CN103400741B - 应用于太阳能电池片的离子束注入掺杂的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及太阳能电池的生产领域，其公开了一种应用于太阳能电池片的离子束注入掺杂的设备和方法，包括靶室单元、靶台扫描运动单元离子束测量控制单元；所述靶室单元内设靶台单元，所述靶台单元包括目标工件、注入隙缝图形掩模和目标工件夹具；所述靶台扫描运动单元携带所述靶台单元运动；所述离子束测量控制单元测量离子束的离子束电流、离子束电流密度分布和离子束的角度；所述目标工件夹具固定所述目标工件和注入隙缝图形掩模。本发明的有益效果是：在太阳能电池片的制作上具有低成本高产能的优点。

Description

应用于太阳能电池片的离子束注入掺杂的设备和方法

技术领域

本发明涉及太阳能电池的生产领域，尤其涉及一种应用于太阳能电池片的离子束注入掺杂的设备和方法。

背景技术

离子注入是一种把原子或分子引入目标工件衬底的制程，此制程通常被称为掺杂，它能改变材料的导电属性；离子注入是一个在大规模集成电路的制造中常见的制程，一个典型的离子注入机包括一个产生离子束的离子源；一个离子束选择、成型、加速和传输系统，它包括使用磁场的离子束质量分析系统；以及一个靶室，用于处理将注入离子束的目标工件；具有一定能量的离子束进入目标工件内，并占据目标工件的材料的晶格，经过激活后，形成具有需要的导电性能的区域。

太阳能电池是一种使用晶体硅制成的器件，为了使这个清洁能源技术得到更广泛的应用，有必要进一步降低制造成本，有必要进一步提高太阳能电池的转换效率。

在制造太阳能电池的制程中，有两个因素必须考虑：第一个因素是串联电阻（Rs），或太阳能电池材料的总电阻，Rs限制了填充因子，填充因子定义成最大输出功率除以开路电压（Voc）和短路电流（Isc）的乘积，随着Rs的增加，端口电压会显着降低，短路电流也会略有下降；如果Rs过高，还会导致短路电流Isc的显着下降，因此，太阳能电池的效率会随之降低。

第二个因素是光子的转换效率，光子的转换效率限制了短路电流的大小，如果太阳能电池的前表面是一个较高掺杂区，串联电阻Rs会减少，但载流子的复合损失会增加，从而降低了短路电流；一个解决方案是，为了降低复合损失，只在太阳能电池前表面与外接线金属的接触点处提高掺杂浓度，这种技术被称为选择性发射极。

在太阳能电池前表面形成了选择性发射极的一种方法是，在金属或其他导体的接触点处，进行选择性区域的高剂量掺杂，这通常需要通过一个昂贵的光刻步骤来在硅片表面形成掩模，然后通过扩散或离子注入的方法进行选择性掺杂。采用光刻必然增加太阳能电池的制造成本，而且，用于半导体工业的离子注入机的产能显然也不能满足电池片的产能要求；选择性发射极的制作只是选择性掺杂的一个应用，其它的高效率电池片制作技术如背连接等的也要采用选择性掺杂。因此，对于如上所述的选择性掺杂的工艺，需要一个改进的技术和方法。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种应用于太阳能电池片的离子束注入掺杂的设备和方法，解决现有技术中太阳能电池片生产复杂和昂贵的问题。

本发明提供了一种应用于太阳能电池片的离子束注入掺杂的设备，包括离子源，引出电极单元，均匀度和角度校正单元，所述引出电极单元以及均匀度和角度校正单元设置在真空室中，所述离子源生成的离子束通过所述引出电极单元引出，所述应用于太阳能电池片的离子束注入掺杂的设备还包括靶室单元、靶台扫描运动单元离子束测量控制单元；所述靶室单元内设靶台单元，所述靶台单元包括目标工件、注入隙缝图形掩模和目标工件夹具；所述靶台扫描运动单元携带所述靶台单元运动；所述离子束测量控制单元测量离子束的离子束电流、离子束电流密度分布和离子束的角度；所述目标工件夹具固定所述目标工件和注入隙缝图形掩模。

作为本发明的进一步改进，所述弧室在长度方向具有一个100毫米至1000毫米尺寸的长形腔体，所述弧室的一面有一个在长度方向具有100毫米至1000毫米尺寸的长形引出开口以便离子从所述长形引出开口被引出。

作为本发明的进一步改进，所述离子源为Bernas贝纳斯型离子源或射频型离子源，所述离子源产生等离子体，离子源的离子源室设有一个拉长的开口，这个拉长的开口在一个方向的宽度比其在另一个方向高度要大得多；所述引出电极单元从离子源室的拉长开口获取离子束。

作为本发明的进一步改进，所述应用于太阳能电池片的离子束注入掺杂的设备还包括目标工件传送单元，目标工件进入交换室和目标工件输出交换室，所述目标工件进入交换室和目标工件输出交换室通过真空阀与靶室单元相连接。

作为本发明的进一步改进，所述靶台单元设有凹区，所述凹区略大于所述目标工件的尺寸，所述目标工件和注入隙缝图形掩模放置在所述凹区内。

作为本发明的进一步改进，所述注入隙缝图形掩模包括前端表面、背面和隙缝，至少有一个隙缝从前端表面方向延伸到背面；所述隙缝设定离子束通过的路径，离子束的一部分通过隙缝注入到所述注入隙缝图形掩模后面的目标工件。

作为本发明的进一步改进，所述注入隙缝图形掩模为石墨，硅，石英，碳化硅或铝材料，所述隙缝为长方形、方孔或圆孔形状。

作为本发明的进一步改进，所述均匀度和角度校正单元通过局部的电场或磁场来调整离子束中的每一个束团的角度和位置以获得均匀分布的宽带离子束；所述离子束测量控制单元的测量结果用来调节均匀度和角度校正单元的局部的电场或磁场。

本发明同时提供了一种应用于太阳能电池片的离子束注入掺杂的方法，包括如下步骤：（A）固定目标工件和注入隙缝图形掩模；（B）离子源生成宽带离子束；（C）进行离子注入；所述步骤（A）中，目标工件夹具固定注入隙缝图形掩模和所述目标工件在靶台单元上；所述步骤（B）中，离子源生成的离子束通过所述引出电极单元形成宽带离子束；所述步骤（C）中，离子束对目标工件和注入隙缝图形掩模进行离子注入。

作为本发明的进一步改进，所述靶台单元设有凹区，所述凹区略大于所述目标工件的尺寸，所述目标工件和注入隙缝图形掩模放置在所述凹区内；所述注入隙缝图形掩模包括前端表面、背面和隙缝，至少有一个隙缝从前端表面方向延伸到背面；所述隙缝设定离子束通过的路径，离子束的一部分通过隙缝注入到所述注入隙缝图形掩模后面的目标工件。

作为本发明的进一步改进，所述离子源为Bernas贝纳斯型离子源或射频型离子源，所述离子源产生等离子体，离子源的离子源室设有一个拉长的开口，这个拉长的开口在一个方向的宽度比其在另一个方向高度要大得多；引出电极单元从离子源室的拉长开口获取离子束。

本发明的有益效果是：本发明的有益效果是：在太阳能电池片的制作上具有低成本、高产能的优点。

【附图说明】

图1是采用二次扩散制作选择性发射极太阳能电池的工艺流程图；

图2是本发明的采用离子注入制作选择性发射极太阳能电池的工艺流程图；

图3是一个用于半导体芯片制作的宽带离子注入机系统示意图；

图4是本发明的一个用于太阳能电池片制造的宽带离子注入机系统示意图；

图5是本发明的宽带离子源的截面图；

图6是本发明的同时进行多片太阳能电池片注入的靶台示意图；

图7是本发明的太阳能电池片的靶台截面图；

图8是本发明的离子注入用掩模透视图。

【具体实施方式】

下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。

一种应用于太阳能电池片的离子束注入掺杂的设备，包括离子源，引出电极单元，均匀度和角度校正单元，所述引出电极单元以及均匀度和角度校正单元设置在真空室中，所述离子源生成的离子束通过所述引出电极单元引出，所述应用于太阳能电池片的离子束注入掺杂的设备还包括靶室单元、靶台扫描运动单元离子束测量控制单元；所述靶室单元内设靶台单元，所述靶台单元包括目标工件、注入隙缝图形掩模和目标工件夹具；所述靶台扫描运动单元携带所述靶台单元运动；所述离子束测量控制单元测量离子束的离子束电流、离子束电流密度分布和离子束的角度；所述目标工件夹具固定所述目标工件和注入隙缝图形掩模。

所述弧室在长度方向具有一个100毫米至1000毫米尺寸的长形腔体，所述弧室的一面有一个在长度方向具有100毫米至1000毫米尺寸的长形引出开口以便离子从所述长形引出开口被引出。

所述离子源为Bernas贝纳斯型离子源或射频型离子源，所述离子源产生等离子体，离子源的离子源室设有一个拉长的开口，这个拉长的开口在一个方向的宽度比其在另一个方向高度要大得多；所述引出电极单元从离子源室的拉长开口获取离子束。

所述应用于太阳能电池片的离子束注入掺杂的设备还包括目标工件传送单元，目标工件进入交换室和目标工件输出交换室，所述目标工件进入交换室和目标工件输出交换室通过真空阀与靶室单元相连接。

所述靶台单元设有凹区，所述凹区略大于所述目标工件的尺寸，所述目标工件和注入隙缝图形掩模放置在所述凹区内。

所述注入隙缝图形掩模包括前端表面、背面和隙缝，至少有一个隙缝从前端表面方向延伸到背面；所述隙缝设定离子束通过的路径，离子束的一部分通过隙缝注入到所述注入隙缝图形掩模后面的目标工件。

所述注入隙缝图形掩模为石墨，硅，石英，碳化硅或铝材料，所述隙缝为长方形、方孔或圆孔形状。

所述均匀度和角度校正单元通过局部的电场或磁场来调整离子束中的每一个束团的角度和位置以获得均匀分布的宽带离子束；所述离子束测量控制单元的测量结果用来调节均匀度和角度校正单元的局部的电场或磁场。

本发明同时提供了一种应用于太阳能电池片的离子束注入掺杂的方法，包括如下步骤：（A）固定目标工件和注入隙缝图形掩模；（B）离子源生成宽带离子束；（C）进行离子注入；所述步骤（A）中，目标工件夹具固定注入隙缝图形掩模和所述目标工件在靶台单元上；所述步骤（B）中，离子源生成的离子束通过所述引出电极单元形成宽带离子束；所述步骤（C）中，离子束对目标工件和注入隙缝图形掩模进行离子注入。

所述靶台单元设有凹区，所述凹区略大于所述目标工件的尺寸，所述目标工件和注入隙缝图形掩模放置在所述凹区内；所述注入隙缝图形掩模包括前端表面、背面和隙缝，至少有一个隙缝从前端表面方向延伸到背面；所述隙缝设定离子束通过的路径，离子束的一部分通过隙缝注入到所述注入隙缝图形掩模后面的目标工件。

所述离子源为Bernas贝纳斯型离子源或射频型离子源，所述离子源产生等离子体，离子源的离子源室设有一个拉长的开口，这个拉长的开口在一个方向的宽度比其在另一个方向高度要大得多；引出电极单元从离子源室的拉长开口获取离子束。

图1步骤A-G是采用二次扩散制作选择性发射极太阳能电池的工艺流程图；在图1A步骤中，10是太阳能电池片的材料，如晶体硅片等，晶体硅片10可以是预先掺杂的，16是预先掺杂的区域，预先掺杂的晶体硅片10可以是p型掺杂，也可以是n型掺杂。

图1B步骤表示了在晶体硅片10上制作一层掩模11，12是掩模11上的隙缝图形。掩模11可以是SiO2或其它材料，掩模可以通过印刷或光刻等多次工艺制作。

图1C步骤表示了通过扩散的工艺，通过掩模11的隙缝图形12，在晶体硅片10的表面形成高浓度掺杂区域13，掺杂类型与晶体硅片10的预先掺杂类型相反，高浓度掺杂区域13与掩模11的隙缝图形12相同。

图1D步骤表示了通过刻蚀或其它的工艺，去除掩模11，这样，在晶体硅片10的表面只留下了高浓度掺杂区域13。

图1E步骤表示了通过二次扩散的工艺，在晶体硅片10的表面形成一个更深的掺杂区域14，掺杂区域14的类型与高浓度掺杂区域13的类型相同，但是浓度较低，在掺杂区域14和晶体硅片的预先掺杂的区域16之间形成p-n结15。

图1F步骤表示了在扩散后的工艺，这些工艺是用来消除由于扩散而带来的不良结果；例如对磷扩散来说，需要刻蚀掉晶体硅片10的边缘，否则会造成短路；还需要酸洗以清除在扩散过程中最晶体硅片10的表面生成的磷酸玻璃。

图1G步骤表示了后续的制作太阳能电池片的工艺，这些工艺包括镀减反射膜，印刷布线，布线烧结等；对于熟悉这一技术领域的人员来说，他们都理解这些工艺的要求和作用。

在上述工艺过程中，图1B步骤的掩模11的制作是一个昂贵的过程；图1B步骤和图1C步骤的工艺统称为选择性掺杂，选择性发射极的制作只是选择性掺杂的一个应用，其它如背连接等的制作也要采用选择性掺杂；图1F步骤的工艺是由于前步的扩散工艺而增加的辅助工艺，如果不采用扩散工艺，则图1F步骤的工艺可以省略。

掺杂的另外一个技术是离子注入，离子注入具有剂量精确、掺杂纯度高、均匀度高等优点；对于选择性注入来说，由于在注入过程中，工件和掩模的工作温度低，这样，掩模的材料和制作方法就有了更多的选择。

图2A-F步骤，是本发明的采用离子注入制作选择性发射极太阳能电池的工艺流程图；在图2A步骤中，10是太阳能电池片的材料，如晶体硅片等。晶体硅片10可以是预先掺杂的，16是预先掺杂的区域；预先掺杂的晶体硅片10可以是p型掺杂，也可以是n型掺杂；21是掩模，22是掩模21上的隙缝图形，21是掩模可以是由铝或其它金属材料，掩模21可以通过机械加工和特殊的隙缝加工工艺制作；掩模21可以多次重复使用。

图2B步骤表示了把掩模21置于晶体硅片10的前面，放置方式可以是机械运动方式或其它方式，晶体硅片10的某一边可以做为准直基准，把硅片10和掩模21按设计要求对准。

图2C步骤表示了通过离子注入的工艺，具有设计能量的离子束通过掩模21的隙缝图形22，在晶体硅片10的表面形成高浓度掺杂区域13，掺杂类型与晶体硅片10的预先掺杂类型相反，高浓度掺杂区域13与掩模21的隙缝图形22相同。

图2D步骤表示了通过机械运动方式或其它方式把掩模移开晶体硅片的表面，这样，在晶体硅片10的表面只留下了高浓度掺杂区域13。

图2E步骤表示了通过二次离子注入的工艺，在晶体硅片10的表面形成一个更深的掺杂区域14；掺杂区域14的类型与高浓度掺杂区域13的类型相同，但是浓度较低。在离子注入之后，还需要经过高温激活工艺，以使得掺杂的离子能够占据硅材料的晶格位置；这样，在掺杂区域14和晶体硅片的预先掺杂的区域16之间形成p-n结15。

由于采用了离子注入工艺，图1F步骤的工艺可以省略。图2F步骤表示了后续的制作太阳能电池片的工艺，这些工艺包括镀减反射膜，印刷布线，布线烧结等；对于熟悉这一技术领域的人员来说，他们都理解这些工艺的要求和作用。

当然，图2E步骤的工艺也可采用传统的扩散工艺，这样，后续的工艺可采用图1F步骤和图1G步骤的工艺。

采用离子注入工艺进行选择性掺杂，可以采用价格低廉的重复使用的掩模，从而大幅降低选择性掺杂的成本；另一方面，采用离子注入工艺进行p-n结15的制作，可以减少传统工艺的工艺步骤，从而进一步降低太阳能电池片的生产成本；但是，离子注入工艺带来的可能的成本的增加需要至少低于减少传统工艺的工艺步骤带来的成本降低；因此，需要一种新型的适用于太阳能电池片生产的离子注入机设备。

图3是一个用于半导体芯片制作宽带离子注入机系统，这是一个束流线离子注入系统，它产生一个宽带离子束，也可以用于太阳能电池片的制作；束流线离子注入系统通常包括一个离子源产生包含有需要掺杂的离子的等离子体，一个离子束引出电极系统以引出需要的离子束；离子注入系统还包括束流线的组成部分，如质量分析磁铁以选择需要注入的离子；还包括角度校正磁铁或其它的束流光学部件以成型离子束，如产生宽带束等；离子注入系统还包括靶室，靶室用于处理要注入离子束的目标工件；离子注入系统还包含一个工件靶台扫描仪，工件以设计的速度通过离子束以控制离子注入剂量；为了确保适当的剂量，靶室还包括一个剂量测量系统。

必须要指出的是，图3所示的离子注入系统是专门为半导体芯片的制作设计的，半导体硅片的直径为300mm，远大于太阳能硅片的宽度125mm；另外，用于芯片制作的离子注入机通常对各种污染控制、工件温度、注入能量、注入均匀度、注入重复性和稳定性都有更高的要求；其结果是，对于太阳能电池片的制作来说，离子注入机设备的成本高、产能低，不适合太阳能电池片生产中不断降低成本的要求。

图4是本发明的一个用于太阳能电池片制造的宽带离子注入机系统100。此离子注入系统包括一个离子源111，引出电极单元112，一个均匀度和角度校正单元119，这些单元都设置在真空室113中；离子注入系统还包括靶室单元114，在靶室单元114内，包括一个工件靶台单元115，靶台单元115包括目标工件（未显示），注入隙缝图形掩模（未显示）和目标工件夹具（未显示），靶台扫描运动单元117，离子束测量控制单元116；离子注入系统还包括目标工件传送单元，目标工件进入交换室121和目标工件输出交换室122，进入交换室121和输出交换室122通过真空阀与靶室114相连接。

离子源111可以是Bernas贝纳斯型离子源或射频型离子源，离子源产生等离子体131，离子源111的离子源室有一个拉长的开口，这个开口在一个方向的宽度比其在另一个方向高度要大得多；引出电极单元112是用来从离子源室的拉长开口获取离子束，引出电极装置通常包括2个或更多个的电极，引出电极都有与离子源室的拉长开口相类似的拉长开口；引出电极装置一般都与高电压电源连接，通过电场从离子源室的拉长开口获取离子束，由此产生宽带束132，宽带束通常具有矩形截面，引出的宽带束的宽度通常大于目标工件的直径或宽度。

宽带束132将通过一个均匀度和角度校正单元119；这个单元可以通过局部的电场或磁场来调整宽带束中的每一个束团的角度和位置，从而在获得均匀发布的离子束。局部的电场或磁场可以通过束流测量诊断单元116来控制；束流测量诊断单元116测量宽带束的电流密度和角度，测量结果被用来调节均匀度和角度校正单元119的局部的电场或磁场；这样，宽带束在目标工件115处的电流密度和角度的均匀度就可以得到纠正，以达到期望的低的水平。

宽带束在继续前行的过程中，一直保持其宽带形，当宽带离子束132达到靶台115上的目标工件时，它有足够的宽度能覆盖整个目标工件的直径或宽度。

靶台包括目标工件（未显示），注入隙缝图形掩模（未显示）和目标工件夹具（未显示）；扫描单元117携带靶台做两个方向的运动，这些运动通常是向左和向右的运动（即相对于纸面的左右方向）；目标工件然后沿着一个路径一次或多次地通过这一宽带离子束，均匀剂量的离子就能进入工件表面；扫描单元117还可携带靶台做旋转运动。

目标工件传送单元包括目标工件进入交换室121和目标工件输出交换室122，机器人手臂（未显示）移动晶体硅片从交换室到靶台。

束流测量诊断单元116包括若干仪器；一台仪器是目标工件后的束流垃圾杯，它吸收不再需要的离子束；其他仪器如法拉第束流剖面测量设备，它扫描整个离子束横向层面以测量宽带束的均匀性，并提供测量数据以调节均匀度和角度校正单元119；另一个仪器是一个多个法拉第杯，它扫描通过宽带束，检测宽带束实际的密度分布；另一个仪器是测量离子束流角度分布；还有其它的仪器，用以监测束流变化，目的是控制离子注入的过程。

图5是本发明的宽带离子源的截面图，离子源200可以是贝纳斯型离子源或射频型离子源。射频型离子源包括射频激励源，射频天线，约束磁场，拉长了的等离子体室和通进其中的产生等离子体所用的的气体。贝纳斯型离子源包括阴极灯丝组件，约束磁场，拉长了的等离子体室和通进其中的产生等离子体所用的的气体。离子源200的拉长的离子源室211有一个通进其中的产生等离子体所用的的气体的进气口212，还有一个或数个等离子体激励装置213。对射频型离子源，213可以是射频天线；对贝纳斯型离子源，213可以是阴极灯丝组件。在等离子体室内产生等离子体221，由外部磁铁产生的约束磁场B提高等离子体221的密度，约束磁场B可以是cusp型磁场或是二级磁场。

离子源室211有一个拉长的开口217，这个开口的x方向的宽度比其在y方向高度要大得多。引出电极装置是用来从离子源室的拉长开口获取离子束，引出电极装置通常包括2个电极214和215或更多个的电极，引出电极都有与离子源室的拉长开口相类似的拉长开口。引出电极装置一般都与高电压电源连接，通过电场从离子源室的拉长开口获取离子束，引出的离子束一般是平行与引出电极开口的垂直方向，如图5的z方向。引出电极的电压和位置一般都可以调节，由此产生良好聚焦的宽带离子束222。宽带束通常具有矩形截面，其长轴方向在图5的x方向，引出的宽带束的宽度通常大于目标工件的直径或宽度。为了提高生产太阳能电池片的产能，宽带束的宽度在150mm-500mm之间或更宽，一个标准的太阳能电池晶体硅片的宽度是125mm，这样，宽带束的能够同时注入掺杂多片硅片，以提高产能。

图6是本发明的同时进行多片太阳能电池片注入的靶台311。靶台包括目标工件213，注入隙缝图形掩模（未显示）和目标工件夹具（未显示）。扫描单元330（未显示）携带靶台做两个方向的运动，这些运动通常是向左和向右的运动（即纸面的左右方向）。目标工件沿着一个路径一次或多次地通过宽带离子束320，均匀剂量的离子就能进入工件表面。扫描单元330还可携带靶台做旋转运动。在一种特例下，靶台的旋转180度可以转换靶台的边A316和边B317的位置，转换的结果，有助于提高注入掺杂的均匀性。

靶台可以设置一片或一片以上的工件，如晶体硅片。做为一个设计实例，图6表示了六片工件的靶台。宽带离子束的宽度宽于两片工件的宽度，靶台的扫描范围大约是3片工件的宽度加上两个离子束高度的尺寸，这样，六片工件就都可以获得均匀的注入掺杂。

图7是本发明的太阳能电池片的靶台截面图。靶台311有一个或多个凹区，凹区略大于工件的尺寸，凹区的设置是为了准直和放置工件312和掩模313。工件的指定的一边紧靠住凹区的一边341，在工件的上面，掩模313的指定的一边也紧靠住凹区的一边341。以这样的方式，工件312和掩模313在一个方向上就达到了设计的准直要求。对每一片工件和对应的掩模，靶台提供了一个或多个夹具331，夹具331固定住掩模和工件的位置，在注入过程中他们的位置保持不变。离子束320的一部分通过掩模313的隙缝注入到掩模后面的工件312。

图8是本发明的离子注入用掩模透视图，掩模包括前端表面，背面，至少有一个隙缝351从正面方向延伸到背面，隙缝定义了离子束通过的路径，离子束的一部分通过隙缝注入到掩模后面的工件。掩模的材料可以是石墨，硅，石英，碳化硅、铝或其它材料。隙缝351可能是一个长方形的几何形状，具有宽度w，深度t。隙缝351也可以是方孔或圆孔等其它几何形状。对于选择性发射极的应用，隙缝351的宽度352约为0.1mm，深度353可以是0.2-5mm。对于背连接的应用，隙缝的几何形状可能是各种各样的。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种应用于太阳能电池片的离子束注入掺杂的设备，包括离子源，引出电极单元，均匀度和角度校正单元，所述引出电极单元以及均匀度和角度校正单元设置在真空室中，所述离子源生成的离子束通过所述引出电极单元引出，其特征在于：所述应用于太阳能电池片的离子束注入掺杂的设备还包括靶室单元、靶台扫描运动单元和离子束测量控制单元；所述靶室单元内设靶台单元，所述靶台单元包括目标工件、注入隙缝图形掩模和目标工件夹具；所述靶台扫描运动单元携带所述靶台单元运动；所述离子束测量控制单元测量离子束的离子束电流、离子束电流密度分布和离子束的角度；所述目标工件夹具固定所述目标工件和注入隙缝图形掩模；所述离子源为Bernas贝纳斯型离子源或射频型离子源，所述离子源产生等离子体，离子源的离子源室设有一个拉长的开口，这个拉长的开口在一个方向的宽度比其在另一个方向高度要大得多；所述引出电极单元从离子源室的拉长开口获取离子束。

2.根据权利要求1所述的应用于太阳能电池片的离子束注入掺杂的设备，其特征在于：所述应用于太阳能电池片的离子束注入掺杂的设备还包括目标工件传送单元，目标工件进入交换室和目标工件输出交换室，所述目标工件进入交换室和目标工件输出交换室通过真空阀与靶室单元相连接。

3.根据权利要求1所述的应用于太阳能电池片的离子束注入掺杂的设备，其特征在于：所述靶台单元设有凹区，所述凹区略大于所述目标工件的尺寸，所述目标工件和注入隙缝图形掩模放置在所述凹区内。

4.根据权利要求1所述的应用于太阳能电池片的离子束注入掺杂的设备，其特征在于：所述注入隙缝图形掩模包括前端表面、背面和隙缝，至少有一个隙缝从前端表面方向延伸到背面；所述隙缝设定离子束通过的路径，离子束的一部分通过隙缝注入到所述注入隙缝图形掩模后面的目标工件。

5.根据权利要求4所述的应用于太阳能电池片的离子束注入掺杂的设备，其特征在于：所述注入隙缝图形掩模为石墨，硅，石英，碳化硅或铝材料，所述隙缝为长方形、方孔或圆孔形状。

6.根据权利要求1所述的应用于太阳能电池片的离子束注入掺杂的设备，其特征在于：所述均匀度和角度校正单元通过局部的电场或磁场来调整离子束中的每一个束团的角度和位置以获得均匀分布的宽带离子束；所述离子束测量控制单元的测量结果用来调节均匀度和角度校正单元的局部的电场或磁场。

7.一种应用于太阳能电池片的离子束注入掺杂的方法，其特征在于：包括如下步骤：（A）固定目标工件和注入隙缝图形掩模；（B）离子源生成宽带离子束；（C）进行离子注入；所述步骤（A）中，目标工件夹具固定注入隙缝图形掩模和所述目标工件在靶台单元上；所述步骤（B）中，离子源生成的离子束通过引出电极单元形成宽带离子束；所述步骤（C）中，离子束对目标工件和注入隙缝图形掩模进行离子注入；所述靶台单元设有凹区，所述凹区略大于所述目标工件的尺寸，所述目标工件和注入隙缝图形掩模放置在所述凹区内；所述注入隙缝图形掩模包括前端表面、背面和隙缝，至少有一个隙缝从前端表面方向延伸到背面；所述隙缝设定离子束通过的路径，离子束的一部分通过隙缝注入到所述注入隙缝图形掩模后面的目标工件。

8.根据权利要求7所述的应用于太阳能电池片的离子束注入掺杂的方法，其特征在于：所述离子源为Bernas贝纳斯型离子源或射频型离子源，所述离子源产生等离子体，离子源的离子源室设有一个拉长的开口，这个拉长的开口在一个方向的宽度比其在另一个方向高度要大得多；引出电极单元从离子源室的拉长开口获取离子束。