CN106637146A - 一种用于perc电池的链式pecvd镀膜系统 - Google Patents

一种用于perc电池的链式pecvd镀膜系统 Download PDF

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Abstract

用于PERC电池的链式PECVD镀膜系统，包括真空传输装置、沿真空传输装置的传输方向依次布置的上料操作台、第一上料室、第一镀膜装置、第二上料室、第二镀膜装置、第三上料室、第三镀膜装置和下料室，下料室与上料操作台之间设有下料回框装置，第一上料室一侧与上料操作台之间设有隔离阀，另一侧与第一镀膜装置之间设有隔离阀，第二上料室一侧与第一镀膜装置之间设有隔离阀，另一侧与第二镀膜装置之间设有隔离阀，第三上料室一侧与第二镀膜装置之间设有隔离阀，另一侧与第三镀膜装置之间设有隔离阀，下料室一侧与第三镀膜装置之间设有隔离阀，另一侧与下料回框装置之间设有隔离阀。本发明具有模块化程度高、避免人工干扰和外部环境污染、产品质量好等优点。

Description

一种用于PERC电池的链式PECVD镀膜系统
技术领域
本发明涉及光伏领域用于制备高效PERC电池的工艺设备，尤其涉及一种用于PERC电池的链式PECVD镀膜系统。
背景技术
降低制造成本、提高电池转换效率是光伏行业始终不变的发展主题，光伏发电平价上网是其成为常规供给能源、摆脱依靠政策补贴的唯一出路。PERC电池以其与传统晶硅电池生产线良好的兼容性、显著的效率增益在行业内得到广泛普及，市场比例持续增加，预计在未来五至十年内将会成为主导地位。在经过2012年至2015年的研究和市场应用，ALD、APCVD等方法由于无法产业化生产逐步退出规模化市场，仅数家科研机构在做探索性研究。目前PECVD方法以其产能高、成膜均匀、自动化程度高、成本低等优势成为行业内的主流发展方向，因此用于PERC电池镀膜的链式PECVD设备是光伏行业急需产业化的工艺设备。
目前光伏产业受政策影响极大，市场需求经常出现井喷式增长和断崖式衰落，传统生产线由于自动化程度低，所需操作人员数量多，对操作人员的熟练程度依赖较高，经常出现旺季时满负荷生产也供不应求，人员过度劳累；淡季时大量人员闲置，人力资源严重浪费，变相增加个企业用工成本。
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，提供一种模块化程度高、避免人工干扰和外部环境污染、产品质量好的用于PERC电池的链式PECVD镀膜系统。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种用于PERC电池的链式PECVD镀膜系统，包括真空传输装置、沿真空传输装置的传输方向依次布置的上料操作台、第一上料室、用于在硅片背面沉积氧化铝膜层的第一镀膜装置、第二上料室、用于在硅片背面沉积氮化硅膜层的第二镀膜装置、第三上料室、用于在硅片正面沉积氮化硅膜层的第三镀膜装置和下料室，所述下料室与所述上料操作台之间设有下料回框装置，所述第一上料室一侧与上料操作台之间设有隔离阀，第一上料室另一侧与第一镀膜装置之间设有隔离阀，所述第二上料室一侧与第一镀膜装置之间设有隔离阀，第二上料室另一侧与第二镀膜装置之间设有隔离阀，所述第三上料室一侧与第二镀膜装置之间设有隔离阀，第三上料室另一侧与第三镀膜装置之间设有隔离阀，所述下料室一侧与所述第三镀膜装置之间设有隔离阀，下料室另一侧与所述下料回框装置之间设有隔离阀。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述第一镀膜装置包括沿真空传输装置的传输方向依次连通的第一预热室、第一镀膜室以及第一冷却室，所述第二镀膜装置包括沿真空传输装置的传输方向依次连通的第二预热室、第二镀膜室以及第二冷却室，所述第三镀膜装置包括沿真空传输装置的传输方向依次连通的第三预热室、第三镀膜室以及第三冷却室，所述第一上料室、第二上料室、第三上料室和下料室均配备了第一真空组件和电控柜，所述第一镀膜装置、第二镀膜装置和第三镀膜装置均配备了电控柜、第二真空组件和气路水路组件。
所述第一真空组件、电控柜、第二真空组件和气路水路组件均位于所述真空传输装置同一侧，所述第一镀膜装置的电控柜位于第一镀膜装置的气路水路组件与真空传输装置之间；所述第二镀膜装置的电控柜位于第二镀膜装置的气路水路组件与真空传输装置之间；所述第三镀膜装置的电控柜位于第三镀膜装置的气路水路组件与真空传输装置之间。
所述第一真空组件的抽气速度大于所述第二真空组件的抽气速度。
当打开第一上料室与上料操作台之间的隔离阀时，第一上料室内的压力比大气压力高50Pa以上；当打开下料室与下料回框装置之间的隔离阀时，下料室内的压力比大气压力高50Pa以上。
当打开第一上料室与第一镀膜装置之间的隔离阀时，第一上料室内的压力比第一镀膜装置内的压力大50Pa～200Pa；当打开第二上料室与第一镀膜装置之间的隔离阀时，第二上料室内的压力比第一镀膜装置内的压力大50Pa～200Pa，当打开第二上料室与第二镀膜装置之间的隔离阀时，第二上料室内的压力比第二镀膜装置内的压力大50Pa～200Pa；当打开第三上料室与第二镀膜装置之间的隔离阀时，第三上料室内的压力比第二镀膜装置内的压力大50Pa～200Pa，当打开第三上料室与第三镀膜装置之间的隔离阀时，第三上料室内的压力比第三镀膜装置内的压力大50Pa～200Pa；当打开下料室与第三镀膜装置之间的隔离阀时，下料室内的压力比第三镀膜装置内的压力大50Pa～200Pa。
所述隔离阀为门闸阀。
所述真空传输装置包括用来承载硅片的载板及用来传送载板的多根传动轴，多根传动轴平行布置，所述第一镀膜装置、第二镀膜装置和第三镀膜装置均于传动轴上侧设有用来在硅片正面沉积膜层的上激励源安装部，所述第一镀膜装置、第二镀膜装置和第三镀膜装置均于传动轴下侧设有用来在硅片背面沉积膜层的下激励源安装部，所述上激励源安装部和所述下激励源安装部相对布置。
所述第一镀膜装置、第二镀膜装置和第三镀膜装置上均设有用来观察所述上激励源安装部和所述下激励源安装部的观察窗。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明公开的用于PERC电池的链式PECVD镀膜系统设置有真空传输装置，并沿真空传输装置的传输方向依次设置上料操作台、第一上料室、用于在硅片背面沉积氧化铝膜层的第一镀膜装置、第二上料室、用于在硅片背面沉积氮化硅膜层的第二镀膜装置、第三上料室、用于在硅片正面沉积氮化硅膜层的第三镀膜装置和下料室，且下料室与上料操作台之间设有下料回框装置，镀膜系统各部件之间，以及第一上料室、下料室与大气之间通过隔离阀实现通断，模块化程度高，结构紧凑、占地面积少，大大减少了上下料操作人员，硅片依次在第一镀膜装置、第二镀膜装置和第三镀膜装置内完成镀膜，然后经下料回框装置传输至上料操作台卸料，避免传输过程中硅片暴露在大气中，从而避免了外部传输带来的人工干扰和外部环境污染，保证了产品质量。
附图说明
图1是本发明用于PERC电池的链式PECVD镀膜系统的结构示意图。
图2是本发明中的真空传输装置的结构示意图。
图3是本发明用于PERC电池的链式PECVD镀膜系统的工艺流程示意图。
图4是本发明中的载板的工序流程示意图。
图中各标号表示：1、真空传输装置；11、载板；12、传动轴；2、上料操作台；3、第一上料室；4、第一镀膜装置；41、第一预热室；42、第一镀膜室；43、第一冷却室；5、第二上料室；6、第二镀膜装置；61、第二预热室；62、第二镀膜室；63、第二冷却室；7、第三上料室；8、第三镀膜装置；81、第三预热室；82、第三镀膜室；83、第三冷却室；9、下料室；10、下料回框装置；100、隔离阀；200、第一真空组件；300、电控柜；400、第二真空组件；500、气路水路组件；600、上激励源安装部；700、下激励源安装部；800、观察窗；900、控制系统。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1至图4所示，本实施例的用于PERC电池的链式PECVD镀膜系统，包括真空传输装置1、沿真空传输装置1的传输方向依次布置的上料操作台2、第一上料室3、用于在硅片背面沉积氧化铝膜层的第一镀膜装置4、第二上料室5、用于在硅片背面沉积氮化硅膜层的第二镀膜装置6、第三上料室7、用于在硅片正面沉积氮化硅膜层的第三镀膜装置8和下料室9，下料室9与上料操作台2之间设有下料回框装置10，第一上料室3一侧与上料操作台2之间设有隔离阀100，第一上料室3另一侧与第一镀膜装置4之间设有隔离阀100，第二上料室5一侧与第一镀膜装置4之间设有隔离阀100，第二上料室5另一侧与第二镀膜装置6之间设有隔离阀100，第三上料室7一侧与第二镀膜装置6之间设有隔离阀100，第三上料室7另一侧与第三镀膜装置8之间设有隔离阀100，下料室9一侧与第三镀膜装置8之间设有隔离阀100，下料室9另一侧与下料回框装置10之间设有隔离阀100。
该用于PERC电池的链式PECVD镀膜系统设置有真空传输装置1，并沿真空传输装置1的传输方向(本实施例中为自右向左)依次设置上料操作台2、第一上料室3、用于在硅片背面沉积氧化铝膜层的第一镀膜装置4、第二上料室5、用于在硅片背面沉积氮化硅膜层的第二镀膜装置6、第三上料室7、用于在硅片正面沉积氮化硅膜层的第三镀膜装置8和下料室9，且下料室9与上料操作台2之间设有下料回框装置10，镀膜系统各部件之间，以及第一上料室3、下料室9与大气之间通过隔离阀100实现通断，模块化程度高，结构紧凑、占地面积少，大大减少了上下料操作人员，硅片依次在第一镀膜装置4、第二镀膜装置6和第三镀膜装置8内完成镀膜，然后经下料回框装置10传输至上料操作台2卸料，避免传输过程中硅片暴露在大气中，从而避免了外部传输带来的人工干扰和外部环境污染，保证了产品质量。
第一镀膜装置4包括沿真空传输装置1的传输方向依次连通的第一预热室41、第一镀膜室42以及第一冷却室43，第二镀膜装置6包括沿真空传输装置1的传输方向依次连通的第二预热室61、第二镀膜室62以及第二冷却室63，第三镀膜装置8包括沿真空传输装置1的传输方向依次连通的第三预热室81、第三镀膜室82以及第三冷却室83，第一上料室3、第二上料室5、第三上料室7和下料室9均配备了第一真空组件200和电控柜300，第一镀膜装置4、第二镀膜装置6和第三镀膜装置8均配备了电控柜300、第二真空组件400和气路水路组件500，进一步提高了模块化程度，便于各模块之间进行组合，实现镀单层氧化铝、单层氮化硅、背面氧化铝加正面氮化硅、以及背面氧化铝和氮化硅加正面氮化硅等不同功能；各腔室沿真空传输装置1的传输方向为对称结构，在其他实施例中也可采用自左向右布置，载板11即可自左向右运动，具有较强的场地、操作习惯适应性。本实施例中，各腔室之间采用螺钉连接，便于各模块的拆装、组合。
第一真空组件200、电控柜300、第二真空组件400和气路水路组件500均位于真空传输装置1同一侧，图示中为后侧，前侧则为操作面，操作面仅设置控制系统900，第一镀膜装置4的电控柜300位于第一镀膜装置4的气路水路组件500与真空传输装置1之间；第二镀膜装置6的电控柜300位于第二镀膜装置6的气路水路组件500与真空传输装置1之间；第三镀膜装置8的电控柜300位于第三镀膜装置8的气路水路组件500与真空传输装置1之间，可实现就近布置，减少占用的空间。
本实施例中，第一真空组件200的抽气速度大于第二真空组件400的抽气速度，便于使第一真空组件200快速达到需要的真空度。
本实施例中，当打开第一上料室3与上料操作台2之间的隔离阀100时，第一上料室3内的压力比大气压力高50Pa以上；当打开下料室9与下料回框装置10之间的隔离阀100时，下料室9内的压力比大气压力高50Pa以上，可避免对第一上料室3、下料室9内的工艺气氛造成干扰以及大气颗粒污染。
当打开第一上料室3与第一镀膜装置4之间的隔离阀100时，第一上料室3内的压力比第一镀膜装置4内的压力大50Pa～200Pa；当打开第二上料室5与第一镀膜装置4之间的隔离阀100时，第二上料室5内的压力比第一镀膜装置4内的压力大50Pa～200Pa，当打开第二上料室5与第二镀膜装置6之间的隔离阀100时，第二上料室5内的压力比第二镀膜装置6内的压力大50Pa～200Pa；当打开第三上料室7与第二镀膜装置6之间的隔离阀100时，第三上料室7内的压力比第二镀膜装置6内的压力大50Pa～200Pa，当打开第三上料室7与第三镀膜装置8之间的隔离阀100时，第三上料室7内的压力比第三镀膜装置8内的压力大50Pa～200Pa；当打开下料室9与第三镀膜装置8之间的隔离阀100时，下料室9内的压力比第三镀膜装置8内的压力大50Pa～200Pa，可避免对第一上料室3、第二上料室5、第三上料室7和下料室9内的工艺气氛造成干扰。
本实施例中，隔离阀100为门闸阀，结构简单可靠、成本低，在其他实施例中也可采用其他阀门，只要能够实现各腔室之间的通断即可。
本实施例中，真空传输装置1包括用来承载硅片的载板11及用来传送载板11的多根传动轴12，多根传动轴12平行布置，第一镀膜装置4、第二镀膜装置6和第三镀膜装置8均于传动轴12上侧设有用来在硅片正面沉积膜层的上激励源安装部600，第一镀膜装置4、第二镀膜装置6和第三镀膜装置8均于传动轴12下侧设有用来在硅片背面沉积膜层的下激励源安装部700，上激励源安装部600和下激励源安装部700相对布置，当微波激励源安装在上激励源安装部600时，薄膜沉积在硅片上表面(正面)，避免碎片的不利影响；反之，微波激励源安装在下激励源安装部700时，薄膜沉积在硅片下表面(背面)，避免粉尘的不利影响，兼容单晶和多晶这两种硅片，且可实现在同一系统内硅片的正面和背面镀膜，无需安装复杂的硅片翻转装置，进一步减少了成本。
本实施例中，第一镀膜装置4、第二镀膜装置6和第三镀膜装置8上均设有用来观察上激励源安装部600和下激励源安装部700的观察窗800，可通过观察窗800实时观察各镀膜室内的工艺过程。
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 (9)

1.一种用于PERC电池的链式PECVD镀膜系统，其特征在于：包括真空传输装置(1)、沿真空传输装置(1)的传输方向依次布置的上料操作台(2)、第一上料室(3)、用于在硅片背面沉积氧化铝膜层的第一镀膜装置(4)、第二上料室(5)、用于在硅片背面沉积氮化硅膜层的第二镀膜装置(6)、第三上料室(7)、用于在硅片正面沉积氮化硅膜层的第三镀膜装置(8)和下料室(9)，所述下料室(9)与所述上料操作台(2)之间设有下料回框装置(10)，所述第一上料室(3)一侧与上料操作台(2)之间设有隔离阀(100)，第一上料室(3)另一侧与第一镀膜装置(4)之间设有隔离阀(100)，所述第二上料室(5)一侧与第一镀膜装置(4)之间设有隔离阀(100)，第二上料室(5)另一侧与第二镀膜装置(6)之间设有隔离阀(100)，所述第三上料室(7)一侧与第二镀膜装置(6)之间设有隔离阀(100)，第三上料室(7)另一侧与第三镀膜装置(8)之间设有隔离阀(100)，所述下料室(9)一侧与所述第三镀膜装置(8)之间设有隔离阀(100)，下料室(9)另一侧与所述下料回框装置(10)之间设有隔离阀(100)。
2.根据权利要求1所述的用于PERC电池的链式PECVD镀膜系统，其特征在于：所述第一镀膜装置(4)包括沿真空传输装置(1)的传输方向依次连通的第一预热室(41)、第一镀膜室(42)以及第一冷却室(43)，所述第二镀膜装置(6)包括沿真空传输装置(1)的传输方向依次连通的第二预热室(61)、第二镀膜室(62)以及第二冷却室(63)，所述第三镀膜装置(8)包括沿真空传输装置(1)的传输方向依次连通的第三预热室(81)、第三镀膜室(82)以及第三冷却室(83)，所述第一上料室(3)、第二上料室(5)、第三上料室(7)和下料室(9)均配备了第一真空组件(200)和电控柜(300)，所述第一镀膜装置(4)、第二镀膜装置(6)和第三镀膜装置(8)均配备了电控柜(300)、第二真空组件(400)和气路水路组件(500)。
3.根据权利要求2所述的用于PERC电池的链式PECVD镀膜系统，其特征在于：所述第一真空组件(200)、电控柜(300)、第二真空组件(400)和气路水路组件(500)均位于所述真空传输装置(1)同一侧，所述第一镀膜装置(4)的电控柜(300)位于第一镀膜装置(4)的气路水路组件(500)与真空传输装置(1)之间；所述第二镀膜装置(6)的电控柜(300)位于第二镀膜装置(6)的气路水路组件(500)与真空传输装置(1)之间；所述第三镀膜装置(8)的电控柜(300)位于第三镀膜装置(8)的气路水路组件(500)与真空传输装置(1)之间。
4.根据权利要求2所述的用于PERC电池的链式PECVD镀膜系统，其特征在于：所述第一真空组件(200)的抽气速度大于所述第二真空组件(400)的抽气速度。
5.根据权利要求1所述的用于PERC电池的链式PECVD镀膜系统，其特征在于：当打开第一上料室(3)与上料操作台(2)之间的隔离阀(100)时，第一上料室(3)内的压力比大气压力高50Pa以上；当打开下料室(9)与下料回框装置(10)之间的隔离阀(100)时，下料室(9)内的压力比大气压力高50Pa以上。
6.根据权利要求1所述的用于PERC电池的链式PECVD镀膜系统，其特征在于：当打开第一上料室(3)与第一镀膜装置(4)之间的隔离阀(100)时，第一上料室(3)内的压力比第一镀膜装置(4)内的压力大50Pa～200Pa；当打开第二上料室(5)与第一镀膜装置(4)之间的隔离阀(100)时，第二上料室(5)内的压力比第一镀膜装置(4)内的压力大50Pa～200Pa，当打开第二上料室(5)与第二镀膜装置(6)之间的隔离阀(100)时，第二上料室(5)内的压力比第二镀膜装置(6)内的压力大50Pa～200Pa；当打开第三上料室(7)与第二镀膜装置(6)之间的隔离阀(100)时，第三上料室(7)内的压力比第二镀膜装置(6)内的压力大50Pa～200Pa，当打开第三上料室(7)与第三镀膜装置(8)之间的隔离阀(100)时，第三上料室(7)内的压力比第三镀膜装置(8)内的压力大50Pa～200Pa；当打开下料室(9)与第三镀膜装置(8)之间的隔离阀(100)时，下料室(9)内的压力比第三镀膜装置(8)内的压力大50Pa～200Pa。
7.根据权利要求1所述的用于PERC电池的链式PECVD镀膜系统，其特征在于：所述隔离阀(100)为门闸阀。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的用于PERC电池的链式PECVD镀膜系统，其特征在于：所述真空传输装置(1)包括用来承载硅片的载板(11)及用来传送载板(11)的多根传动轴(12)，多根传动轴(12)平行布置，所述第一镀膜装置(4)、第二镀膜装置(6)和第三镀膜装置(8)均于传动轴(12)上侧设有用来在硅片正面沉积膜层的上激励源安装部(600)，所述第一镀膜装置(4)、第二镀膜装置(6)和第三镀膜装置(8)均于传动轴(12)下侧设有用来在硅片背面沉积膜层的下激励源安装部(700)，所述上激励源安装部(600)和所述下激励源安装部(700)相对布置。
9.根据权利要求8所述的用于PERC电池的链式PECVD镀膜系统，其特征在于：所述第一镀膜装置(4)、第二镀膜装置(6)和第三镀膜装置(8)上均设有用来观察所述上激励源安装部(600)和所述下激励源安装部(700)的观察窗(800)。
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