异质结太阳能电池在线连续镀膜设备及进行镀膜的方法与流程

文档序号：19311968发布日期：2019-12-03 23:36阅读：685来源：国知局

本发明涉及真空镀膜领域，具体涉及异质结太阳能电池在线连续镀膜设备及进行镀膜的方法。

背景技术：

现在异质结太阳能电池的生产工艺，采用pecvd沉积非晶硅i/n/i/p层过程中，都是分批静态镀膜方式，用于沉积单层或多层膜层，镀膜不连续，生产设备的节奏慢，沉积时间久，并且还伴随抽真空破真空的时间，分批静态镀膜的启辉瞬间，较大的破裂电压会产生较高能量的离子，此类高能离子会对钝化界面产生破坏性，从而影响异质结太阳能电池片的镀膜质量。

技术实现要素：

本发明的发明目的是克服现有技术的缺点，提供一种异质结太阳能电池在线连续镀膜设备及进行镀膜的方法，实际生产时，生产效率高，成膜质量好。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案中的产品是，异质结太阳能电池在线连续镀膜设备，包括：

至少一个镀膜工艺室，所述镀膜工艺室包括前腔、反应腔、后腔；

依次穿过所述前腔、所述反应腔、所述后腔的放置太阳能电池的载板；

所述载板部分或全部位于所述反应腔时，所述载板的速度范围为0-500mm/s；

所述反应腔内设置有用于通过等离子体化学气相沉积方式在所述太阳能电池的基底表面形成非晶硅薄膜的电容耦合式平板结构，所述平板结构连接有rf/vhf射频电源，所述射频电源的频率为1mhz-150mhz。

优选地，所述射频电源的频率为13mhz-60mhz。

优选地，所述载板下方设置有用于带动所述载板穿过所述反应腔的传动装置。

进一步优选地，所述载板通过所述反应腔时的速度为10mm/s-100mm/s。

优选地，所述异质结太阳能电池在线连续镀膜设备具有在线镀膜工艺模式或在线清洗工艺模式，在所述异质结太阳能电池在线连续镀膜设备处于在线镀膜工艺模式时，所述反应腔内通入的气体为sih4、si2h6、h2、n2、ch4、c2h2、c2h4、c2h6、co2、o2、o3、n2o、nh3、c3h9b、c6h15bo3、c5h15o4p、c8h20o4si、b2h6、bf3、ph3、bh3、geh4中的至少一种或其混合物；在所述异质结太阳能电池在线连续镀膜设备处于在线清洗工艺模式时，所述反应腔内通入的气体为nf3、cf4、sf6、c2f6、f2，cl2，ar、n2、co2、o2、ccl4、c2cl6、c3f8中的至少一种或其混合物。

优选地，所述反应腔由至少两个分区组成，所述分区连接有等离子体源，所述反应腔中至少有一个含有电容耦合式平板结构的所述分区。

进一步优选地，至少一个具有电容耦合式平板结构的所述分区连接的所述等离子体源为rf/vhf射频电源，其余分区连接的所述等离子体源为rf/vhf射频电源、微波源、电子回旋共振源、icp等离子体源、电子束源、离子束源、直接放电等离子体源、远程等离子体源中的任意一种或至少两种的组合。

优选地，在所述镀膜工艺室的数量为两个或两个以上时，两个所述镀膜工艺室之间通过用于间隔的隔离腔进行连接，或者直接进行连接。

进一步优选地，所述隔离腔与所述镀膜工艺室的接合处设置有用于隔绝所述镀膜工作室内气体的阀门。

进一步优选地，所述异质结太阳能电池在线连续镀膜设备还包括用于隔绝大气的装载腔和卸载腔，所述装载腔连接在最前端工艺镀膜室的前侧面，所述卸载腔连接在最后端工艺镀膜室的后侧面，所述装载腔、所述工艺镀膜室、所述卸载腔从前向后排列。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案中的方法是，使用上述任意一种异质结太阳能电池在线连续镀膜设备进行镀膜的方法，其特征在于：

太阳能电池的正反面镀有非晶硅膜层，所述非晶硅膜层包括近n面i层、近p面i层、n层、p层，所述非晶硅膜层的镀膜顺序为：

近n面i层→n→近p面i层→p、

近n面i层→近p面i层→n→p、

近n面i层→近p面i层→p→n、

近p面i层→p→近n面i层→n、

近p面i层→近n面i层→p→n、

近p面i层→近n面i层→n→p。

优选地，所述非晶硅膜层中，任意一层膜均通过至少一台所述异质结太阳能电池在线连续镀膜设备沉积完成。

优选地，任意一台所述异质结太阳能电池在线连续镀膜设备至少完成所述非晶硅膜层中的一层膜的沉积。

优选地，在镀p层与镀n层之间、在镀近p面i层与镀n层之间、在镀近n面i层与镀p层之间需要更换所述载板。

由于上述技术方案的运用，本发明的技术方案与现有技术相比具有下列优点：

通过使放置太阳能电池的载板穿过反应腔，并在反应腔内设置用于通过等离子体化学气相沉积方式在太阳能电池的基底表面形成非晶硅薄膜的电容耦合式平板结构，并使平板结构连接频率为1mhz-150mhz的rf/vhf射频电源，使得反应腔可对基底进行连续的镀膜生产，避免了抽真空、破真空造成的时间浪费，生产效率高，连续生产时，多个载板连续穿过反应腔进行镀膜作业，上述平板结构连接的rf/vhf射频电源保持开启状态，避免了频繁开启射频源影响异质结太阳能电池基底的镀膜质量，成膜质量好。

附图说明

附图1为本发明中实施例一的示意图；

附图2为本发明中实施例二的示意图；

附图3为本发明中实施例三的示意图；

其中：100.载板；101.硅片；102.传动装置；200.装载腔；300、310、320、330.镀膜工艺室；301、311、321、331.前腔；302、312、322、332.反应腔；303、313、323、333.后腔；400、410、420.隔离腔；500、卸载腔；600、阀门；700、710、720、730.工艺气体管道；800、810、820、830.平板结构；900、910、920、930.射频电源。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围作出更为清楚明确的界定。

本发明描述的前、后方向是指图1中的下、上方向,本发明描述的左、右方向是指图1中的下、上方向。

实施例一：

如图1所示，本发明提供的异质结太阳能电池在线连续镀膜设备，包括：从左向右依次连通的装载腔200、镀膜工艺室300、隔离腔400、镀膜工艺室310、卸载腔500，其中，装载腔200、镀膜工艺室300、隔离腔400、镀膜工艺室310、卸载腔500之间均设置有阀门600，阀门600用于隔绝镀膜工艺室300、310内的气体，镀膜工艺室300和镀膜工艺室310结构相同，下面以工艺镀膜室300为例进行说明，工艺镀膜室300包括从左向右依次连通的前腔301、反应腔302、后腔303，载板100用于放置待镀膜的硅片101，装载硅片101的载板100从左向右依次穿过装载腔200、前腔301、反应腔302、后腔303、隔离腔400、镀膜工艺室310、卸载腔500完成镀膜过程，载板100下方设置有用于带动载板100穿过上述腔室的传动装置102，传动装置102有若干个可转动的辊轴组成，载板100部分或全部位于所述反应腔302时，载板100的速度范围为0-500mm/s，载板100穿过反应腔302的速度优选为10mm/s-100mm/s，反应腔302内还设置有电容耦合式的平板结构800，该平板结构800连接有rf/vhf射频电源900，用于通过等离子体化学气相沉积方式在硅片101的基底表面形成非晶硅薄膜，射频电源900的频率为1mhz-150mhz，优选地，射频电源900的频率为13mhz-60mhz，反应腔302还连接有向反应腔302中通入工艺气体的工艺气体管道700，所述异质结太阳能电池在线连续镀膜设备具有在线镀膜工艺模式或在线清洗工艺模式，在所述异质结太阳能电池在线连续镀膜设备处于在线镀膜工艺模式时，反应腔302内通入的工艺气体为sih4、si2h6、h2、n2、ch4、c2h2、c2h4、c2h6、co2、o2、o3、n2o、nh3、c3h9b、c6h15bo3、c5h15o4p、c8h20o4si、b2h6、bf3、ph3、bh3、geh4中的至少一种或其混合物，在本实施例中，通入的工艺气体为sih4和h2的混合物；在所述异质结太阳能电池在线连续镀膜设备处于在线清洗工艺模式时，反应腔302内通入的气体为nf3、cf4、sf6、c2f6、f2，cl2，ar、n2、co2、o2、ccl4、c2cl6、c3f8中的至少一种或其混合物，在本实施例中，通入的工艺气体为nf3；工艺镀膜室300和工艺镀膜室310之间设置有隔离腔400，隔离腔400用于将工艺镀膜室300和工艺镀膜室310间隔开，隔离腔400的左右两侧与镀膜工艺室300、310的接合处设置有用于隔绝镀膜工作室300、310内气体的阀门600，装载腔200连接在工艺镀膜室300的前侧面，装载腔200用于将工艺镀膜室300与大气隔绝，卸载腔500连接在工艺镀膜室310的后侧面，卸载腔500用于将工艺镀膜室310与大气隔绝，装载腔200、工艺镀膜室300、隔离腔400、工艺镀膜室310、卸载腔500从前向后排列。

实施例二：

与实施例一基本相同，只是在工艺镀膜室310和卸载腔500之间从左向右设置了缓冲腔410和工艺镀膜室320。

实施例三：

与实施例二基本相同，只是在工艺镀膜室320和卸载腔500之间从左向右设置了缓冲腔420和工艺镀膜室330。

上述实施例中，在载板100穿过反应腔302、312时，反应腔302、312内的电容耦合式平板结构800、810连接的rf/vhf射频电源900、910保持开启状态。

使用上述任意一种实施例所述的异质结太阳能电池在线连续镀膜设备对异质结太阳能电池进行镀膜的方法，其特征在于：