CN109778148A - 一种用于生产异质结太阳能电池镀膜的pecvd设备 - Google Patents
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Abstract
本发明用于生产异质结太阳能电池镀膜的PECVD设备，在立式管状结构的管式腔体内设置载片舟，载片舟由竖直绝缘杆和若干水平载片组成，竖直绝缘杆上安装若干水平载片，相邻两片载片分别连接射频电源或零电势，构成能够对HJT电池进行非晶硅沉积的类似于管式设备的结构，产能大，效率高，占地面积小，结构简单，成本投入低，可应用于太阳能电池沉积非晶硅、氧化硅、氮化硅等需使用PECVD设备的制作，及其他试用行业。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池生产中的一种用于生产异质结太阳能电池镀膜的PECVD设备。
背景技术
随着太阳能电池的应用普及，高效电池成为其技术发展与研发的必然趋势，经本征非晶硅层（a-Si:H(i)）钝化的硅基异质结太阳电池（HJT电池）是重点的研究方向之一；硅基异质结太阳电池不仅有高转化效率、高开路电压，而且具有低温度系数、无光致衰减（LID）、无电致衰减（PID）、低的制备工艺温度等优势；且硅基异质结电池在保证高转化效率的同时，硅片厚度可减薄至100μm，有效减少了硅料耗量，从而可用来制备可弯曲组件；
非晶硅是HJT电池生产技术中钝化、形成p-n结过程的关键因素，对HJT电池的转换效率起到决定性作用，因而制备性能优异的非晶硅薄膜是获得高效HJT电池的关键技术；传统HJT电池的非晶硅沉积设备主要有板式PECVD、Cat-CVD设备，因其真空腔体体积大，成本高，占地面积多，配套设施投入高，且为平板式载板，单台设备产能小；另一种管式设备未考虑在生产HJT电池技术中应用，只能用于沉积碳化硅，不能直接用于HJT电池非晶硅沉积。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够对HJT电池进行非晶硅沉积，结构简单，成本低廉，用于生产异质结太阳能电池镀膜的PECVD设备。
本发明用于生产异质结太阳能电池镀膜的PECVD设备，其特征在于：包括有立式管状结构的管式腔体，管式腔体上方设置有进气口，下方设置有出气口，管式腔体内设置有载片舟，载片舟包括有竖直绝缘杆，竖直绝缘杆上间隔设置有若干水平载片，相邻两片水平载片分别连接至射频电源或零电势，能够在通电、通气条件下形成等离子化学气相沉积；
所述竖直绝缘杆的前后或左右方向上设置有多叠水平载片；
所述竖直绝缘杆上多叠水平载片中每一叠水平载片的相邻两片水平载片分别连接至射频电源或零电势，竖直绝缘杆两侧相邻的两叠水平载片中处于相应水平位置上的水平载片横向连接导电，同时连接至零电势或射频电源；竖直绝缘杆上的每片水平载片与纵向位置上的相邻水平载片通过绝缘杆绝缘分隔；
所述竖直绝缘杆为分段式组合结构或者一体式整体结构；所述水平载片上设置有能够对硅片限位的凹槽或卡点；
所述水平载片材料为铝或石墨导电材料；
所述多叠水平载片固定连接在竖直绝缘杆上，并能够随竖直绝缘杆移动至管式腔体内部或外部；
所述管式腔体设置有加热装置，还连接有抽真空装置；
所述射频电源频率为40kHz-13.56 Mhz，并连接相应匹配器；
所述竖直绝缘杆上载片数量能够进行增减调整；
所述出气口连接有泵。
本发明用于生产异质结太阳能电池镀膜的PECVD设备，在立式管状结构的管式腔体内设置竖直绝缘杆，竖直绝缘杆上安装若干水平载片，相邻载片分别连接射频电源或零电势，构成能够对HJT电池进行非晶硅沉积的类似于管式设备的结构，产能大，效率高，占地面积小，结构简单，成本投入低，可应用于太阳能电池沉积非晶硅、氧化硅、氮化硅等需使用PECVD设备的制作，及其他试用行业。
附图说明
图1是本发明实施例用于生产异质结太阳能电池镀膜的PECVD设备结构示意图。
具体实施方式
如图所示，一种用于生产异质结太阳能电池镀膜的PECVD设备，首先在外围设置立式管状结构的管式腔体1，管式腔体1上方设置有进气口8，下方设置有出气口5，能够连通气体流通通道；管式腔体内设置有载片舟，载片舟包括有竖直绝缘有竖直绝缘杆3，竖直绝缘杆3上间隔设置有若干水平载片4，相邻两片水平载片4分别连接至射频电源2或零电势6，使得若干水平载片间隔连接射频电源2或零电势6，能够在通电、通气条件下形成等离子化学气相沉积，对HJT电池进行非晶硅沉积，可应用于太阳能电池沉积非晶硅、氧化硅、氮化硅等需使用PECVD设备的制作，或者其他试用行业。
竖直绝缘杆3的前后或左右方向上设置有多叠水平载片4，提高单台设备的产能。
竖直绝缘杆上多叠水平载片中每一叠水平载片的相邻两片水平载片分别连接至射频电源或零电势，竖直绝缘杆两侧相邻的两叠水平载片中处于相应水平位置上的水平载片横向连接导电，同时连接至零电势或射频电源；竖直绝缘杆上的每片水平载片与纵向位置上的相邻水平载片通过绝缘杆绝缘分隔，结构简单紧凑，提高了生产效率，安全系数高。
竖直绝缘杆可以设置为分段式组合结构或者一体式整体结构，具体根据生产需要选择；水平载片上设置凹槽或卡点，以便对硅片限位，稳定可靠。
水平载片材料为铝、石墨等导电材料，水平载片上可放置需要镀膜的物品，如硅片、玻璃片等。
竖直绝缘杆材料为绝缘材料，多叠水平载片连接、固定在竖直绝缘杆上，水平载片、竖直绝缘杆组装形成整体式构件，可在管式腔体内外移动，以便装卸镀膜物品。
立式管状、柱状的管式腔体设置有加热装置，可加热，还连接有抽真空装置，可制造真空环境，压强可控。
射频电源频率可选择40kHz-13.56 Mhz范围内的不同频率，连接时选择相应匹配器。
竖直绝缘杆上的水平载片数量能够进行增减调整，以适应不同产能需求。
出气口连接有泵，可以将反应剩余气体的尾气抽出，同时还具有维持腔体内压强的作用。
本发明用于生产异质结太阳能电池镀膜的PECVD设备，在立式管状结构的管式腔体内设置竖直绝缘杆，竖直绝缘杆上安装若干水平载片，相邻载片分别连接射频电源或零电势，构成能够对HJT电池进行非晶硅沉积的类似于管式设备的结构，产能大，效率高，占地面积小，结构简单，成本投入低，可应用于太阳能电池沉积非晶硅、氧化硅、氮化硅等需使用PECVD设备的制作，及其他试用行业。
具体设计思路：
本发明属于太阳能电池生产设备领域，涉及一种硅异质结太阳能电池镀膜的PECVD设备的发明。
随着太阳能电池技术的发展，高效电池的开发越来越受重视。其中用本征非晶硅层（a-Si:H(i)）钝化的硅基异质结太阳电池（HJT电池）是重点的研究方向之一。众所周知，硅基异质结太阳电池不仅有高的转化效率、高的开路电压，而且具有低的温度系数、无光致衰减（LID）、无电致衰减（PID）、低的制备工艺温度等优势【2】。另外硅基异质结电池在保证高转化效率的同时，硅片厚度可减薄至100μm，有效减少了硅料耗量，并可用来制备可弯曲组件。
对于HJT电池而言，非晶硅起到钝化、形成p-n结的关键作用，对于HJT电池的转换效率起到决定性作用，因此，制备性能优异的非晶硅薄膜是获得高效HJT电池的关键技术。目前HJT电池非晶硅沉积主要有板式PECVD，Cat-CVD两种设备。
目前非晶硅沉积设备的主要问题：
真空腔体大，导致设备价格昂贵。
平板式载板，单台设备产能小。
设备尺寸大，厂务、自动化配套成本高，占地面积大。
目前非晶硅沉积设备是限制HJT电池产品大规模量产的主要影响因素。
本发明提供一种适用于HJT电池量产的非晶硅沉积设备（PECVD设备），所要解决的问题是，使用新型设备结构提高单台设备产能，降低设备价格，促进HJT电池量产规模的快速发展
本发明为适用于HJT电池量产的PECVD非晶硅沉积设备。
1.本发明PECVD设备结构：立式管状或柱状反应腔体，竖直绝缘杆，若干水平载片，射频电源，零电势，进气口，出气口；
2.设备功能描述：
1）.本设备为立式PECVD设备，载片在竖直方向堆叠，相邻载片分别连接射频电源和零电势，从而在通电及通气的环境下具有等离子体增强化学气相沉积的作用。
2）.本设备占用空间小、产能大，在竖直方向可通过增加载片数量，增加产能。
3.设备组成：
载片：由导电材料制作，如铝、石墨等导电材料。载片上可放置需要镀膜的物品，如硅片、玻璃片等。
绝缘杆：连接、固定相邻载片，需使用绝缘物质。由载片、绝缘杆组装形成的构件可在腔体内外移动，可装卸镀膜物品。
射频电源：电源可选13.56 Mhz、40 Mhz等不同频率，连接时需选取对应的匹配器。
腔体：腔体为立式管装、柱状结构，可加热，可抽到真空环境，压强可控。
进气口：特气进口，进入反应气体。
尾气：反应剩余气体由泵抽出，同时泵具有维持腔体压强的作用。
本设备可应用于太阳能电池沉积非晶硅、氧化硅、氮化硅等需使用PECVD设备的制作，及其他试用行业。
Claims (10)
1.一种用于生产异质结太阳能电池镀膜的PECVD设备，其特征在于：包括有立式管状结构的管式腔体，管式腔体上方设置有进气口，下方设置有出气口，管式腔体内设置有载片舟，载片舟包括有竖直绝缘杆，竖直绝缘杆上间隔设置有若干水平载片，相邻两片水平载片分别连接至射频电源或零电势，能够在通电、通气条件下形成等离子化学气相沉积。
2.根据权利要求1所述用于生产异质结太阳能电池镀膜的PECVD设备，其特征在于：所述竖直绝缘杆的前后或左右方向上设置有多叠水平载片。
3.根据权利要求2所述用于生产异质结太阳能电池镀膜的PECVD设备，其特征在于：所述竖直绝缘杆上多叠水平载片中每一叠水平载片的相邻两片水平载片分别连接至射频电源或零电势，竖直绝缘杆两侧相邻的两叠水平载片中处于相应水平位置上的水平载片横向连接导电，同时连接至零电势或射频电源；竖直绝缘杆上的每片水平载片与纵向位置上的相邻水平载片通过绝缘杆绝缘分隔。
4.根据权利要求1所述用于生产异质结太阳能电池镀膜的PECVD设备，其特征在于：所述竖直绝缘杆为分段式组合结构或者一体式整体结构；所述水平载片上设置有能够对硅片限位的凹槽或卡点。
5.根据权利要求1所述用于生产异质结太阳能电池镀膜的PECVD设备，其特征在于：所述水平载片材料为铝或石墨导电材料。
6.根据权利要求2所述用于生产异质结太阳能电池镀膜的PECVD设备，其特征在于：所述多叠水平载片固定连接在竖直绝缘杆上，并能够随竖直绝缘杆移动至管式腔体内部或外部。
7.根据权利要求1所述用于生产异质结太阳能电池镀膜的PECVD设备，其特征在于：所述管式腔体设置有加热装置，还连接有抽真空装置。
8.根据权利要求1所述用于生产异质结太阳能电池镀膜的PECVD设备，其特征在于：所述射频电源频率为40kHz-13.56 Mhz，并连接相应匹配器。
9.根据权利要求1所述用于生产异质结太阳能电池镀膜的PECVD设备，其特征在于：所述竖直绝缘杆上载片数量能够进行增减调整。
10.根据权利要求1所述用于生产异质结太阳能电池镀膜的PECVD设备，其特征在于：所述出气口连接有泵。
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