一种载板的清洗方法与流程

本发明涉及光伏
技术领域：
，特别涉及硅基异质结薄膜太阳能电池领域。
背景技术：
：在太阳能电池领域，硅基异质结太阳能电池（hit太阳能电池）属于第三代硅基高效太阳能电池，是第一代晶硅与第二代薄膜技术的有机结合，它吸收了晶硅和薄膜电池的优点，具有转换效率高，温度系数低等特点，有着巨大的市场前景。在硅基异质结太阳能电池的制备过程中，常见的承载硅片的载板包括镂空与实心两种，各有其优缺点。对于镂空载板而言，其能够降低载板清洗中产生的膜厚差异，但若出现碎片落入真空腔内，就必须开腔才能进行处理，同时，载板的镂空处所对应的等离子场的稳定性也不容乐观。对于实心载板而言，硅片能够稳定于槽内，不会因硅片碎裂导致工艺不稳。但在工艺过程中实心载板的不同位置处沉积的膜厚差异较大，如：承载硅片的区域沉积的膜厚大致为0.1-0.5um，但载板边缘及其他未承载硅片的区域，由于不会如同硅片一般被经常替换，膜厚会持续增厚，大约在20-50小时的工艺镀膜后，该区域膜厚度可增至1-3um。可见，实心载板经过工艺镀膜后不同位置处的膜厚差异显著。在利用nf3干法清洗的过程中，由于清洗速度固定，所以当载板边缘及其他未承载硅片的区域被充分清洗时，对应的载板上承载硅片的区域就会被过度清洗，造成载板表面损伤并产生多孔吸附。而由于hit太阳能电池中的非晶硅膜层较薄，钝化效应明显，就很容易在工艺时将载板中的异常状态体现到所镀膜层中，使得硅片在光致发光、电致发光时某些接触点发黑，引起一系列工艺问题。。技术实现要素：为了解决上述问题，本发明提供了一种载板的清洗方法，通过在载板的槽体内增加掩模板的方法有助于解决实心载板在hit太阳能电池制造过程中对于不同区域处的不同清洗需求的问题，能够减少载板表面的损伤和由此引起的工艺问题，有利于载板工艺的快速恢复，同时可以降低清洗成本。为实现上述发明目的，本发明提供了一种载板的清洗方法，该载板用于制备硅基异质结太阳能电池的pecvd反应腔内，所述载板为表面开槽的实心载板，所述载板的清洗方法包括以下步骤：第一步，将一掩模板放置于空载的所述载板的槽体内；第二步，将所述载板及掩模板传入所述pecvd反应腔内，并进行nf3清洗；第三步，在清洗后的所述pecvd反应腔内进行工艺预镀膜；第四步，将所述载板从所述pecvd反应腔内传出并取下所述掩模板；第五步，将硅片放置于所述载板槽体内并传入pecvd反应腔内，进行后续工艺镀膜。除此之外，本发明还提供了一种载板的清洗方法，该载板用于制备硅基异质结太阳能电池的pecvd反应腔内，所述载板为表面开槽的实心载板，所述载板的清洗方法包括以下步骤：第一步，将一掩模板放置于空载的所述载板的槽体内；第二步，将所述载板及掩模板传入所述pecvd反应腔内，并进行nf3清洗第三步，将所述载板从所述pecvd反应腔内传出并取下所述掩模板；第四步，将所述载板传入至所述pecvd反应腔内进行工艺预镀膜；第五步，将预镀膜后的所述载板从所述pecvd反应腔传出并将硅片放置于槽体内，然后将其再次传入所述pecvd反应腔内，进行后续工艺镀膜。可选地，掩模板材料为抗氟离子腐蚀及耐300℃高温的材料。可选地，掩模板材料为：烧结陶瓷片、金属片、硅片中的任意一种。相对于现有技术，本发明具有如下的技术效果：（1）本发明所涉及的载板的清洗方法，有助于解决实心载板在hit太阳能电池制造过程中对于不同区域处的不同清洗需求的问题，能够减少载板表面的损伤和由此引起的工艺问题，有利于载板工艺的快速恢复，同时可以降低清洗成本。（2）本发明所涉及的载板的清洗方法，能够避免载板上承载硅片的区域因被过度清洗而导致的载板内原有杂质析出或者过多的氟元素吸附，从而避免影响载板清洗后的工艺恢复速度及系统产能。（3）本发明所涉及的载板的清洗方法，能够避免载板上承载硅片的区域因被过度清洗而导致的载板表面损伤以及多孔吸附问题。（4）本发明所涉及的载板的清洗方法，可以实现清洗相对较少的非晶硅的总量的目标，有利于降低清洗成本，提升清洗效率。附图说明图1为载板的结构示意图。图2为本发明中一种载板清洗方法的工艺流程示意图。图3为本发明中另一种载板清洗方法的工艺流程示意图。具体实施方式为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方法来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。本发明披露的载板的清洗方法，可用于pecvd真空腔体内，尤其适用于制备硅基异质结太阳能电池的pecvd反应腔内。这是因为在硅基异质结太阳能电池的制备过程中，由于其中所镀的非晶硅膜层很薄，钝化效应明显，使得工艺中载板的异常状态很容易体现到所镀膜层中，造成硅片在光致发光、电致发光中某些接触点发黑，产生一系列工艺问题，而这些问题通过采用本发明所披露的技术方案可以较好的解决。本发明所涉及的载板的清洗工艺出现在pecvd反应腔的镀膜工艺之后，其主要目的是为了去除载板边缘及其他未承载硅片的区域过厚的非晶硅膜，一般而言，在所述pecvd反应腔内的工艺镀膜进行20-50小时的情况后，载板边缘及其他未承载硅片的区域的膜厚度可增至1-3um，此时就需要对载板进行清洗。图1所示为本发明所涉及的载板结构示意图，载板101为实心载板，主要功能用于承载硅片，使之在pecvd反应腔中完成镀膜工艺。所述载板101的上表面开槽，槽体处覆盖有可以移入或者移出的掩模板100，该掩模板100的尺寸要求为能放入槽体内且与槽体的尺寸越接近越好，同样地，该掩模板100的厚度也要求略高于槽体厚度，且与槽体的厚度越接近越好，优选地，槽体长度-掩模板长度≤0.1mm。槽体宽度-掩模板宽度≤0.1mm。掩模板高度-槽体宽度≥0。所述掩模板100还应有较好的抗氟离子腐蚀的性能，从而使其在nf3等离子体清洗时不会变形，优选地，关键参数为刻蚀速度，我们要求掩模版的刻蚀速度如下：非晶硅材料的刻蚀速度/掩模版材质的刻蚀速度>10倍。所述掩模板100还应有较好的耐热性，从而使其在200至300℃的工艺温度下不会产生形变，优选地，参数为掩模版的热变形温度要大于>500℃。因此优选地，掩模板材料可选用烧结陶瓷片、金属片、或者硅片等。所述掩模板应为洁净的掩模板，其表面不应有油污或者杂质等污染物，以避免引起腔体或者载板的污染。在第一具体实施例中，本发明所涉及的清洗流程包括如下步骤（可参见图2）：第一步，将一掩模板100放置于空载的载板101的槽内，用以遮蔽在pecvd反应腔内镀膜工艺中硅片所覆盖的位置；第二步，将所述载板及槽体内的掩模板传入所述pecvd反应腔内，并进行nf3等离子体清洗；第三步，在清洗后的所述pecvd反应腔内进行工艺预镀膜，该预镀膜工艺和在硅片上的工艺镀膜相同，均通入硅烷等气体以沉积非晶硅薄膜，其目的是使pecvd反应腔内壁及载板的边缘处均具有与后续工艺相同的环境，以保障硅片上所沉积薄膜的均匀性；第四步，将所述载板从所述pecvd反应腔内传出并取下掩模板；第五步，将硅片放置于所述载板槽体内并传入pecvd反应腔内，进行后续工艺镀膜。在该清洗流程中，由于载板内对应承载硅片的区域会被掩模板覆盖，并且在预镀膜和nf3清洗的两步骤中掩模板与载板表面不存在位移，因此使得在为去除载板边缘较厚的膜厚而进行的较长时间的nf3清洗过程中，对应承载硅片的区域被掩模板保护，避免了该区域因过长时间的清洗所导致的载板表面损伤以及多孔吸附问题，从而克服了由于硅基异质结太阳能电池制备中非晶硅膜层较薄，钝化效应明显所导致的工艺时容易将载板中的异常状态体现到膜层中，使得硅片在光致发光、电致发光时某些接触位置发黑所造成一系列工艺问题。同时，占据载板表面95%面积的掩模板在nf3清洗完成后，会被取出载板，减少了氟元素吸附的干扰，节省了载板清洗后释放氟的时间（5-30min），从而避免影响载板清洗后的工艺恢复速度，这有利于载板工艺的快速恢复和产能的提高。另一方面，在相同的nf3清洗工艺条件下，f离子浓度固定，此时若待清洗非晶硅的总量越少，则意味着其清洗时间越快。下表为有掩模板和无掩模板情况下，所需要清洗的非晶硅的数量。载板槽体内非晶硅体积（mm3）载板边缘非晶硅体积（mm3）非晶硅总体积（mm3）非晶硅总质量（克）有掩模板/2302300.45无掩模板4302306601.45可以看出，无掩模板的载板所需要清洗的非晶硅质量为1.45克，而有掩模板的载板所需要清洗的非晶硅质量为0.45克，显然使用掩模板有利于载板清洗效率的提升，并且可以减少nf3气体的使用量，降低清洗成本。在第二具体实施例中，本发明所涉及的清洗流程包括如下步骤（可参见图3）：第一步，将一掩模板放置于空载的所述载板的槽体内；第二步，将所述载板及掩模板传入所述pecvd反应腔内，并进行nf3清洗；第三步，将所述载板从所述pecvd反应腔内传出并取下掩模板；第四步，将所述载板传入至所述pecvd反应腔内进行工艺预镀膜；第五步，将预镀膜后的所述载板从所述pecvd反应腔传出并将硅片放置于槽体内，然后将其再次传入所述pecvd反应腔内，进行后续工艺镀膜。第二具体实施例与第一具体实施例步骤和技术效果的相似之处不再赘述。两个实施例的区别在于：在第二具体实施例中先将载板101从pecvd反应腔内传出并取下掩模板100，然后再将空载的载板传入至pecvd反应腔内进行工艺预镀膜。这是由于：在实际加工中，掩模板的尺寸通常会略小于槽体的尺寸，因此在载板传入传出pecvd反应腔的过程中就很容易造成掩模板在载板的槽体内产生位移，而在本实施例中，通过第三步中将载板从pecvd反应腔内传出并取下掩模板，第四步将空载的载板再传入pecvd反应腔内进行工艺预镀膜，可以有效地避免因预镀膜中非晶硅沉积的区域和nf3清洗区域不完全重合而引起的对预镀膜效果的不利影响。该流程第五步为将预镀膜后的载板从pecvd反应腔传出并将硅片放置于槽体内，然后将其再次传入所述pecvd反应腔内进行后续工艺镀膜，即正式开始在硅片上沉积非晶硅薄膜。除以上外，本发明的技术方案还具有第三种具体实施例:将该载板的清洗方法应用于一个制备硅基异质结太阳能电池的pecvd系统内，所述pecvd系统包含有pecvd反应腔、传输腔、转载/卸载腔等多个腔体。为了提升设备产能，pecvd系统内会使用多个实心载板，比如在实际的连续生产中，各个腔体内均有载板工作。假设载板的个数有n个，分别为第一载板、第二载板、。。第n载板，此时载板的清洗方法包括以下步骤：第一步，针对第一载板的操作包括：（1）将第一掩模板放置于空载的第一载板的槽体内；（2）将第一载板及第一掩模板传入pecvd反应腔内，并进行nf3清洗；（3）将第一载板从所述pecvd反应腔内传出并取下掩模板；第二步，针对第二载板至第n载板，依次重复对应于第一步的类似操作；第三步，再针对第一载板进行下列操作；（1）将所述第一载板传入至所述pecvd反应腔内进行工艺预镀膜；（2）预镀膜后的所述第一载板从所述pecvd反应腔传出并将硅片放置于槽体内，然后将其再次传入所述pecvd反应腔内，进行后续工艺镀膜；第四步，针对第二载板至第n载板，依次重复对应于第三步的类似操作。可以看出，第三具体实施例实际上时第二具体实施例的一种延申，即处理了多片载板的情况，此时该技术方案与第二具体实施例有较高的相似性，此处不再赘述。需要指出的是，由于本实施例中第二步与第三步针对的是不同的载板，所以上述第二步与第三步也可以同步进行。虽然本发明已以较佳的实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本法明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。当前第1页12