[go: up one dir, main page]

CN111118478A - 一种制备异质结电池薄膜的pecvd设备 - Google Patents

一种制备异质结电池薄膜的pecvd设备 Download PDF

Info

Publication number
CN111118478A
CN111118478A CN201911421169.3A CN201911421169A CN111118478A CN 111118478 A CN111118478 A CN 111118478A CN 201911421169 A CN201911421169 A CN 201911421169A CN 111118478 A CN111118478 A CN 111118478A
Authority
CN
China
Prior art keywords
carrier
electrode
process chamber
chamber
rod
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911421169.3A
Other languages
English (en)
Inventor
李晔纯
郭艳
成秋云
吴得轶
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hunan Red Sun Photoelectricity Science and Technology Co Ltd
Original Assignee
Hunan Red Sun Photoelectricity Science and Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hunan Red Sun Photoelectricity Science and Technology Co Ltd filed Critical Hunan Red Sun Photoelectricity Science and Technology Co Ltd
Priority to CN201911421169.3A priority Critical patent/CN111118478A/zh
Publication of CN111118478A publication Critical patent/CN111118478A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/458Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
    • C23C16/4581Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber characterised by material of construction or surface finish of the means for supporting the substrate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/24Deposition of silicon only
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F71/00Manufacture or treatment of devices covered by this subclass
    • H10F71/10Manufacture or treatment of devices covered by this subclass the devices comprising amorphous semiconductor material
    • H10F71/103Manufacture or treatment of devices covered by this subclass the devices comprising amorphous semiconductor material including only Group IV materials
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

本发明公开了一种制备异质结电池薄膜的PECVD设备,包括载料板、叠层式载具及依次对接的第一预热腔、第一工艺腔组、第一卸载腔、翻片区、第二预热腔、第二工艺腔组和第二卸载腔,第一工艺腔组包括至少两个依次对接的工艺腔,第二工艺腔组包括至少两个依次对接的工艺腔,各腔体内设有用于传输载料板的传输机构,叠层式载具设于载料板上,叠层式载具包括多层载具片,翻片区内设有出料工位和进料工位,出料工位和进料工位均设有传输机构,进料工位和出料工位之间设有将出料工位上的叠层式载具的载片取出并翻转180°之后再放在进料工位的叠层式载具上的取放片翻转装置。本发明具有设备整体占地面积小、成本低、维护难度小的优点。

Description

一种制备异质结电池薄膜的PECVD设备
技术领域
本发明涉及太阳能电池制备,尤其涉及一种制备异质结电池薄膜的PECVD设备。
背景技术
能源问题逐渐成为制约全球社会经济发展的主要因素。太阳能是取之不尽,用之不竭的清洁能源。非晶硅/晶硅异质结太阳能电池因其高转换效率、结构相对简单、工艺流程少、低温低能耗、温度系数小等特点,备受国际上许多国家的关注,具有广泛的市场前景。最早由日本三洋公司提出的HIT非晶硅/晶硅异质结太阳能电池主要由电极、氧化透明导电层、本征非晶硅薄膜层、掺杂非晶硅薄膜层组成。
PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)是等离子增强化学气相技术的简称,是目前制备本征非晶硅薄膜/掺杂非晶硅薄膜的一种主要技术。它是利用辉光放电等离子体使SiH4等气源分子分解,从而实现非晶硅薄膜的制备。其原理是:反应气体中的电子在外电场中加速获得能量与反应气体发生初级反应,使得气体分子电离分解,从而形成等离子体。等离子体中大量的化学活性的离子、中性原子和分子生成物向薄膜生长表面输运,同时互相之间发生次级反应。到达薄膜生长表面的各种初级反应产物和次级反应产物被衬底吸附,并与表面发生反应,同时其他产物释放出去,最终形成薄膜。
目前市场上制备非晶硅薄膜的PECVD设备均为板式结构,主要分为:团簇式PECVD设备、链式PECVD设备和U式PECVD设备,主要缺点有:
(1)制备非晶硅薄膜的板式PECVD设备均为进口设备,价格昂贵导致生产成本、维护成本偏高,不利于异质结电池产业化的推广应用。
(2)现有板式PECVD设备载片载板为单层平面石墨框架形式,面积庞大、整体成型、材料先进、工艺复杂需从国外进口,如有磕碰损坏需整块载板更换,维护成本昂贵。
(3)现有板式PECVD设备因受载片载板结构形式限制,各腔体尺寸较大,设备占地面积大,不利于生产车间高利用率布局。
(4)为了降低生产成本,大尺寸硅片逐渐在市场上推广应用,但现有的板式PECVD设备的结构形式在不降低载片量的情况下兼容大尺寸硅片的生产,需更进一步增大载片载板面积,从而腔体尺寸、设备占地面积、制造成本、维护难度均会增加。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种设备整体占地面积小、成本低、维护难度小、利于生产车间高利用率布局的制备异质结电池薄膜的PECVD设备。
为解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案:
一种制备异质结电池薄膜的PECVD设备,包括载料板、叠层式载具以及依次对接的第一预热腔、第一工艺腔组、第一卸载腔、翻片区、第二预热腔、第二工艺腔组和第二卸载腔,所述第一工艺腔组包括至少两个依次对接的工艺腔,所述第二工艺腔组包括至少两个依次对接的工艺腔,各腔体内设有用于传输载料板的传输机构,所述叠层式载具设于载料板上,所述叠层式载具包括多层载具片,所述翻片区内设有出料工位和进料工位,所述出料工位和进料工位均设有传输机构,所述出料工位和进料工位之间设有将出料工位上的叠层式载具的载片取出并翻转180°之后再放在进料工位的叠层式载具上的取放片翻转装置。
作为上述技术方案的进一步改进:
所述叠层式载具还包括底座和绝缘支撑杆,所述绝缘支撑杆固定在底座上,所述多层载具片安装在绝缘支撑杆上,从上至下的各奇数层载具片中,相邻两个奇数层载具片之间通过第一电极块连接,从上至下的各偶数层载具片中,相邻两个偶数层载具片之间通过第二电极块连接,第一层载具片上设有顶层电极块,第二层载具片上设有次顶层电极块,所述顶层电极块上设有第一电极插孔,所述次顶层电极块设有第二电极插孔。
所述第一层载具片设有用于避让次顶层电极块的避让槽;所述绝缘支撑杆包括陶瓷支撑杆和套于陶瓷支撑杆上的多个陶瓷隔离套,所述载具片套在陶瓷支撑杆上,且相邻两层载具片通过一陶瓷隔离套隔开。
所述叠层式载具包括多层多列载具片,各列中层数对应的载具片相互连接;所述叠层式载具的材质为石墨、铝合金、钛合金、钢、陶瓷、石英中的一种。
所述工艺腔外侧设有电极组件,所述电极组件包括第一电极杆、第二电极杆和竖向往复移动电缸,所述竖向往复移动电缸设置在工艺腔的一固定座上,所述第一电极杆、第二电极杆均与竖向往复移动电缸的电缸滑块连接,所述第一电极杆一端与射频电源连接,另一端穿过工艺腔与叠层式载具上的第一电极插孔插接,所述第二电极杆一端与射频电源连接,另一端穿过工艺腔与叠层式载具上的第二电极插孔插接,所述第一电极杆、第二电极杆均配设一波纹管,所述波纹管套在第一电极杆或第二电极杆上并与工艺腔抵接,所述第一电极杆与第二电极杆二者一个为正极一个为负极。
所述第一预热腔、第一工艺腔组、第一卸载腔、翻片区、第二预热腔、第二工艺腔组和第二卸载腔呈U形结构分布,所述翻片区位于U形结构的底部,所述第一预热腔、第二预热腔和各工艺腔内设有板式加热器,所述第一卸载腔与第二卸载腔均设有进气系统,各工艺腔均设有进气系统。
所述工艺腔的进气系统包括进气管、喷淋管和均流板,所述进气管设于工艺腔的一侧,所述均流板位于工艺腔内,所述喷淋管朝向均流板,所述进气管穿过工艺腔与喷淋管连接,所述喷淋管设有多个喷气孔,所述均流板上设有多个均流孔,所述工艺腔远离进气管的一侧设有抽气管,所述抽气管连有一真空抽气系统。
所述工艺腔外侧设有电极组件,所述电极组件包括正电极杆,所述正电极杆一端与射频电源正极连接,另一端与所述均流板连接,所述工艺腔腔体接地作为电源负极。
所述叠层式载具还包括底座和绝缘支撑杆,所述绝缘支撑杆固定在底座上,所述多层载具片安装在绝缘支撑杆上,相邻两层载具片之间通过电极块连接,第一层载具片上设有顶层电极块,所述顶层电极块上设有电极插孔。
所述工艺腔外侧设有电极组件,所述电极组件包括正电极杆和竖向往复移动电缸,所述竖向往复移动电缸设置在工艺腔的一固定座上,所述正电极杆与竖向往复移动电缸的电缸滑块连接,所述正电极杆一端与射频电源连接,另一端穿过工艺腔与叠层式载具上的电极插孔插接,所述正电极杆配设一波纹管,所述波纹管套在正电极杆上并与工艺腔抵接,所述工艺腔腔体接地作为电源负极。
与现有技术相比,本发明的优点在于:
本本发明的制备异质结电池薄膜的PECVD设备,叠层式载具为多层结构,单层面积小、制造难度小、成本低,可以承载较多的载片,各腔体尺寸无需增加,设备整体占地面积小、成本低、维护难度小,利于生产车间高利用率布局。并且叠层式载具的结构,如有损坏更换单个载具片即可,维护成本低,兼容大尺寸硅片只需小幅增加载具片尺寸,随着大尺寸硅片时代的到来,该新的PECVD设备的推广应用较现有设备具有明显优势。
附图说明
图1是本发明实施例1的PECVD设备俯视结构示意图。
图2是本发明实施例1中叠层式载具的主视结构示意图。
图3是本发明实施例1中叠层式载具的俯视结构示意图。
图4是本发明实施例1中叠层式载具电场分布示意图。
图5是本发明实施例1中工艺腔的主视结构示意图。
图6是本发明实施例1中工艺腔的左视结构示意图。
图7是本发明实施例2中工艺腔的左视结构示意图。
图8是本发明实施例3中工艺腔的左视结构示意图。
图中各标号表示:
1、载料板;2、叠层式载具;21、载具片;211、避让槽;22、底座;23、绝缘支撑杆;231、陶瓷支撑杆;232、陶瓷隔离套;24、第一电极块;26、顶层电极块;261、第一电极插孔;262、电极插孔;27、次顶层电极块;271、第二电极插孔;28、电极块;31、第一预热腔;32、第二预热腔;41、第一卸载腔;42、第二卸载腔;5、翻片区;51、进料工位;52、出料工位;6、工艺腔;7、电极组件;71、第一电极杆;72、第二电极杆;73、竖向往复移动电缸;731、电缸滑块;74、固定座;75、波纹管;76、正电极杆;8、板式加热器;91、进气管;92、喷淋管;93、均流板;94、抽气管。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
如图1至图6所示,本实施例的制备异质结电池薄膜的PECVD设备,包括载料板1、叠层式载具2以及依次对接的第一预热腔31、第一工艺腔组、第一卸载腔41、翻片区5、第二预热腔32、第二工艺腔组和第二卸载腔42,第一工艺腔组包括至少两个依次对接的工艺腔6,第二工艺腔组包括至少两个依次对接的工艺腔6,各腔体内设有用于传输载料板1的传输机构,叠层式载具2设于载料板1上,叠层式载具2包括多层载具片21,翻片区5内设出料工位51和进料工位52,出料工位51和进料工位52均设有传输机构(图中未示出),出料工位51和进料工位52之间设有将出料工位51上的叠层式载具2的载片取出并翻转180°之后再放在进料工位52的叠层式载具2上的取放片翻转装置(图中未示出)。
第一工艺腔组和第二工艺腔组均以两个工艺腔6为例,工艺腔6根据镀膜层数和种类设置,沿着进料方向,四工艺腔6分别为第一个、第二个、第三个、第四个工艺腔6。装载好载片的叠层式载具10经过第一预热腔31进行预热,之后进入第一工艺腔组的上游的工艺腔6,进行载片正面第一层本征非晶硅薄膜镀膜,再进入下游的工艺腔6,进行载片正面第二层掺杂非晶硅薄膜镀膜,之后叠层式载具10进入第一卸载腔41,之后进入翻片区5到达出料工位51,取放片翻转装置将出料工位51的叠层式载具2的载片取出并翻转180°,之后放入进料工位52的叠层式载具2上,接着进料工位52的叠层式载具2进入第二预热腔32进行预热,再到第二工艺腔组的前后两个工艺腔6进行反面的第一层本征非晶硅薄膜、第二层掺杂非晶硅薄膜镀膜,最后进入第二卸载腔42,并取出叠层式载具2。取放片翻转装置优选为取放片机械手。叠层式载具2在各腔体内均由传输机构进行输送。传输机构优选为输送辊轴。
本实施例提出的PECVD设备结构,叠层式载具2为多层结构,单层面积小、制造难度小、成本低,可以承载较多的载片,各腔体尺寸无需增加,设备整体占地面积小、成本低、维护难度小,利于生产车间高利用率布局。并且叠层式载具2的结构,如有损坏更换单个载具片21即可,维护成本低,兼容大尺寸硅片只需小幅增加载具片21尺寸,随着大尺寸硅片时代的到来,该新的PECVD设备的推广应用较现有设备具有明显优势。
本实施例中,第一预热腔31、第一工艺腔组、第一卸载腔41、翻片区5、第二预热腔32、第二工艺腔组和第二卸载腔42呈U形结构分布,翻片区5位于U形结构的底部。各腔体采用U形结构分布,翻片区5为拐点,这种布局合理,结构紧凑,大大缩短了设备占用空间。
本实施例中,第一预热腔31、第二预热腔32和各工艺腔6内设有板式加热器8,第一预热腔31、第二预热腔32、第一卸载腔41与第二卸载腔42均设有进气系统,各工艺腔6均设有进气系统,工艺腔6内的进气系统向工艺腔6内通入工艺气体,进行镀膜反应。第一预热腔31、第二预热腔32进气系统用于对预热腔通入惰性气体或者氮气,使得预热腔压力可与卸载腔或工艺腔压力保持一致,以便于叠层式载具2的传输。第一卸载腔41与第二卸载腔42的进气系统用于对卸载腔通入惰性气体或者氮气,使得卸载腔的压力上升至常压值。第一预热腔31、第二预热腔32、第一卸载腔41、第二卸载腔42和各工艺腔6在工作时,都进行了抽真空。为此,第一预热腔31、第二预热腔32、第一卸载腔41、第二卸载腔42和各工艺腔6都配有抽真空系统。板式加热器8包括安装板和呈S形铺设于安装板上的铠装加热丝,铠装加热丝包括金属保护管、内套于金属保护管内的发热体和设于金属保护管与发热体之间的绝缘层。铠装加热丝经过高密度压缩而成,具有耐压、抗震、可挠、节能、高不渗透、耐辐射、防爆、安全可靠、安装方便、机械强度高、使用寿命长等优点。
本实施例中,叠层式载具2还包括底座22和绝缘支撑杆23,绝缘支撑杆23固定在底座22上,多层载具片21安装在绝缘支撑杆23上,从上至下的各奇数层载具片21中,相邻两个奇数层载具片21之间通过第一电极块24连接,从上至下的各偶数层载具片21中,相邻两个偶数层载具片21之间通过第二电极块(图中未示出,在图2中被第一电极块24挡住,在图3中,位于次顶层电极块27的下方)连接,第一层载具片21上设有顶层电极块26,第二层载具片21上设有次顶层电极块27,顶层电极块26上设有第一电极插孔261,次顶层电极块27设有第二电极插孔271。各奇数层载具片21通过第一电极块24实现电连接,各偶数层载具片21通过第二电极块实现电连接。只要在顶层电极块26的第一电极插孔261连接正极(或负极),次顶层电极块27的第二电极插孔271连接负极(或正极),实现各奇数层载具片21连接正极(或负极),各偶数层载具片21连接负极(或正极),即相邻两载具片21连接不同的电极形成一个放电回路,电场示意图如图4所示,左边为奇数层的载具片21,右边为偶数层的载具片21。
本实施例中,第一层载具片21设有用于避让次顶层电极块27的避让槽211。绝缘支撑杆23包括陶瓷支撑杆231和套于陶瓷支撑杆231上的多个陶瓷隔离套232,载具片21套在陶瓷支撑杆231上,且相邻两层载具片21通过一陶瓷隔离套232隔开,陶瓷隔离套232将相邻两舟片21间隔固定的距离。
本实施例中,叠层式载具2以叠层式石墨舟为例,相应的载具片21为石墨舟片。需要说明的是,在其他实施例中,叠层式载具2材质可以采用其他材料替换,例如:铝合金、钛合金、钢等金属材料或者陶瓷、石英等耐高温低活性的非金属材料。当然,叠层式载具2的材质也选择这些当中的两种以上的材质进行组合。
在具体应用实例中,叠层式载具2根据设备腔体内空间尺寸设置成数层多列结构,各列中层数对应的载具片21相互连接。本实施例中,叠层式载具2优选为五列,每列由多层载具片21构成,每层仅为单个载具片21。各列同层间隔的载具片21连接同一电极,载片水平放置在每个载具片21上,相邻上下两层载具片21之间形成一个放电回路,辉光放电使工艺气体电离,在载片表面形成所需的薄膜结构及厚度,该结构形式的镀膜均匀性好且无绕镀,优良率提高。
本实施例中,工艺腔6外侧设有电极组件7,电极组件7包括第一电极杆71、第二电极杆72和竖向往复移动电缸73,竖向往复移动电缸73设置在工艺腔6的一固定座74上,第一电极杆71、第二电极杆72均与竖向往复移动电缸73的电缸滑块731连接,第一电极杆71一端与射频电源连接,另一端穿过工艺腔6与叠层式载具2上的第一电极插孔261插接,第二电极杆72一端与射频电源连接,另一端穿过工艺腔6与叠层式载具2上的第二电极插孔271插接,第一电极杆71、第二电极杆72均配设一波纹管75,波纹管75套在第一电极杆71或第二电极杆72上并与工艺腔6抵接,第一电极杆71与第二电极杆72二者一个为正极一个为负极。竖向往复移动电缸73带动第一电极杆71、第二电极杆72向下移动,插入叠层式载具2对应的第一电极插孔261、第二电极插孔271,第一电极杆71连通叠层式载具2的各奇数层载具片21,第二电极杆72连通叠层式载具2的各偶数层载具片21,叠层式载具2形成一个放电回路。
本实施例中,工艺腔6的进气系统包括进气管91、喷淋管92和均流板93,进气管91设于工艺腔6的一侧,均流板93位于工艺腔6内,喷淋管92朝向均流板93,进气管91穿过工艺腔6与喷淋管92连接,喷淋管92设有多个喷气孔(图中未示出),均流板93上设有多个均流孔(图中未示出),工艺腔6远离进气管91的一侧设有抽气管94,抽气管94连有一真空抽气系统。喷淋管19的设置是为保证进入腔体的工艺气体充分混合均匀,设置均流板93是为了使腔室内的气场更加均匀和稳定,喷淋管19与均流板93的结合,气场均匀性和稳定性大幅提升,有利于硅片镀膜质量提升。
本实施例的制备异质结电池薄膜的PECVD设备工艺流程如下:
(1)装载好载片的叠层式载具2排列在载料板1上,工艺开始时,传输机构将载料板1传输至第一预热腔31,待叠层式载具2及载片达到预设温度时,传输机构将载料板1传输至第一个工艺腔6。
(2)叠层式载具2传输到第一个工艺腔6后,通入所需工艺气体,插入正负电极杆(第一电极杆71与第二电极杆72),待压力恒定后,开启射频电源,根据所需膜层厚度设定放电时间,完成载片正面第一层本征非晶硅薄膜镀膜。
(3)传输机构将叠层式载具2从第一个工艺腔6传输至第二个工艺腔6内,通入所需工艺气体,插入正负电极杆,待压力恒定后,开启射频电源,根据所需膜层厚度设定放电时间,在载片正面第一层本征非晶硅薄膜完成第二层P型掺杂非晶硅薄膜镀膜。
(4)传输机构将叠层式载具2从第二个工艺腔6传输至第一卸载腔41,通入氮气或其它惰性气体,待第一卸载腔41压力上升到常压后,将叠层式载具2从腔体内取出,在翻片区5内,将完成正面镀膜的载片从出料工位51叠层式载具2中取出翻转至背面后,置于进料工位52的叠层式载具2中。
(5)传输机构将进料工位52的叠层式载具2传输至第二预热腔32,待叠层式载具2及载片达到预设温度时,传输机构将叠层式载具2传输至第三个工艺腔6。
(6)叠层式载具2传输到第三个工艺腔6后,通入所需工艺气体,插入正负电极杆,待压力恒定后,开启射频电源,根据所需膜层厚度设定放电时间,完成载片背面第一层本征非晶硅薄膜镀膜。
(7)传输机构将叠层式载具2从第三个工艺腔6传输至第四个工艺腔6内,通入所需工艺气体,插入正负电极杆,待压力恒定后,开启射频电源,根据所需膜层厚度设定放电时间,在载片背面第一层本征非晶硅薄膜完成第二层N型掺杂非晶硅薄膜镀膜。
(8)传输机构将叠层式载具2从第四个工艺腔6传输至第二卸载腔42,通入氮气或其它惰性气体,待第二卸载腔42压力上升到常压后,将叠层式载具2及载料板1从第二卸载腔42内取出置于下料平台上。
现有板式PECVD设备与本发明的制备异质结电池薄膜的PECVD设备设备在同产能条件下占地面积、市售价格、载片量等方面的比较如下表一:
表一
Figure BDA0002352424780000081
实施例2
如图7所示,本实施例的制备异质结电池薄膜的PECVD设备,与实施例1的区别在于:
本实施例中,电极组件7的结构与实施例1的机构不同,工艺腔6的结构与实施例1的结构相同,叠层式载具2与实施例1的叠层式载具2有所不同。
本实施例中,电极组件7包括正电极杆76,正电极杆76一端与射频电源正极连接,另一端与均流板93连接,工艺腔6腔体接地作为电源负极。腔体外壳接地作为电源负极,均流板93连接射频电源正极,在进气口与均流板93区域形成电场,气体在进气口区域电离后,往抽气口运动的同时在叠层式载具片2上的载片上沉积薄膜。
本实施例中,叠层式载具2包括多层载具片21,相邻两层载具片21之间不需要进行通过电极块进行连接。
其余之处与实施例1基本相同,此处不再赘述。
实施例3
如图8所示,本实施例的制备异质结电池薄膜的PECVD设备,与实施例1的区别在于:
本实施例中,电极组件7的结构与实施例1的机构不同,工艺腔6的结构与实施例1的结构相同,叠层式载具2与实施例1的叠层式载具2有所不同。
本实施例中,叠层式载具2还包括底座22和绝缘支撑杆23,绝缘支撑杆23固定在底座22上,多层载具片21安装在绝缘支撑杆23上,相邻两层载具片21之间通过电极块28连接,第一层载具片21上设有顶层电极块26,顶层电极块26上设有电极插孔262。即叠层式载具2不分奇偶层,从上至下相邻两层载具片21之间通过电极块28导通,所有层载具片21导通形成一个整体。只要将一个电极与顶层电极块26的电极插孔262接通,实现所有层载具片21为同一电极。
相应的,电极组件7也需要改进,电极组件7包括正电极杆76和竖向往复移动电缸73,竖向往复移动电缸73设置在工艺腔6的一固定座74上,正电极杆76与竖向往复移动电缸73的电缸滑块731连接,正电极杆76一端与射频电源连接,另一端穿过工艺腔6与叠层式载具2上的电极插孔262插接,正电极杆76配设一波纹管75,波纹管75套在正电极杆76上并与工艺腔6抵接,工艺腔6腔体接地作为电源负极。腔体外壳接地作为电源负极,所有的载具片21连接射频电源正极,在叠层式载具2与腔壁之间形成电场,气体电离后在叠层式载具片21的载片上沉积薄膜。
其余之处与实施例1基本相同,此处不再赘述。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围的情况下,都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例。因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰,均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种制备异质结电池薄膜的PECVD设备,其特征在于:包括载料板(1)、叠层式载具(2)以及依次对接的第一预热腔(31)、第一工艺腔组、第一卸载腔(41)、翻片区(5)、第二预热腔(32)、第二工艺腔组和第二卸载腔(42),所述第一工艺腔组包括至少两个依次对接的工艺腔(6),所述第二工艺腔组包括至少两个依次对接的工艺腔(6),各腔体内设有用于传输载料板(1)的传输机构,所述叠层式载具(2)设于载料板(1)上,所述叠层式载具(2)包括多层载具片(21),所述翻片区(5)内设有出料工位(51)和进料工位(52),所述出料工位(51)和进料工位(52)均设有传输机构,所述出料工位(51)和进料工位(52)之间设有将出料工位(51)上的叠层式载具(2)的载片取出并翻转180°之后再放在进料工位(52)的叠层式载具(2)上的取放片翻转装置。
2.根据权利要求1所述的制备异质结电池薄膜的PECVD设备,其特征在于:所述叠层式载具(2)还包括底座(22)和绝缘支撑杆(23),所述绝缘支撑杆(23)固定在底座(22)上,所述多层载具片(21)安装在绝缘支撑杆(23)上,从上至下的各奇数层载具片(21)中,相邻两个奇数层载具片(21)之间通过第一电极块(24)连接,从上至下的各偶数层载具片(21)中,相邻两个偶数层载具片(21)之间通过第二电极块连接,第一层载具片(21)上设有顶层电极块(26),第二层载具片(21)上设有次顶层电极块(27),所述顶层电极块(26)上设有第一电极插孔(261),所述次顶层电极块(27)设有第二电极插孔(271)。
3.根据权利要求2所述的制备异质结电池薄膜的PECVD设备,其特征在于:所述第一层载具片(21)设有用于避让次顶层电极块(27)的避让槽(211);所述绝缘支撑杆(23)包括陶瓷支撑杆(231)和套于陶瓷支撑杆(231)上的多个陶瓷隔离套(232),所述载具片(21)套在陶瓷支撑杆(231)上,且相邻两层载具片(21)通过一陶瓷隔离套(232)隔开。
4.根据权利要求2所述的制备异质结电池薄膜的PECVD设备,其特征在于:所述叠层式载具(2)包括多层多列载具片(21),各列中层数对应的载具片(21)相互连接;所述叠层式载具(2)的材质为石墨、铝合金、钛合金、钢、陶瓷、石英中的至少一种。
5.根据权利要求2至4任意一项所述的制备异质结电池薄膜的PECVD设备,其特征在于:所述工艺腔(6)外侧设有电极组件(7),所述电极组件(7)包括第一电极杆(71)、第二电极杆(72)和竖向往复移动电缸(73),所述竖向往复移动电缸(73)设置在工艺腔(6)的一固定座(74)上,所述第一电极杆(71)、第二电极杆(72)均与竖向往复移动电缸(73)的电缸滑块(731)连接,所述第一电极杆(71)一端与射频电源连接,另一端穿过工艺腔(6)与叠层式载具(2)上的第一电极插孔(261)插接,所述第二电极杆(72)一端与射频电源连接,另一端穿过工艺腔(6)与叠层式载具(2)上的第二电极插孔(271)插接,所述第一电极杆(71)、第二电极杆(72)均配设一波纹管(75),所述波纹管(75)套在第一电极杆(71)或第二电极杆(72)上并与工艺腔(6)抵接,所述第一电极杆(71)与第二电极杆(72)二者一个为正极一个为负极。
6.根据权利要求1至4任意一项所述的制备异质结电池薄膜的PECVD设备,其特征在于:所述第一预热腔(31)、第一工艺腔组、第一卸载腔(41)、翻片区(5)、第二预热腔(32)、第二工艺腔组和第二卸载腔(42)呈U形结构分布,所述翻片区(5)位于U形结构的底部,所述第一预热腔(31)、第二预热腔(32)和各工艺腔(6)内设有板式加热器(8),所述第一卸载腔(41)与第二卸载腔(42)均设有进气系统,各工艺腔(6)均设有进气系统。
7.根据权利要求6所述的制备异质结电池薄膜的PECVD设备,其特征在于:所述工艺腔(6)的进气系统包括进气管(91)、喷淋管(92)和均流板(93),所述进气管(91)设于工艺腔(6)的一侧,所述均流板(93)位于工艺腔(6)内,所述喷淋管(92)朝向均流板(93),所述进气管(91)穿过工艺腔(6)与喷淋管(92)连接,所述喷淋管(92)设有多个喷气孔,所述均流板(93)上设有多个均流孔,所述工艺腔(6)远离进气管(91)的一侧设有抽气管(94),所述抽气管(94)连有一真空抽气系统。
8.根据权利要求7所述的制备异质结电池薄膜的PECVD设备,其特征在于:所述工艺腔(6)外侧设有电极组件(7),所述电极组件(7)包括正电极杆(76),所述正电极杆(76)一端与射频电源正极连接,另一端与所述均流板(93)连接,所述工艺腔(6)腔体接地作为电源负极。
9.根据权利要求1所述的制备异质结电池薄膜的PECVD设备,其特征在于:所述叠层式载具(2)还包括底座(22)和绝缘支撑杆(23),所述绝缘支撑杆(23)固定在底座(22)上,所述多层载具片(21)安装在绝缘支撑杆(23)上,相邻两层载具片(21)之间通过电极块(28)连接,第一层载具片(21)上设有顶层电极块(26),所述顶层电极块(26)上设有电极插孔(262)。
10.根据权利要求9所述的制备异质结电池薄膜的PECVD设备,其特征在于:所述工艺腔(6)外侧设有电极组件(7),所述电极组件(7)包括正电极杆(76)和竖向往复移动电缸(73),所述竖向往复移动电缸(73)设置在工艺腔(6)的一固定座(74)上,所述正电极杆(76)与竖向往复移动电缸(73)的电缸滑块(731)连接,所述正电极杆(76)一端与射频电源连接,另一端穿过工艺腔(6)与叠层式载具(2)上的电极插孔(262)插接,所述正电极杆(76)配设一波纹管(75),所述波纹管(75)套在正电极杆(76)上并与工艺腔(6)抵接,所述工艺腔(6)腔体接地作为电源负极。
CN201911421169.3A 2019-12-31 2019-12-31 一种制备异质结电池薄膜的pecvd设备 Pending CN111118478A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911421169.3A CN111118478A (zh) 2019-12-31 2019-12-31 一种制备异质结电池薄膜的pecvd设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911421169.3A CN111118478A (zh) 2019-12-31 2019-12-31 一种制备异质结电池薄膜的pecvd设备

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111118478A true CN111118478A (zh) 2020-05-08

Family

ID=70507523

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911421169.3A Pending CN111118478A (zh) 2019-12-31 2019-12-31 一种制备异质结电池薄膜的pecvd设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111118478A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111690912A (zh) * 2020-07-30 2020-09-22 东方日升新能源股份有限公司 一种双面镀膜设备及电池片的双面镀膜方法
CN112663030A (zh) * 2020-12-28 2021-04-16 无锡松煜科技有限公司 立式光伏电池钝化沉积装置
CN114121586A (zh) * 2020-09-01 2022-03-01 苏州拓升智能装备有限公司 半导体处理设备
CN118957543A (zh) * 2024-10-17 2024-11-15 湖南红太阳光电科技有限公司 Pecvd设备石墨舟电极引入装置及电极引入控制方法

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101935826A (zh) * 2010-09-13 2011-01-05 宁波升日太阳能电源有限公司 一种等离子体增强化学气相沉积炉
CN202072762U (zh) * 2011-03-18 2011-12-14 石金精密科技(深圳)有限公司 一种石墨舟
CN102487109A (zh) * 2009-12-22 2012-06-06 无锡尚德太阳能电力有限公司 一种水平石墨舟
CN203839396U (zh) * 2014-05-09 2014-09-17 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 一种用于制备抗pid薄膜的装置
CN104409405A (zh) * 2014-11-18 2015-03-11 中国电子科技集团公司第四十八研究所 用平板式pecvd制备hit太阳电池的传片机构及方法
CN206628499U (zh) * 2017-03-16 2017-11-10 隆基绿能科技股份有限公司 气体匀流组件及片材表面处理装置
US20180119278A1 (en) * 2015-04-13 2018-05-03 Kornmeyer Carbon-Group Gmbh Pecvd boat
CN108091722A (zh) * 2016-11-23 2018-05-29 上海理想万里晖薄膜设备有限公司 一种自动上下料及自动翻片系统及其工作方法
CN109524336A (zh) * 2018-11-14 2019-03-26 湖南红太阳光电科技有限公司 一种管式pecvd石墨舟结构
CN208917305U (zh) * 2018-08-30 2019-05-31 常州比太科技有限公司 一种封闭式镀膜系统
CN110438474A (zh) * 2019-09-20 2019-11-12 理想晶延半导体设备(上海)有限公司 载片单元
CN209778993U (zh) * 2019-03-01 2019-12-13 晋能光伏技术有限责任公司 一种用于生产异质结太阳能电池镀膜的pecvd设备

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102487109A (zh) * 2009-12-22 2012-06-06 无锡尚德太阳能电力有限公司 一种水平石墨舟
CN101935826A (zh) * 2010-09-13 2011-01-05 宁波升日太阳能电源有限公司 一种等离子体增强化学气相沉积炉
CN202072762U (zh) * 2011-03-18 2011-12-14 石金精密科技(深圳)有限公司 一种石墨舟
CN203839396U (zh) * 2014-05-09 2014-09-17 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 一种用于制备抗pid薄膜的装置
CN104409405A (zh) * 2014-11-18 2015-03-11 中国电子科技集团公司第四十八研究所 用平板式pecvd制备hit太阳电池的传片机构及方法
US20180119278A1 (en) * 2015-04-13 2018-05-03 Kornmeyer Carbon-Group Gmbh Pecvd boat
CN108091722A (zh) * 2016-11-23 2018-05-29 上海理想万里晖薄膜设备有限公司 一种自动上下料及自动翻片系统及其工作方法
CN206628499U (zh) * 2017-03-16 2017-11-10 隆基绿能科技股份有限公司 气体匀流组件及片材表面处理装置
CN208917305U (zh) * 2018-08-30 2019-05-31 常州比太科技有限公司 一种封闭式镀膜系统
CN109524336A (zh) * 2018-11-14 2019-03-26 湖南红太阳光电科技有限公司 一种管式pecvd石墨舟结构
CN209778993U (zh) * 2019-03-01 2019-12-13 晋能光伏技术有限责任公司 一种用于生产异质结太阳能电池镀膜的pecvd设备
CN110438474A (zh) * 2019-09-20 2019-11-12 理想晶延半导体设备(上海)有限公司 载片单元

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111690912A (zh) * 2020-07-30 2020-09-22 东方日升新能源股份有限公司 一种双面镀膜设备及电池片的双面镀膜方法
CN114121586A (zh) * 2020-09-01 2022-03-01 苏州拓升智能装备有限公司 半导体处理设备
CN112663030A (zh) * 2020-12-28 2021-04-16 无锡松煜科技有限公司 立式光伏电池钝化沉积装置
CN118957543A (zh) * 2024-10-17 2024-11-15 湖南红太阳光电科技有限公司 Pecvd设备石墨舟电极引入装置及电极引入控制方法
CN118957543B (zh) * 2024-10-17 2025-03-11 湖南红太阳光电科技有限公司 Pecvd设备石墨舟电极引入装置及电极引入控制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111118478A (zh) 一种制备异质结电池薄膜的pecvd设备
US12230728B2 (en) Coating apparatus, method and system, solar cell, module, and power generation system
CN111041458B (zh) 一种连续式pecvd设备
KR100777956B1 (ko) 플라스마 cvd법 및 장치
US4576830A (en) Deposition of materials
US20090133628A1 (en) Vacuum device for continuous processing of substrates
CN112159973A (zh) 一种制备Topcon电池钝化膜层的装置及其工艺流程
CN112002631A (zh) 一种钝化接触太阳能电池的板式一体式镀膜方法及设备
CN101245449A (zh) 大批量生产薄膜的等离子箱
JPH0614513B2 (ja) 光電池素子の製造装置
WO2021218760A1 (zh) 传送载板、真空镀膜设备及真空镀膜方法
CN101245448A (zh) 单室等离子箱制作薄膜硅光电转换器件的方法
CN110656323A (zh) 用于制造hit太阳能电池的cvd设备、成套cvd设备及镀膜方法
CN214458304U (zh) 镀膜设备
CN213357746U (zh) 一种制备Topcon电池钝化膜层的装置
CN101245450A (zh) 可移式等离子箱单室大批量镀膜的方法
JP4279217B2 (ja) プラズマ処理装置及びこれを用いた太陽電池の製造方法
CN107623052B (zh) 一种太阳能电池片钝化用Al2O3镀膜系统和方法
JP3649898B2 (ja) プラズマcvd装置を用いた多層薄膜形成装置
CN218414610U (zh) 异质结电池硅片的镀膜设备及电池生产系统
CN217499412U (zh) 一种电池片镀膜系统
JPH08195348A (ja) 半導体装置製造装置
TWI825615B (zh) 一種基板處理系統及其方法
CN218089785U (zh) 太阳能电池镀膜设备
CN115679298A (zh) 用于生长氧化铝/氧化硅和非晶硅薄膜的连续式生产设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20200508