本实用新型涉及太阳能电池制造领域,尤其涉及一种板式PECVD机台在线钝化和抗PID装置。
背景技术:
常规的化石燃料日益消耗殆尽,在现有的可持续能源中,太阳能无疑是一种最清洁、最普遍和最有潜力的替代能源。太阳能发电装置又称为太阳能电池或光伏电池,可以将太阳能直接转换成电能,其发电原理是基于半导体PN结的光生伏特效应。太阳能发电装置的核心是电池片,目前绝大多数都采用硅片制成。
光伏电池生产过程中,需要在光伏电池的半成品电池即硅片的表面镀上一层减反射膜。目前,采用等离子体增强化学气相沉积方法(PECVD,Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition),使气体在硅电池片表面发生化学反应并形成覆盖层,即减反射膜。减反射膜的主要作用是:降低反射率、良好的体钝化和表面钝化,以及利用氮化硅薄膜的强致密性和耐多数酸碱性,在硅片表面形成保护层。而通常情况下电池片的结区和发射区存在很多缺陷和深能级杂质,这些缺陷和深能级杂质的存在,大大降低了电池片的少子寿命,最终导致电池片效率偏低。同时,目前市场上均要求电池片具有抗PID的性能,现在普遍的做法是在刻蚀后,再用单独的抗PID机台沉积氧化层。
技术实现要素:
本实用新型的目的在于提供一种板式PECVD机台在线钝化和抗PID装置。
为达到上述目的,本实用新型采用的技术方案是:一种板式PECVD机台在线钝化和抗PID装置,沿硅片的传输方向,预热室和工艺室之间依次设置有钝化室和氧化室;
所述钝化室内设置有第一微波发生器、第一磁极、第一进气管、第一流量控制器、第一加热板、第一温度传感器和第一压力计,所述第一进气管连接钝化室及氢气气源,第一流量控制器设于第一进气管上;
所述氧化室内设置有第二微波发生器、第二磁极、第二进气管、第二流量控制器、第二加热板、第二温度传感器和第二压力计,所述第二进气管连接氧化室及氧气气源,第二流量控制器设于第二进气管上。
上述方案中,所述第一磁极/第二磁极为U形磁极。
上述方案中,所述钝化室沿硅片传输方向的长度为1~1.5米,宽度和原机台保持一致。
上述方案中,所述氧化室沿硅片传输方向的长度为0.5~1米,宽度和原机台保持一致。
上述方案中,所述钝化室内设置有1~3个第一微波发生器。
上述方案中,所述氧化室内设置有1~2个第二微波发生器。
上述方案中,还包括一控制器;
所述第一温度传感器的信号输出端与所述控制器的信号输入端电连接,控制器的输出端与所述第一加热板的控温单元电连接,以此根据钝化室内的实时温度控制第一加热板的加热功率;
所述第二温度传感器的信号输出端与所述控制器的信号输入端电连接,控制器的输出端与第二加热板的控温单元电连接,以此根据氧化室内的实时温度控制第二加热板的加热功率。
上述方案中,所述第一压力计的信号输出端与所述控制器的信号输入端电连接,控制器的输出端与第一流量控制器的控制单元电连接,以此根据钝化室内的实时压力控制氢气的流量;
所述第二压力计的信号输出端与所述控制器的信号输入端电连接,控制器的输出端与第二流量控制器的控制单元电连接,以此根据氧化室内的实时压力控制氧气的流量。
上述方案中,所述控制器包括单片机、PLC及微处理器。
上述方案中,钝化室的主要作用是:往钝化室中里通入氢气,利用微波激发氢离子,再利用第一磁极的磁场加速使氢离子注入进硅片内部,钝化硅片表面和内部的缺陷,提升少子寿命,氢气的流量控制在500~1000sccm,微波功率控制范围在3000~3500w。
上述方案中,氧化室的主要作用是:往氧化室通入氧气,在高温下,氧气流量控制范围为300~800sccm,优选是500sccm,与硅片表面的硅发生反应,沉积一层2~6nm厚度的SiO2(优选4nm膜厚),此SiO2层的主要作用是提升电池片的抗PID效果。
上述方案中,各腔室之间通过门隔开,完成一道工序之后,开启该道工序与下一道工序之间的门,当硅片进入下一道工序的腔室中后,两个腔室之间的门关闭。
由于上述技术方案运用,本实用新型与现有技术相比具有下列优点:
1. 本实用新型在板式PECVD机台上直接集成钝化室和氧化室,在钝化室内直接通入氢气,微波激发后氢离子直接进入硅片内部,钝化硅片内部和表面的缺陷;在氧化室内,利用高温,通入氧气,在硅片表面与硅反应,生成一层SiO2,此SiO2层的主要作用是提升电池片的抗PID效果。
2.本实用新型中硅与SiO2接触的表面态缺陷,比硅与Si3N4接触的表面态缺陷要低,降低了表面复合,提升了效率。
3. 本实用新型操作和控制简单,在所有板式PECVD机台上可适于推广。
附图说明
图1为本实用新型实施例一结构示意图。
其中:1、进料室;2、预热室;3、钝化室;4、氧化室;5、工艺室;6、冷却室;7、出料室;8、传输滚轮;9、硅片;10、石墨框。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述:
实施例一:
参见图1所示,一种板式PECVD机台在线钝化和抗PID装置,石墨框10承载着硅片9,由传输滚轮8进行传输,沿硅片9的传输方向依次设置有进料室1、预热室2、钝化室3、氧化室4、工艺室5、冷却室6及出料室7,其中:
硅片9从进料室1进入,在预热室2内预热,在工艺室5内通过PECVD工艺进行处理,在冷却室6内冷却,再经由出料室7出料,这些均为现有技术,本领域技术人员知晓进料室1、预热室2、工艺室5、冷却室6以及出料室7内的结构;
所述钝化室3内设置有第一微波发生器、第一磁极、第一进气管、第一流量控制器、第一加热板、第一温度传感器和第一压力计,所述第一进气管连接钝化室及氢气气源,第一流量控制器设于第一进气管上;
所述氧化室4内设置有第二微波发生器、第二磁极、第二进气管、第二流量控制器、第二加热板、第二温度传感器和第二压力计,所述第二进气管连接氧化室及氧气气源,第二流量控制器设于第二进气管上。
所述第一磁极/第二磁极为U形磁极。
所述钝化室3沿硅片9传输方向的长度为1~1.5米,宽度和原机台保持一致。
所述氧化室4沿硅片传输方向的长度为0.5~1米,宽度和原机台保持一致。
所述钝化室3内设置有1~3个第一微波发生器。
所述氧化室4内设置有1~2个第二微波发生器。
还包括一控制器;
所述第一温度传感器的信号输出端与所述控制器的信号输入端电连接,控制器的输出端与所述第一加热板的控温单元电连接,以此根据钝化室内的实时温度控制第一加热板的加热功率;
所述第二温度传感器的信号输出端与所述控制器的信号输入端电连接,控制器的输出端与第二加热板的控温单元电连接,以此根据氧化室内的实时温度控制第二加热板的加热功率。
所述第一压力计的信号输出端与所述控制器的信号输入端电连接,控制器的输出端与第一流量控制器的控制单元电连接,以此根据钝化室内的实时压力控制氢气的流量;
所述第二压力计的信号输出端与所述控制器的信号输入端电连接,控制器的输出端与第二流量控制器的控制单元电连接,以此根据氧化室内的实时压力控制氧气的流量。
所述控制器包括单片机、PLC及微处理器。
钝化室3的主要作用是:往钝化室3中里通入氢气,利用微波激发氢离子,再利用第一磁极的磁场加速使氢离子注入进硅片9内部,钝化硅片9表面和内部的缺陷,提升少子寿命,氢气的流量控制在500~1000sccm,微波功率控制范围在3000~3500w。
所述氢气的流量可以为550sccm、600sccm、650sccm、700sccm、750sccm、800sccm、850sccm、900sccm、950sccm。
所述微波功率可以为3050w、3100w、3150w、3200w、3250w、3300w、3350w、3400w、3450w。
氧化室4的主要作用是:往氧化室4通入氧气,在高温下,氧气流量控制范围为300~800sccm,优选是500sccm,与硅片9表面的硅发生反应,沉积一层2~6nm厚度的SiO2(优选4nm膜厚),此SiO2层的主要作用是提升电池片的抗PID效果。
氧气流量可以为350sccm、400sccm、450sccm、500sccm、550sccm、600sccm、650sccm、700sccm、750sccm。
氧化硅厚度可以为2.5nm、3nm、3.5nm、4nm、4.5nm、5nm、5.5nm。
各腔室之间通过门隔开,完成一道工序之后,开启该道工序与下一道工序之间的门,当硅片9进入下一道工序的腔室中后,两个腔室之间的门关闭。