CN107658366A - 一种异质结电池的镀膜方法及pvd载板和镀膜装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种异质结电池的镀膜方法及PVD载板和镀膜装置，所述镀膜方法包括如下步骤：将N型单晶硅片置于PVD载板上；将装有N型单晶硅片的PVD载板水平放置在镀膜装置上，进行上下连续溅射镀膜；在N型单晶硅片上形成金属栅线。本发明使用上下连续溅射镀膜的沉积方式，工艺过程简单，适于规模化生产，大大降低了生产成本，硅片的正面完全暴露，在上沉积镀膜时没有遮挡；使得制成后电池的正面全面受光，提升了电池的短路电流，从而提高了电池的光电转换效率。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池制造领域，尤其涉及一种异质结电池的镀膜方法及PVD载板和镀膜装置。
背景技术
能源危机和环境污染问题促使人们对清洁能源的广泛关注，太阳能具有资源充足，无污染，寿命长等优点，已成为可再生能源技术中发展最快，最具活力的研究领域。太阳能电池是一种利用光生伏特效应将太阳光辐射能直接转换为电能的发电技术，在所有的太阳能电池技术中，硅基异质结太阳能电池因其具有较高的转换效率和较低的温度系数，而最引人注目。
溅射镀膜是制备硅基异质结太阳能电池电极的一个主要工艺环节，实验表明电池在进行溅射镀膜时，如果电池的边缘没有受到隔离保护，镀膜的过程中其边缘存在绕镀现象，导致电池边缘出现漏电流，这样会影响电池的转换效率和组件的可靠性。所以在溅射镀导电膜层时应避免其在电池边缘的绕镀或消除因导电膜层的绕镀对电池电学性能的影响。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种异质结电池的镀膜方法及PVD载板和镀膜装置,解决现有技术溅射镀膜过程中其边缘存在绕镀，导致电池边缘出现漏电流现象。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种异质结电池的镀膜方法，包括如下步骤：将N型单晶硅片置于PVD载板上；将装有N型单晶硅片的PVD载板水平放置在镀膜装置上，进行上下连续溅射镀膜；在N型单晶硅片上形成金属栅线；所述上下连续溅射镀膜包括：所述上下连续溅射镀膜包括：先让N型单晶硅片上表面在镀膜装置上部装有透明导电氧化物靶材的腔室内沉积透明导电氧化膜层及相连的上部装有金属靶材的腔室内沉积种子层，然后水平移动PVD载板，让N型单晶硅片下表面在下部装有透明导电氧化物靶材的腔室内沉积透明导电氧化膜层及相连的下部装有金属靶材的腔室内沉积种子层；或者先让N型单晶硅片下表面在下部装有透明导电氧化物靶材的腔室内沉积透明导电氧化膜层及相连的下部装有金属靶材的腔室内沉积种子层，然后水平移动PVD载板，再让N型单晶硅片上表面在上部装有透明导电氧化物靶材的腔室内沉积透明导电氧化膜层及相连的上部装有金属靶材的腔室内沉积种子层。
进一步的，所述N型单晶硅片为在N型硅衬底上一面沉积有第一本征层、N型非晶硅层，另一面沉积有第二本征层、P型非晶硅层。
进一步的，所述透明导电氧化膜层为ITO、AZO、GZO、IGZO及其掺杂的氧化铟、氧化锌。
进一步的，所述种子层为铝、铜、镍、铬、锡、钛、钨中的一种或多种。
本发明还提供了一种所述异质结电池的镀膜方法采用的PVD载板，其特征在于：所述PVD载板设有若干个镂空槽，所述镂空槽内设有台阶面，所述台阶面宽度为0.3～1mm；所述的镂空槽内壁面为斜坡面，所述的斜坡面坡度为30°～75°。
本发明还提供了一种所述异质结电池的镀膜方法采用的镀膜装置，其特征在于：所述镀膜装置包括上沉积腔室和下沉积腔室，所述上沉积腔室和下沉积腔室为相互连通的的腔室；所述上沉积腔室上部设有上靶材装置，所述下沉积腔室下部设有下靶材装置，所述上靶材装置和下靶材装置为多腔室结构，采用多个腔室相连。
由上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明具有如下优点：本发明使用上下连续溅射镀膜的沉积方式，工艺过程简单，适于规模化生产，大大降低了生产成本，硅片的正面完全暴露，在上沉积镀膜时没有遮挡；使得制成后电池的正面全面受光，提升了电池的短路电流，从而提高了电池的光电转换效率。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明一种异质结电池的镀膜方法的工艺流程图；
图2为本发明PVD载板的结构示意图；
图3为本发明镀膜装置的结构示意图。
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1所示本发明一种异质结电池的镀膜方法的工艺流程图；
步骤S101、在有绒面并清洁后的N型硅衬底上一面沉积第一本征层、N型非晶硅层，另一面沉积第二本征层、P型非晶硅层形成N型单晶硅片；
步骤S102、将N型单晶硅片置于PVD载板上；
步骤S103、将装有N型单晶硅片的PVD载板水平放置在镀膜装置上，进行上下连续溅射镀膜；
所述上下连续溅射镀膜包括：先让N型单晶硅片上表面在上部装有透明导电氧化物靶材的腔室内沉积透明导电氧化膜层及相连的上部装有金属靶材的腔室内沉积种子层，然后水平移动PVD载板，让N型单晶硅片下表面在下部装有透明导电氧化物靶材的腔室内沉积透明导电氧化膜层及相连的下部装有金属靶材的腔室内沉积种子层；或者先让N型单晶硅片下表面在下部装有透明导电氧化物靶材的腔室内沉积透明导电氧化膜层及相连的下部装有金属靶材的腔室内沉积种子层，然后水平移动PVD载板，再让N型单晶硅片上表面在上部装有透明导电氧化物靶材的腔室内沉积透明导电氧化膜层及相连的上部装有金属靶材的腔室内沉积种子层，其中透明导电氧化膜层为ITO、AZO、GZO、IGZO及其掺杂的氧化铟，氧化锌；种子层为铝、铜、镍、铬、锡、钛、钨中的一种或多种。
步骤S104、在N型单晶硅片上形成金属栅线；
参考图2一种用于上下连续溅射镀膜采用的PVD载板的结构示意图，所示PVD载板1设有若干个镂空槽2，所述镂空槽2内设有台阶面3，所述台阶面3宽度为0.3～1mm；所述的镂空槽2内壁面为斜坡面4，所述的斜坡面4坡度为30°～75°。
参考图3一种用于上下连续溅射镀膜采用的镀膜装置的结构示意图所示镀膜装置包括上沉积腔室和下沉积腔，所述的上沉积腔室包括腔室6和腔室7，所述的下沉积腔室包括腔室8和腔室9，所述上沉积腔室和下沉积腔室为相互连通的的腔室；所述腔室6上部设有上靶材装置10，所述腔室7上部设有上靶材装置11，所述的腔室8下部设有下靶材装置12，所述的腔室9下部设有下靶材装置13。
本发明一种异质结电池的镀膜方法及PVD载板和镀膜装置，使用上下连续溅射镀膜的沉积方式，工艺过程简单，适于规模化生产，大大降低了生产成本，硅片的正面完全暴露，在上沉积镀膜时没有遮挡；使得制成后电池的正面全面受光，提升了电池的短路电流，从而提高了电池的光电转换效率。
实施例1
参考图1～图3所示，一种异质结电池的镀膜方法，包括如下步骤：
步骤S101、在有绒面并清洁后的N型硅衬底一面沉积第一本征层及N型非晶硅层共10nm，在硅衬底另一面沉第二本征层及P型非晶硅层共10nm形成N型单晶硅片5；
步骤S102、将上述的N型单晶硅片的N型非晶硅层一面朝上放入PVD载板1的镂空槽2内；所述PVD载板1上设有若干个镂空槽2，镂空槽2的台阶平面3的宽度0.3～1mm，斜坡面4的坡度为30°～75°。
步骤S103、将步骤S102中装有N型单晶硅片的PVD载板1水平放置在上下连续溅射镀膜装置，让N型非晶硅层一面在上沉积腔室6上通过设在上沉积腔室6上部上靶材装置10，对N型非晶硅层一面进行沉积80nm透明导电氧化膜层及其相连的上沉积腔室7，通过上沉积腔室7上部设有的上靶材装置11，对沉积有透明导电氧化膜层的一面沉积100nm种子层，然后水平移动装有N型单晶硅片5的PVD载板1至下沉积腔室8内，让P型非晶硅层一面通过设在下沉积腔室8下部的下靶材装置12，对N型非晶硅层一面进行沉积80nm透明导电氧化膜层及其相连的下沉积腔室9，通过下沉积腔室9的下部设有下靶材装置13，在沉积有透明氧化膜层的N型非晶硅层一面沉积100nm种子层。
步骤S104、在上述种子层上通过图形化及电化学沉积工艺形成铜栅线。
实施例2
相对于实施例1其他步骤不变，其中步骤S103变为：将步骤S102中装有N型单晶硅片5的PVD载板1水平放置在上下连续溅射镀膜装置的下沉积腔室内9，让P型非晶硅层一面通过设在下沉积腔室9下部的下靶材装置13，对N型非晶硅层一面进行沉积80nm透明导电氧化膜层及其相连的下沉积腔室8，通过下沉积腔室8的下部设有下靶材装置12，在沉积有透明氧化膜层的P型非晶硅层一面沉积100nm种子层。，然后水平移到装有N型单晶硅片5的PVD载板1至上沉积腔室7内，让N型非晶硅层一面在上沉积腔室7上通过设在上沉积腔室7的上部的上靶材装置11，对N型非晶硅层一面进行沉积80nm透明导电氧化膜层；通过上沉积腔室6上部设有的上靶材装置10，对沉积有透明导电氧化膜层的一面沉积100nm种子层。
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 (6)
1.一种异质结电池的镀膜方法，其特征在于：所述镀膜方法包括如下步骤：
将N型单晶硅片置于PVD载板上；
将装有N型单晶硅片的PVD载板水平放置在镀膜装置上，进行上下连续溅射镀膜；
在N型单晶硅片上形成金属栅线；
所述上下连续溅射镀膜包括：先让N型单晶硅片上表面在镀膜装置上部装有透明导电氧化物靶材的腔室内沉积透明导电氧化膜层及相连的上部装有金属靶材的腔室内沉积种子层，然后水平移动PVD载板，让N型单晶硅片下表面在下部装有透明导电氧化物靶材的腔室内沉积透明导电氧化膜层及相连的下部装有金属靶材的腔室内沉积种子层；或者先让N型单晶硅片下表面在下部装有透明导电氧化物靶材的腔室内沉积透明导电氧化膜层及相连的下部装有金属靶材的腔室内沉积种子层，然后水平移动PVD载板，再让N型单晶硅片上表面在上部装有透明导电氧化物靶材的腔室内沉积透明导电氧化膜层及相连的上部装有金属靶材的腔室内沉积种子层。
2.根据权利要求1所述异质结电池的镀膜方法，其特征在于：所述N型单晶硅片为在N型硅衬底上一面沉积有第一本征层、N型非晶硅层，另一面沉积有第二本征层、P型非晶硅层。
3.根据权利要求1所述异质结电池的镀膜方法，其特征在于：所述透明导电氧化膜层为ITO、AZO、GZO、IGZO及其掺杂的氧化铟，氧化锌。
4.根据权利要求1所述异质结电池的镀膜方法，其特征在于：所述种子层为铝、铜、镍、铬、锡、钛、钨中的一种或多种。
5.一种用于根据权利要求1所述异质结电池的镀膜方法采用的PVD载板，其特征在于：所述PVD载板设有若干个镂空槽，所述镂空槽内设有台阶面，所述台阶面宽度为0.3～1mm；所述的镂空槽内壁面为斜坡面，所述的斜坡面坡度为30°～75°。
6.一种用于根据权利要求1所述异质结电池的镀膜方法采用的镀膜装置，其特征在于：所述镀膜装置包括上沉积腔室和下沉积腔室，所述上沉积腔室和下沉积腔室为相互连通的的腔室；所述上沉积腔室上部设有上靶材装置，所述下沉积腔室下部设有下靶材装置，所述上靶材装置和下靶材装置为多腔室结构，采用多个腔室相连。
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