CN106531848A - 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；各腔室上分别设置有真空泵组；各腔室内分别设置有滚轮组，镂空载板可在各室之间的滚轮组上移动；镂空载板用以放置硅片，镂空的四角有四个小挂钩，镂空载板的材质为导电材质；各输送料道上分别设置有真空阀。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；
各腔室上分别设置有用于对其进行抽真空的真空泵组；各腔室内分别设置有滚轮组，镂空载板可在各室之间的滚轮组上移动；镂空载板用以放置硅片，镂空的四角有四个小挂钩，镂空载板的材质为导电材质；各输送料道上分别设置有真空阀；
镂空载板带硅片进入介质膜制备腔室对硅片上下面制备钝化膜；
镂空载板带硅片进入掺杂膜制备腔室对硅片的上下面分别至少分两次进行掺杂膜的制备，制备时时间上进行错开；
镂空载板带硅片进入透明电极制备腔室对硅片上下面制备ITO薄膜。
进一步的，所述的介质膜制备腔室内的滚轮组上下方分别设置有阳极组，阳极组包括至少4块阳极板，所述阳极板宽度为16cm,长度120cm，每块阳极板连接一个射频电源，阳极板上开设有小孔，用于喷出工艺气体；
镂空载板移动至介质膜制备腔室内时做阴极，镂空载板上下两端分别距离阳极的间距为3-5cm。
进一步的，所述掺杂膜制备腔室内的滚轮组上下方分别设置有阳极组，阳极组包括至少4块阳极板，所述阳极板宽度为16cm,长度120cm，每块阳极板连接一个射频电源，阳极板上开设有小孔，用于喷出工艺气体；
镂空载板移动至掺杂膜制备腔室内时做阴极，镂空载板上下两端分别距离阳极的间距为3-5cm。
进一步的，所述透明电极制备腔室内滚轮组的上下方分别设置有ITO靶材（81）做阳极，镂空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5-10cm，镂空载板在该腔体中往复运动，以实现均匀溅射。
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渡腔室，所述第一过渡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渡腔室，所述第二过渡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渡腔室，所述第三过渡腔室的进出输送料道上分别设置有真空阀；
各过渡腔室内分别设置有可往复运动的输送载板，过渡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。
进一步的，所述镂空载板上镂空位置的排列为6*7，每个镂空位大小为156*156mm。
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、第一过渡腔室，4、介质膜制备腔室，5、第二过渡腔室，6、掺杂膜制备腔室，7、第三过渡腔室，8、透明电极制备腔室，9、出样室，41、阳极板，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；各腔室上分别设置有用于对其进行抽真空的真空泵组，真空泵组包括真空泵以及蝶阀，蝶阀控制制程压强；各腔室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移动；镂空载板12上镂空位置的排列为6*7，每个镂空位大小为156*156mm。镂空载板12用以放置硅片，镂空的四角有四个小挂钩，镂空载板12的材质为导电材质；各输送料道上分别设置有真空阀；
镂空载板12带硅片进入介质膜制备腔室4实现对硅片上下面制备钝化膜；
镂空载板12带硅片进入掺杂膜制备腔室6实现对硅片的上下面分别至少分两次进行掺杂膜的制备，制备时时间上进行错开；先在硅片上表面制备P型非晶硅薄膜，然后对硅片下表面制备N型非晶硅薄膜。
镂空载板12带硅片进入透明电极制备腔室8对硅片上下面制备ITO薄膜。
介质膜制备腔室4内的滚轮组上下方分别设置有阳极组，阳极组包括至少4块阳极板41，阳极板41宽度为16cm,长度120cm，每块阳极板41连接一个射频电源，阳极板41上开设有小孔，用于喷出工艺气体；镂空载板12移动至介质膜制备腔室4内时做阴极，镂空载板12上下两端分别距离阳极的间距为3-5cm。
掺杂膜制备腔室6和介质膜制备腔室4在结构上是一样的，掺杂膜制备腔室6内的滚轮组上下方分别设置有阳极组，阳极组包括至少4块阳极板41，阳极板41宽度为16cm,长度120cm，每块阳极板41连接一个射频电源，阳极板41上开设有小孔，用于喷出工艺气体；镂空载板12移动至掺杂膜制备腔室6内时做阴极，镂空载板12上下两端分别距离阳极的间距为3-5cm。
透明电极制备腔室8内滚轮组的上下方分别设置有ITO靶材81做阳极，镂空载板12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5-10cm，镂空载板12在该腔体中往复运动，以实现均匀溅射。
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渡腔室3，第一过渡腔室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渡腔室5，所述第二过渡腔室5的进出输送料道上分别设置有真空阀；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渡腔室7，第三过渡腔室7的进出输送料道上分别设置有真空阀；各过渡腔室内分别设置有可往复运动的输送载板，过渡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和第一过渡腔室3同时抽真空，到1E-7torr，黑硅制备腔室2和第一过渡腔室3真空阀门打开，镂空载板12进入第一过渡腔室3，之后真空阀门关闭，第一过渡腔室3和介质膜制备腔室4同时抽真空达到1E-7torr。之后第一过渡腔室3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，同时第二过渡腔室5也抽真空，达到1E-7torr之后，介质膜制备腔室4和第二过渡腔室5之间的真空阀门打开，镂空载板进入第二过渡腔室5。
第二过渡腔室5和掺杂膜制备腔室6同时抽真空，达到1E-7torr，之后第二过渡腔室5和掺杂膜制备腔室6之间的真空阀门打开，镂空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和第三过渡腔室7同时抽真空，达到1E-7torr，之后掺杂膜制备腔室6和第三过渡腔室7之间的真空阀门打开，镂空载板进入第三过渡腔室7，之后第三过渡腔室7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 (7)
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）；
各腔室上分别设置有用于对其进行抽真空的真空泵组；各腔室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移动；镂空载板（12）用以放置硅片，镂空的四角有四个小挂钩，镂空载板（12）的材质为导电材质；各输送料道上分别设置有真空阀；
镂空载板（12）带硅片进入介质膜制备腔室（4）对硅片上下面制备钝化膜；
镂空载板（12）带硅片进入掺杂膜制备腔室（6）对硅片的上下面分别至少分两次进行掺杂膜的制备，制备时时间上进行错开；
镂空载板（12）带硅片进入透明电极制备腔室（8）对硅片上下面制备ITO薄膜。
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，所述的介质膜制备腔室（4）内的滚轮组上下方分别设置有阳极组，阳极组包括至少4块阳极板（41），所述阳极板（41）宽度为16cm,长度120cm，每块阳极板（41）连接一个射频电源，阳极板（41）上开设有小孔，用于喷出工艺气体；
镂空载板（12）移动至介质膜制备腔室（4）内时做阴极，镂空载板（12）（12）上下两端分别距离阳极（41）的间距为3-5cm。
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，所述掺杂膜制备腔室（6）内的滚轮组上下方分别设置有阳极组，阳极组包括至少4块阳极板（41），所述阳极板（41）宽度为16cm,长度120cm，每块阳极板（41）连接一个射频电源，阳极板（41）上开设有小孔，用于喷出工艺气体；
镂空载板（12）移动至掺杂膜制备腔室（6）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。
4.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，所述透明电极制备腔室（8）内滚轮组的上下方分别设置有ITO靶材（81）做阳极，镂空载板（12）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5-10cm，镂空载板（12）在该腔体中往复运动，以实现均匀溅射。
5.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渡腔室（3），所述第一过渡腔室（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渡腔室（5），所述第二过渡腔室（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渡腔室（7），所述第三过渡腔室（7）的进出输送料道上分别设置有真空阀；
各过渡腔室内分别设置有可往复运动的输送载板，过渡腔室上分别设置有真空泵组。
6.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。
7.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，所述镂空载板（12）上镂空位置的排列为6*7，每个镂空位大小为156*156mm。
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