CN106531847A - 基于黑硅的隧穿接触太阳能电池在线式制备设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于黑硅的隧穿接触太阳能电池在线式制备设备，包括进样室、黑硅制备腔室、介质膜制备腔室、掺杂膜制备腔室、透明电极制备腔室以及出样室，各室外设置真空泵组，各室内设置有滚轮组，镂空载板可在各室之间的滚轮组上往复移动；各输送料道上分别设置有真空阀；介质膜制备腔室和掺杂膜制备腔室结构相同，分别包括第一壳体，第一滚轮组的上下分别设置有阳极，楼板载板做阴极；透明电极制备腔室包括第二壳体，第二滚轮组的上下分别设设置有ITO靶材做阳极，楼板载板做阴极。可以一次性将硅片两面制备介质膜。同时，掺杂硅薄膜层也在一个腔体完成。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种基于黑硅的隧穿接触太阳能电池在线式制备设备。
背景技术
目前，PERC电池以及逐步推向商业化，但是PERC电池需要激光刻槽，开槽处的复合问题依然制约着晶体硅太阳电池效率的提高。基于隧穿接触的晶体硅太阳能电池很好的解决了这个问题。但是，制备过程需要湿法化学制备氧化硅薄膜，同时需要双面制备硅薄膜。制程较复杂，目前尚无对应的产业化设备。
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，提供一种基于黑硅的隧穿接触太阳能电池在线式制备设备，解决制程较复杂，目前尚无对应的产业化设备。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于黑硅的隧穿接触太阳能电池在线式制备设备，包括依次经输送料道连通的进样室、黑硅制备腔室、介质膜制备腔室、掺杂膜制备腔室、透明电极制备腔室以及出样室，所述进样室、黑硅制备腔室、介质膜制备腔室、掺杂膜制备腔室、透明电极制备腔室以及出样室上分别设置有用于对其进行抽真空的真空泵组，所述进样室、黑硅制备腔室、介质膜制备腔室、掺杂膜制备腔室、透明电极制备腔室以及出样室上内分别设置有滚轮组，镂空载板可在各室之间的滚轮组上往复移动；各输送料道上分别设置有真空阀；
所述的介质膜制备腔室和掺杂膜制备腔室结构相同，分别包括第一壳体，第一壳体内的滚轮组为第一滚轮组，所述第一滚轮组的上下分别设置有阳极，所述阳极上开设有小孔；楼板载板移动至第一壳体内时做阴极，镂空载板上下两端分别距离阳极的间距为3-5cm；
所述透明电极制备腔室包括第二壳体，第二壳体内的滚轮组为第二滚轮组，第二滚轮组的上下分别设设置有ITO靶材做阳极，所述ITO靶材上开设有小孔；楼板载板移动至第二壳体内时做阴极，所述镂空载板的上下分别距离ITO靶材的间距10-15cm。
进一步的，所述的黑硅制备腔室和介质膜制备腔室之间的输送料道上设置有第一过度腔室，所述第一过度腔室的进出输送料道上分别设置有真空阀；
所述的介质膜制备腔室和掺杂膜制备腔室之间的输送料道上设置有第二过度腔室，所述第二过度腔室的进出输送料道上分别设置有真空阀；
所述掺杂膜制备腔室和透明电极制备腔室之间的输送料道上设置有第三过度腔室，所述第三过度腔室的进出输送料道上分别设置有真空阀；
各过度腔室内分别设置有可往复运动的输送载板，过度腔室上分别设置有真空泵组。
进一步的，所述真空泵组包括真空泵以及蝶阀，所述蝶阀控制制程压强。
本发明的有益效果是：将隧穿接触晶体硅太阳电池中的湿法化学制备氧化硅，由PECVD制备氧化铝或者氧化硅薄膜替代，同时引入上下表面同时镀膜的电极结构，可以一次性将硅片两面制备介质膜。同时，掺杂硅薄膜层也在一个腔体完成。设备连接了溅射腔体，腔体也可同时进行双面溅射，大大提高了生产效率。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1是在线式制备设备示意图；
其中，1、进样室，2、黑硅制备腔室，3、第一过度腔室，4、介质膜制备腔室，5、第二过度腔室，6、掺杂膜制备腔室，7、第三过度腔室，8、透明电极制备腔室，9、出样室，41、阳极，81、ITO靶材，12、镂空载板。
具体实施方式
现在结合具体实施例对本发明作进一步的说明。这些附图均为简化的示意图仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，一种基于黑硅的隧穿接触太阳能电池在线式制备设备，包括依次经输送料道连通的进样室1、黑硅制备腔室2、介质膜制备腔室4、掺杂膜制备腔室6、透明电极制备腔室8以及出样室9，进样室1、黑硅制备腔室2、介质膜制备腔室4、掺杂膜制备腔室6、透明电极制备腔室8以及出样室9上分别设置有用于对其进行抽真空的真空泵组，进样室1、黑硅制备腔室2、介质膜制备腔室4、掺杂膜制备腔室6、透明电极制备腔室8以及出样室9上内分别设置有滚轮组，镂空载板12可在各室之间的滚轮组上往复移动；各输送料道上分别设置有真空阀。真空泵组包括真空泵以及蝶阀，蝶阀控制制程压强。
介质膜制备腔室4和掺杂膜制备腔室6结构相同，只是第三腔室用来P型非晶薄膜（10nm）和N型非晶硅薄膜（20nm）；不能同时沉积，需要在时间上分开制备。分别包括第一壳体，第一壳体内的滚轮组为第一滚轮组，第一滚轮组的上下分别设置有阳极41，阳极41上开设有小孔；楼板载板移动至第一壳体内时做阴极，镂空载板12上下两端分别距离阳极41的间距为3-5cm。
透明电极制备腔室8包括第二壳体，第二壳体内的滚轮组为第二滚轮组，第二滚轮组的上下分别设设置有ITO靶材81做阳极，ITO靶材81上开设有小孔；楼板载板移动至第二壳体内时做阴极，镂空载板12的上下分别距离ITO靶材81的间距10-15cm。镂空载板12在透明电极制备腔室8往复运动，分别溅射上透明电极和下透明电极。
黑硅制备腔室2和介质膜制备腔室4之间的输送料道上设置有第一过度腔室3，所述第一过度腔室3的进出输送料道上分别设置有真空阀；介质膜制备腔室4和掺杂膜制备腔室6之间的输送料道上设置有第二过度腔室5，所述第二过度腔室5的进出输送料道上分别设置有真空阀；述掺杂膜制备腔室6和透明电极制备腔室8之间的输送料道上设置有第三过度腔室7，所述第三过度腔室7的进出输送料道上分别设置有真空阀；各过度腔室内分别设置有可往复运动的输送载板，过度腔室上分别设置有真空泵组。
作业时的工艺步骤如下：
1、将N型硅片RCA清洗，放到镂空载板12上；
2、镂空载板12进入进样室1，进样室1和黑硅制备腔室2同时抽真空，到1E-7torr，之后进样室1和黑硅制备腔室2间真空阀门打开，镂空载板12进入黑硅制备腔室2，进行黑硅的制备；
3、黑硅制备腔室2和第一过渡腔同时抽真空，到1E-7torr，黑硅制备腔室2和第一过渡腔真空阀门打开，镂空载板12进入第一过渡腔，之后真空阀门关闭，第一过渡腔和介质膜制备腔室4同时抽真空达到1E-7torr。之后第一过渡腔和介质膜制备腔室4之间的真空阀门打开，镂空载板12进入介质膜制备腔室4，到达位置后，真空阀门关闭，此时，通入工艺气体，如氮气携带的三甲基铝和笑气，控制压强的范围为20-50Pa,开启射频电源，硅片上下两个表面同时制备氧化铝薄膜，通过控制时间，控制薄膜的厚度为1.4-1.8nm。之后，射频电源关闭，真空泵组抽介质膜制备腔室4的真空，同时第二过渡腔也抽真空，达到1E-7torr之后，介质膜制备腔室4和第二过渡腔之间的真空阀门打开，漏孔载板进入第二过渡腔。
第二过渡腔和掺杂膜制备腔室6同时抽真空，达到1E-7torr，之后第二过渡腔和掺杂膜制备腔室6之间的真空阀门打开，漏孔载板进入掺杂膜制备腔室6，达到位置后，真空阀门关闭，首先在上表面制备P型非晶硅薄膜，通入硅烷，硼烷，和氢气，控制气体的压强范围为50-150Pa,打开上射频电源，控制薄膜的厚度大约10nm，之后关闭射频电源，系统抽真空，达到1E-7torr之后，通入，硅烷，磷烷，氢气，控制压强范围为50-150pa,打开下射频电源制备N型非晶硅薄膜，薄膜的厚度大约为20nm。
掺杂膜制备腔室6和第三过渡腔同时抽真空，达到1E-7torr，之后掺杂膜制备腔室6和第三过渡腔之间的真空阀门打开，漏孔载板进入第三过渡腔，之后第三过渡腔和透明电极制备腔室8同时抽真空，达到1E-7torr，镂空载板12进入透明电极制备腔室8。此时，通入氩气和氧气，控制气体氩气0.5-3pa，开启射频电源，制备ITO薄膜，同时载板在靶材附近往复运动，通过控制时间使得ITO的厚度大约70nm。之后关闭射频电源，透明电极制备腔室8和出样室9同时抽真空，达到1E-7Torr，载板进入出样室9，之后，出样室9冲入氮气，达到大气压后，载板移动出出样室9。
将制备好的硅片，进行双丝网印刷，印刷低温银浆。制备得到基于“黑硅”的隧穿接触太阳能电池。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (3)
1.一种基于黑硅的隧穿接触太阳能电池在线式制备设备，其特征是，包括依次经输送料道连通的进样室（1）、黑硅制备腔室（2）、介质膜制备腔室（4）、掺杂膜制备腔室（6）、透明电极制备腔室（8）以及出样室（9），所述进样室（1）、黑硅制备腔室（2）、介质膜制备腔室（4）、掺杂膜制备腔室（6）、透明电极制备腔室（8）以及出样室（9）上分别设置有用于对其进行抽真空的真空泵组，所述进样室（1）、黑硅制备腔室（2）、介质膜制备腔室（4）、掺杂膜制备腔室（6）、透明电极制备腔室（8）以及出样室（9）上内分别设置有滚轮组，镂空载板（12）可在各室之间的滚轮组上往复移动；各输送料道上分别设置有真空阀；
所述的介质膜制备腔室（4）和掺杂膜制备腔室（6）结构相同，分别包括第一壳体，第一壳体内的滚轮组为第一滚轮组，所述第一滚轮组的上下分别设置有阳极（41），所述阳极（41）上开设有小孔；楼板载板移动至第一壳体内时做阴极，镂空载板（12）上下两端分别距离阳极（41）的间距为3-5cm；
所述透明电极制备腔室（8）包括第二壳体，第二壳体内的滚轮组为第二滚轮组，第二滚轮组的上下分别设设置有ITO靶材（81）做阳极，所述ITO靶材（81）上开设有小孔；楼板载板移动至第二壳体内时做阴极，所述镂空载板（12）的上下分别距离ITO靶材（81）的间距10-15cm。
2.根据权利要求1所述的基于黑硅的隧穿接触太阳能电池在线式制备设备，其特征是，所述的黑硅制备腔室（2）和介质膜制备腔室（4）之间的输送料道上设置有第一过度腔室（3），所述第一过度腔室（3）的进出输送料道上分别设置有真空阀；
所述的介质膜制备腔室（4）和掺杂膜制备腔室（6）之间的输送料道上设置有第二过度腔室（5），所述第二过度腔室（5）的进出输送料道上分别设置有真空阀；
所述掺杂膜制备腔室（6）和透明电极制备腔室（8）之间的输送料道上设置有第三过度腔室（7），所述第三过度腔室（7）的进出输送料道上分别设置有真空阀；
各过度腔室内分别设置有可往复运动的输送载板，过度腔室上分别设置有真空泵组。
3.根据权利要求1所述的基于黑硅的隧穿接触太阳能电池在线式制备设备，其特征是，所述真空泵组包括真空泵以及蝶阀，所述蝶阀控制制程压强。
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