CN106811738A - 一种太阳能电池的镀膜方法及载板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能电池的镀膜方法及载板，所述方法包括:传送载板在镀膜腔室外装载好硅片；将镀膜载板放置在PECVD设备的i/N/P腔室的加热板进行加热，镀膜载板包括基板，基板上设有与传送载板的承载区域对应的硅片对位槽，还设有与传送载板的金属线对应的金属线对位槽，以及与传送载板的硅片对位块对应的硅片对位块对位槽；将装载好硅片的传送载板传送到i腔室，传送载板下降，传送载板上的硅片、金属线、硅片对位块及硅片支撑条分别沉入镀膜载板上对应的对位槽内，传送载板的传送边框主体扣合在镀膜载板的外侧；i腔室沉积后，传送载板上升，并且硅片对位块上硅片支撑条带着硅片一起上升；传送载板再分别将硅片传送到N/P腔室进行镀膜。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池领域，尤其涉及一种太阳能电池的镀膜方法及载板。
背景技术
晶体硅太阳能电池具有光电转换效率高，生产技术成熟等优点，一直以来占据着世界太阳能电池总产量的绝大部分，然而传统晶体硅太阳能电池生产中的高温扩散制PN结工艺导致的一系列问题以及缺乏良好的表面钝化机制还没有得到很好地改善，因此限制了电池效率的提升。
太阳能电池由于综合了单晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池的优势，该电池具有制备工艺温度低、转换效率高、高温特性好等特点，是一种低价高效电池。
如图1所示，传统的太阳能电池制造方法为利用PECVD在表面结构化后的N型硅片的正面依次沉积很薄的本征非晶硅薄膜和P型非晶硅薄膜，然后在N型硅片的背面依次沉积薄的本征非晶硅薄膜和N型非晶硅薄膜，PECVD沉积温度为150～200℃，然后利用溅射技术在N型硅片的两面沉积透明氧化物导电薄膜，然后在透明氧化物导电薄膜上制作银浆电极。其中，利用PECVD在硅片上沉积非晶硅薄膜对其界面进行钝化，是该电池取得高效的重要原因。
因此，PECVD是太阳能电池制备中极为关键的一步。太阳能电池载板用于装载硅片，以便于传送、加热、镀膜。如图2所示，通常一片太阳能电池载板具有间隔排列的多个硅片对位槽，可以装载多片硅片，硅片的传送、加热、镀膜过程都只用到一块载板，而忽略了传送过程中载板对硅片表面的损伤和硅片进入腔室后的加热速率。但是对太阳能电池而言，PECVD沉积非晶硅薄膜前硅片表面的状态对电池性能影响至关重要，传统的载板厚度很厚、热容大，在传送过程中硅片整个面与载板表面接触，导致硅片与载板表面极易发生摩擦并对硅片表面造成损伤，从而影响到硅片表面的状态。且装载硅片的载板频繁进出真空腔室，载板的热容损失很大，硅片通过载板加热，导致硅片的加热速率也严重下降，从而严重降低生产效率。另外CVD沉积i/N/P层非晶硅的最佳工艺温度相差较大，在沉积不同非晶硅膜层时，需要更换载板或使用同一块载板在待沉积的腔室内放置一段时间达到工艺温度后才能开始沉积，从而严重影响到生产效率；因此，很有必要对现有技术进行改进，以克服以上技术缺陷。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种太阳能电池的镀膜方法及载板，其具有转换效率高、生产效率高的特点。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种太阳能电池的镀膜方法，所述方法包括以下步骤：
a)传送载板在镀膜腔室外装载好硅片，所述传送载板包括设有开孔的传送边框主体，在所述开孔中设有多条交叉设置的金属线，所述金属线形成多个承载区域用于承载多个硅片，所述金属线设有固定硅片的硅片对位块，所述硅片对位块上设有用于支撑硅片的硅片支撑条；
b)将镀膜载板放置在PECVD设备的i/N/P腔室的加热板进行加热，所述镀膜载板包括基板，所述基板上设有与传送载板的承载区域对应的硅片对位槽，还设有与传送载板的金属线对应的金属线对位槽，以及与传送载板的硅片对位块对应的硅片对位块对位槽；
c)将装载好硅片的传送载板传送到i腔室，传送载板下降，传送载板上的硅片、金属线、硅片对位块及硅片支撑条分别沉入镀膜载板上对应的对位槽内，传送载板的传送边框主体扣合在镀膜载板的外侧；
d)i腔室沉积后，传送载板上升，并且硅片对位块上硅片支撑条带着硅片一起上升；
e)循环步骤c)和d)，传送载板再分别将硅片传送到N/P腔室进行镀膜。
优选的，所述传送边框主体的材质为金属、金属合金、碳纤维、陶瓷中的至少一种。
优选的，所述金属线为线性热膨胀系数小于9*10-6/K的金属或金属合金，所述金属或金属合金为钨、因瓦合金或钼。
优选的，所述硅片对位块由3～8条金属线交叉固定。
优选的，所述硅片支撑条均匀设在硅片对位块的边缘。
优选的，所述镀膜载板的基板的材质为金属、金属合金、碳纤维中的至少一种。
优选的，所述镀膜载板的基板的外侧壁之间的距离比传送载板的传送边框主体的内侧壁之间的距离小。
优选的，所述硅片对位槽的内侧边与传送载板的承载区域所承载的硅片的外侧边距离为0.5～10mm，所述硅片对位槽的顶面比传送载板的承载区域所承载的硅片上表面高。
优选的，所述金属线对位槽及硅片对位块对位槽的槽底比传送载板的承载区域所承载的硅片下表面低。
本发明还提供一种太阳能电池载板，其包括传送载板与镀膜载板，所述传送载板包括设有开孔的传送边框主体，在所述开孔中设有多条交叉设置的金属线，所述金属线形成多个承载区域用于承载多个硅片，所述金属线设有固定硅片的硅片对位块，所述硅片对位块上设有用于支撑硅片的硅片支撑条；所述镀膜载板包括基板，所述基板上设有与传送载板的承载区域对应的硅片对位槽，还设有与传送载板的金属线对应的金属线对位槽，以及与传送载板的硅片对位块对应的硅片对位块对位槽，所述传送载板的传送边框主体扣合在镀膜载板的基板外侧。
本发明采用以上技术方案，将载板分成传送载板与镀膜载板两部分，使得：1)传送载板只需要小块的支撑条支撑硅片，使得硅片在传送过程中与载板的接触面积最小化，从而最大程度的减少了载板传送过程中硅片表面的摩擦损伤；2)镀膜载板可以一直放在腔室内加热，不需要传出真空腔室，而传送载板在沉积过程中不与硅片直接接触，使得硅片进入腔室后可以很快的达到设定温度，很大程度的缩短加热时间，提升生产效率；3)CVD沉积不同非晶硅膜层的最佳工艺温度相差较大，传送载板在沉积不同非晶硅膜层的腔室传送过程中，不影响镀膜载板的温度，使得镀膜工艺温度更好控制；因此很大程度的提升了电池转换效率和生产效率。
附图说明
图1为太阳能电池结构示意图；
图2为现有技术中太阳能电池载板的示意图；
图3为本发明太阳能电池的镀膜方法的流程示意图；
图4为本发明太阳能电池载板的结构示意图；
图5为本发明传送载板示意图；
图6为本发明传送载板局部放大示意图；
图7为本发明镀膜载板的结构示意图；
图8为本发明镀膜载板正面局部放大示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图3所示，本发明公开了一种太阳能电池的镀膜方法，所述方法包括以下步骤:
S101：传送载板在镀膜腔室外装载好硅片；
S102：将镀膜载板放置在PECVD设备的i/N/P腔室的加热板进行加热；
S103：将装载好硅片的传送载板传送到i腔室，传送载板下降，传送载板的传送边框主体扣合在镀膜载板的外侧；
S104：i腔室沉积后，传送载板上升，并且硅片对位块上硅片支撑条带着硅片一起上升；
S105：循环步骤S103和S104，传送载板再分别将硅片传送到N/P腔室进行镀膜。
如图4、图5、图6、图7、图8所示，所述传送载板1包括设有开孔的传送边框主体11，在所述开孔中设有多条交叉设置的金属线12，所述多条金属线12形成多个承载区域用于承载多个硅片，所述金属线12设有固定硅片的硅片对位块13，所述硅片对位块13上设有用于支撑硅片的硅片支撑条14；所述镀膜载板2包括基板21，所述基板21上设有与传送载板1的承载区域对应的硅片对位槽22，还设有与传送载板1的金属线12对应的金属线对位槽23，以及与传送载板1的硅片对位块13对应的硅片对位块对位槽24，所述传送载板1的传送边框主体11扣合在镀膜载板2的基板21外侧，传送载板1在腔室外装载硅片3后，传送到镀膜载板2正上方，然后传送载板1下降，传送载板1上的硅片、金属线12及硅片对位块13分别沉入镀膜载板2内的硅片对位槽22、金属线对位槽23、硅片对位块对位槽24内。所述传送载板1和镀膜载板2组成镀膜的载板。
其中，所述传送边框主体11的材质为金属、金属合金、碳纤维、陶瓷中的至少一种，其厚度为5～20mm，宽度为5～50mm。所述金属线12为线性热膨胀系数小于9*10-6/K的金属或金属合金，所述金属或金属合金为钨、因瓦合金或钼，所述金属线12的直径为0.5～5mm。所述硅片对位块13由3～8条金属线12交叉固定；所述硅片支撑条14均匀设在硅片对位块13的边缘，其厚度为0.5～5mm，长度为3～10mm。所述镀膜载板2的基板21的材质为金属、金属合金、碳纤维中的至少一种，如铝合金、不锈钢、碳纤维、AL板等。
其中，所述基板21的厚度为5～20mm，所述镀膜载板2的基板21的外侧壁之间的距离比传送载板1的传送边框主体11的内侧壁之间的距离小5～50mm。所述硅片对位槽22的内侧边与传送载板1的承载区域所承载的硅片的外侧边距离为0.5～10mm，所述硅片对位槽22的顶面比传送载板1的承载区域所承载的硅片上表面高0～1mm。所述金属线对位槽23及硅片对位块对位槽24的槽底比传送载板1的承载区域所承载的硅片下表面低1～7mm。
具体的镀膜方法可以如下：
在PECVD设备的i/N/P腔室的加热板上分别放置一块镀膜载板，加热板持续给镀膜载板加热，i腔室载板温度为170～220℃，N/P腔室载板温度为150～200℃。传送载板在腔室外装载好硅片后传送到i腔室，然后传送载板下降，传送载板上的硅片、金属线、硅片对位块及硅片支撑条沉入镀膜载板内的对位的槽内，传送载板外框下降到镀膜载板外侧。硅片在加热板上加热10S～180S，硅片达到i层设定温度后开始沉积i层非晶硅薄膜，i层厚度为5～12Nm，沉积完后传送载板上升，对位块上的硅片支撑条带着硅片一起上升。传送载板传送到N腔室，传送载板下降后硅片在加热板上加热10S～150S，硅片达到N层设定温度后开始沉积N层非晶硅薄膜，N层厚度为5～12Nm,沉积完后传送载板上升并传出真空腔室；
将硅片转移到另外一块传送载板并翻转硅片，传送载板再次传送到i腔室，传送载板下降后硅片在加热板上加热10S～180S，硅片达到i层设定温度后开始沉积i层非晶硅薄膜，i层厚度为5～12Nm,沉积完后传送载板上升并传送到P腔室，传送载板下降后硅片在加热板上加热10S～150S，硅片达到P层设定温度后开始沉积P层非晶硅薄膜，P层厚度为5～12Nm,沉积完后传送载板上升并传出真空腔室,完成PECVD镀膜过程。
本发明将载板分成传送载板与镀膜载板两部分，使得：1)传送载板只需要小块的支撑条支撑硅片，使得硅片在传送过程中与载板的接触面积最小化，从而最大程度的减少了载板传送过程中硅片表面的摩擦损伤；2)镀膜载板可以一直放在腔室内加热，不需要传出真空腔室，而传送载板在沉积过程中不与硅片直接接触，使得硅片进入腔室后可以很快的达到设定温度，很大程度的缩短加热时间，提升生产效率；3)CVD沉积不同非晶硅膜层的最佳工艺温度相差较大，传送载板在沉积不同非晶硅膜层的腔室传送过程中，不影响镀膜载板的温度，使得镀膜工艺温度更好控制；因此很大程度的提升了电池转换效率和生产效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种太阳能电池的镀膜方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤:
a)传送载板在镀膜腔室外装载好硅片，所述传送载板包括设有开孔的传送边框主体，在所述开孔中设有多条交叉设置的金属线，所述金属线形成多个承载区域用于承载多个硅片，所述金属线设有固定硅片的硅片对位块，所述硅片对位块上设有用于支撑硅片的硅片支撑条；
b)将镀膜载板放置在PECVD设备的i/N/P腔室的加热板进行加热，所述镀膜载板包括基板，所述基板上设有与传送载板的承载区域对应的硅片对位槽，还设有与传送载板的金属线对应的金属线对位槽，以及与传送载板的硅片对位块对应的硅片对位块对位槽；
c)将装载好硅片的传送载板传送到i腔室，传送载板下降，传送载板上的硅片、金属线、硅片对位块及硅片支撑条分别沉入镀膜载板上对应的对位槽内，传送载板的传送边框主体扣合在镀膜载板的外侧；
d)i腔室沉积后，传送载板上升，并且硅片对位块上硅片支撑条带着硅片一起上升；
e)循环步骤c)和d)，传送载板再分别将硅片传送到N/P腔室进行镀膜。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池的镀膜方法，其特征在于：所述传送边框主体的材质为金属、金属合金、碳纤维、陶瓷中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池的镀膜方法，其特征在于：所述金属线为线性热膨胀系数小于9*10-6/K的金属或金属合金，所述金属或金属合金为钨、因瓦合金或钼。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池的镀膜方法，其特征在于：所述硅片对位块由3～8条金属线交叉固定。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池的镀膜方法，其特征在于：所述硅片支撑条均匀设在硅片对位块的边缘。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池的镀膜方法，其特征在于：所述镀膜载板的基板的材质为金属、金属合金、碳纤维中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池的镀膜方法，其特征在于：所述镀膜载板的基板的外侧壁之间的距离比传送载板的传送边框主体的内侧壁之间的距离小。
8.根据权利要求1所述的太阳能电池的镀膜方法，其特征在于：所述硅片对位槽的内侧边与传送载板的承载区域所承载的硅片的外侧边距离为0.5～10mm，所述硅片对位槽的顶面比传送载板的承载区域所承载的硅片上表面高。
9.根据权利要求1所述的太阳能电池的镀膜方法，其特征在于：所述金属线对位槽及硅片对位块对位槽的槽底比传送载板的承载区域所承载的硅片下表面低。
10.一种太阳能电池载板，其特征在于：其包括传送载板与镀膜载板，所述传送载板包括设有开孔的传送边框主体，在所述开孔中设有多条交叉设置的金属线，所述金属线形成多个承载区域用于承载多个硅片，所述金属线设有固定硅片的硅片对位块，所述硅片对位块上设有用于支撑硅片的硅片支撑条；所述镀膜载板包括基板，所述基板上设有与传送载板的承载区域对应的硅片对位槽，还设有与传送载板的金属线对应的金属线对位槽，以及与传送载板的硅片对位块对应的硅片对位块对位槽，所述传送载板的传送边框主体扣合在镀膜载板的基板外侧。
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