一种异质结电池片成膜方法与流程

本发明涉及太阳能电池领域，尤其涉及一种异质结电池片成膜方法。

背景技术：

1、异质结电池具有双面性特征，正背面同时具有非晶硅层，并需要同时覆盖透明导电薄膜，异质结透明导电薄膜的pvd镀膜设备一般采用磁控溅射镀膜技术。随着光伏市场对提升电池片功率和降低制造成本的强烈需求，太阳能电池片镀膜技术的不断发展，对镀膜效率的稳定性提出了越来越高的要求。而现有的pvd镀膜设备生产过程中，通过缩短生产节拍和增大镀膜面积来提高产量，降低单位成本。

2、目前，pvd镀膜设备是在电场和磁场作用下，使工艺气体电离成离子，形成等离子体，被加速的高能粒子获得高能量并轰击靶材(靶面为阴极)，靶材表面的原子脱离原晶格而逸出，溅射粒子沉积到衬底表面与氧原子发生反应而生成氧化物薄膜。为了缩短生产节拍提高产能，目前行业内普遍的做法是提高磁控溅射电源的功率，但更高能量的高能离子轰击对非晶硅层的性能损伤较大，造成非晶硅层与透明导电膜层接触比较差，大的影响了电池片的串联电阻，降低了填充因子，进一步还会影响开路电压，使电池效率产生损失且效率离散性增大，低效片增多，导致电池片性能下降的问题。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提供了一种异质结电池片成膜方法，减少pvd设备镀膜过程中高能离子轰击对非晶硅膜层造成的损伤，有效改善非晶硅层与透明导电膜层的接触效果，能够有效解决电池片性能下降的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种异质结电池片成膜方法，所述方法包括如下步骤：

3、将磁控溅射旋转靶机组安装在磁控溅射设备的靶位上；

4、给pvd溅射设备抽真空，将pvd溅射设备的工艺腔真空度抽至1e-4pa以下；

5、开启磁控溅射旋转靶机旋转；

6、设定第一组磁控溅射靶机电源功率为4kw，以100-500sccm的流量通入ar，以10-200sccm的通入ar/o2；

7、设定第二组磁控溅射靶机电源功率为8kw，以100-500sccm的流量通入ar，以10-300sccm的通入ar/o2；

8、设定第三组磁控溅射靶机电源功率为12kw，以100-500sccm的流量通入ar，以10-400sccm的通入ar/o2；

9、开启pvd溅射设备进行电池片镀膜。

10、进一步的，所述磁控溅射旋转靶机组采用三组旋转靶机，磁控溅射包括直流或脉冲直流或中频或射频磁控溅射。

11、进一步的，所述开启pvd溅射设备进行电池片镀膜包括：通过自动化上料机将正面和背面已沉积非晶硅薄膜的电池片放置在载具内，并控制载具在磁控溅射设备内匀速传输，在经过磁控溅射靶机位置时在非晶硅薄膜外侧沉积透明导电薄膜。

12、进一步的，所述透明导电薄膜为锡掺杂三氧化铟薄膜(ito)、铝掺杂氧化锌薄膜(azo)、钨掺杂三氧化铟薄膜(iwo)、镓掺杂氧化锌薄膜(gzo)或氟掺杂氧化锡薄膜(fto)中的一种。

13、进一步的，所述透明导电薄膜为锡掺杂三氧化铟薄膜(ito)，所述磁控溅射电源功率3-14kw。

14、进一步的，所述透明导电薄膜为铝掺杂氧化锌薄膜(azo)，所述磁控溅射电源功率4.5-13.5kw。

15、由上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明具有如下优点：

16、本发明对电池片的tco成膜过程中的磁控溅射电源功率进行控制，将电源功率作为一项影响电池片性能的重要工艺参数进行控制，减少pvd设备镀膜过程中高能离子轰击对非晶硅膜层造成的损伤，有效改善非晶硅层与透明导电膜层的接触效果，能够有效解决电池片性能下降的问题，能够有效制备出性能优异的电池片，减少异常片的产出，能够提高生产节拍、电池片工艺质量和生产效率，降低生产成本，同时进一步提升成膜系统稼动率、运行成本和市场竞争力，使其更加适配异质结电池片tco工艺。

技术特征：

1.一种异质结电池片成膜方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述一种异质结电池片成膜方法，其特征在于：所述磁控溅射旋转靶机组采用三组旋转靶机，磁控溅射包括直流或脉冲直流或中频或射频磁控溅射。

3.根据权利要求1所述一种异质结电池片成膜方法，其特征在于：所述开启pvd溅射设备进行电池片镀膜包括：通过自动化上料机将正面和背面已沉积非晶硅薄膜的电池片放置在载具内，并控制载具在磁控溅射设备内匀速传输，在经过磁控溅射靶机位置时在非晶硅薄膜外侧沉积透明导电薄膜。

4.根据权利要求3所述一种异质结电池片成膜方法，其特征在于：所述透明导电薄膜为锡掺杂三氧化铟薄膜(ito)、铝掺杂氧化锌薄膜(azo)、钨掺杂三氧化铟薄膜(iwo)、镓掺杂氧化锌薄膜(gzo)或氟掺杂氧化锡薄膜(fto)中的一种。

5.根据权利要求4所述一种异质结电池片成膜方法，其特征在于：所述透明导电薄膜为锡掺杂三氧化铟薄膜(ito)，所述磁控溅射电源功率3-14kw。

6.根据权利要求4所述一种异质结电池片成膜方法，其特征在于：所述透明导电薄膜为铝掺杂氧化锌薄膜(azo)，所述磁控溅射电源功率4.5-13.5kw。

技术总结
本发明公开了一种异质结电池片成膜方法，所述方法包括如下步骤：将磁控溅射旋转靶机组安装在磁控溅射设备的靶位上；给PVD溅射设备抽真空，将PVD溅射设备的工艺腔真空度抽至1E‑4Pa以下；开启磁控溅射旋转靶机旋转；设定第一组磁控溅射靶机电源功率为4Kw，以100‑500sccm的流量通入Ar，以10‑200sccm的通入Ar/O2；设定第二组磁控溅射靶机电源功率为8Kw，以100‑500sccm的流量通入Ar，以10‑300sccm的通入Ar/O2；设定第三组磁控溅射靶机电源功率为12Kw，以100‑500sccm的流量通入Ar，以10‑400sccm的通入Ar/O2；开启PVD溅射设备进行电池片镀膜。本发明对电池片的TCO成膜过程中的磁控溅射电源功率进行控制，有效改善非晶硅层与透明导电膜层的接触效果，减少异常片的产出，能够提高生产节拍、电池片工艺质量和生产效率，降低生产成本。

技术研发人员：王武鹏,陈文平,徐尔强,叶清洪,高文豪
受保护的技术使用者：福建金石能源有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15