沉积仓室中沉积P层，进入六个 I层沉积仓室，经过六次分别沉积形成I层，进入两个N层沉积仓室中两次沉积形成N层； 最后经缓冲室、出片台出设备，进入下一工序设备中；在设备运行过程中真空系统通过连接 到各个仓室的真空管道控制各个仓室的真空值，阀门将各个仓室隔开使各个仓室形成相对 独立的空间，从而达到沉积非晶硅薄膜的目的。本发明由于采用上述结构的非晶硅薄膜沉积设备和沉积方法，增加了每次沉积的 数量，采用独特的立式结构，各仓室为直线型分布，使用更加灵活，维护更加容易，一次两片 沉积，多腔室分开沉积P、i、η三层，能有效避免交叉污染，多室工艺相对单室工艺更简单，更容易控制，电池效率容易做得更高。沉积不同层之间不需要大量的气体进行冲洗，节约气 体和时间提高了效率。达到了沉积非晶硅薄膜太阳能电池的目的。
图1为本发明连续沉积非晶硅薄膜设备俯视结构示意图。图2为本发明图1中A-A剖视图。
具体实施例方式如图1、2所示本发明的专用隧道式的结构形式的非晶硅薄膜沉积设备包括进片 台1、出片台2，缓冲仓室3、4，加热仓室5、6、7，P层沉积仓室8、I层沉积仓室9、N层沉积仓 室10，真空系统11、真空管路12、阀门13，所述的缓冲仓室3、4，加热仓室5、6、7，P层沉积 仓室8、I层沉积仓室9、N层沉积仓室10构成非晶硅薄膜沉积设备主体，进片台1和出片台 2设置在非晶硅薄膜沉积设备主体的两端，所述的真空系统11设置在非晶硅薄膜沉积设备 主体的下面，它通过其上设置的多个真空管路12与非晶硅薄膜沉积设备主体上的各个仓 室连通，所述的缓冲仓室3、4，加热仓室5、6、7，P层沉积仓室8、I层沉积仓室9、N层沉积仓 室10各个仓室之间通过阀门13被间隔成相对独立的空间；利用上述设备实现本发明沉积方法的具体步骤是电池在挂有电池挂片箱的传送 导轨的带动下一次两片经进片台1进入设备中，经缓冲仓室2依次进入加热仓室5、6、7中， 分别经过温度由低至高的三次加热，加热温度为60°C、120°C、180°C，三次加热后进入到P 层沉积仓室8中沉积P层，进入六个I层沉积仓室9，经过六次分别沉积形成I层，进入两个 N层沉积仓室10中两次沉积形成N层；最后经缓冲室4、出片台2出设备，进入下一工序设 备中；在设备运行过程中真空系统11通过连接到各个仓室的真空管道12控制各个仓室的 真空值，阀门13将各个仓室隔开使各个仓室形成相对独立的空间，从而达到沉积非晶硅薄 膜的目的。所述的沉积仓室8、9、10中射频电源的频率为13. 56MHz，气压为lOOPa，带有保 温板的沉积仓室使电池温度稳定在180-190°C，通过对沉积时间进行控制，使P层厚度为 15-25nm, I层厚度为300_350nm，N层厚度为30_50nm，沉积PIN三层形成稳定的结构。所述的非晶硅薄膜沉积设备主体下面的真空系统(11)通过真空管道(12)连接到 设备主体上的各个仓室，控制设备主体上各个仓室的真空值，其中相对独立的所有仓室的 真空度均为10-4。所述的I层沉积仓室9中设置有六个相对独立的仓室，N层沉积仓室10中设置有 二个相对独立的仓室。
权利要求
1.一种太阳能电池生产中非晶硅薄膜的沉积方法，其特征在于该方法是采用隧道式 的结构形式的非晶硅薄膜沉积设备通过以下步骤实现的，所述的非晶硅薄膜沉积设备包括 进片台(1)、出片台⑵，缓冲仓室(3)、(4)，加热仓室(5)、(6)、(7)，P层沉积仓室(8)、I 层沉积仓室(9)、N层沉积仓室(10)，真空系统(11)、真空管路(12)、阀门(13)，所述的缓冲 仓室(3)、(4)，加热仓室(5)、(6)、⑵，P层沉积仓室(8)、I层沉积仓室(9)、N层沉积仓室 (10)构成非晶硅薄膜沉积设备主体，进片台(1)和出片台( 设置在非晶硅薄膜沉积设备 主体的两端，所述的真空系统(11)设置在非晶硅薄膜沉积设备主体的下面，它通过其上设 置的多个真空管路(1 与非晶硅薄膜沉积设备主体上的各个仓室连通，所述的缓冲仓室 (3)、(4)，加热仓室(5)、(6)、⑵，P层沉积仓室(8)、I层沉积仓室(9)、N层沉积仓室(10) 各个仓室之间通过阀门(13)被间隔成相对独立的空间；该沉积方法的具体步骤是电池在挂有电池挂片箱的传送导轨的带动下一次两片经进 片台(1)进入设备中，经缓冲仓室(2)依次进入加热仓室(5) (6)、(7)中，分别经过温度由 低至高的三次加热，加热温度为60°C、120°C、18(rC，三次加热后进入到P层沉积仓室(8)中 沉积P层，进入六个I层沉积仓室(9)，经过六次分别沉积形成I层，进入两个N层沉积仓 室(10)中两次沉积形成N层；最后经缓冲室G)、出片台( 出设备，进入下一工序设备中； 在设备运行过程中真空系统11通过连接到各个仓室的真空管道(12)控制各个仓室的真空 值，阀门(1 将各个仓室隔开使各个仓室形成相对独立的空间，从而达到沉积非晶硅薄膜 的目的。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能电池生产中非晶硅薄膜的沉积方法，其特征在 于所述的沉积仓室(8)、(9)、(10)中射频电源的频率为13. 56MHz，气压为lOOPa，带有保 温板的沉积仓室使电池温度稳定在180-190°C，通过对沉积时间进行控制，使P层厚度为 15-25nm, I层厚度为300_350nm，N层厚度为30_50nm，沉积PIN三层形成稳定的结构。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能电池生产中非晶硅薄膜的沉积方法，其特征在 于所述的非晶硅薄膜沉积设备主体下面的真空系统(11)通过真空管道(12)连接到设备 主体上的各个仓室，控制设备主体上各个仓室的真空值，其中相对独立的所有仓室的真空 度均为10-4。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能电池生产中非晶硅薄膜的沉积方法，其特征在 于所述的I层沉积仓室(9)中设置有六个相对独立的仓室，N层沉积仓室(10)中设置有 二个相对独立的仓室。
全文摘要
本发明涉及太阳能电池生产领域，具体的说是一种利用专用的非晶硅薄膜沉积设备在太阳能电池生产中非晶硅薄膜的沉积方法，该方法是采用隧道式结构形式的非晶硅薄膜沉积设备通过以下步骤实现的，首先电池在挂有电池挂片箱的传送导轨的带动下一次两片经进片台进入设备中，经缓冲仓室依次进入加热仓室中，分别经过温度由低至高的三次加热，加热温度为60℃、120℃、180℃，三次加热后进入到P层沉积仓室中沉积P层，进入六个I层沉积仓室，经过六次分别沉积形成I层，进入两个N层沉积仓室中两次沉积形成N层；最后经缓冲室、出片台出设备，进入下一工序设备中；在设备运行过程中真空系统通过连接到各个仓室的真空管道控制各个仓室的真空值，阀门将各个仓室隔开使各个仓室形成相对独立的空间，从而达到沉积非晶硅薄膜的目的。
文档编号H01L31/20GK102104088SQ200910218150
公开日2011年6月22日 申请日期2009年12月17日 优先权日2009年12月17日
发明者于敬, 刘万学, 孙学义, 张兵, 徐柏章, 曲爽, 杨继泽, 王阳 申请人:吉林庆达新能源电力股份有限公司