CN112670377A - 异质结太阳能电池处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种异质结太阳能电池处理工艺，包括：通过翻转驱动装置驱动管式沉积腔体内的载具进行翻转运动，通过沉积控制装置对基板进行本征沉积处理，以及通过清洗控制装置对进入管式清洗腔体的载具进行气相清洗处理。本发明通过所述翻转运动使得所述载具无需多次进出所述管式沉积腔体内部就能够实现双面镀减反射膜，结合通过所述清洗控制装置对所述载具进行所述气相清洗处理，无需拆装所述载具，从而提高了生产效率；通过所述沉积控制装置对所述管式沉积腔体内装载有基板的载具先进行本征沉积处理有利于减少接口缺陷。

Description

异质结太阳能电池处理工艺

技术领域

本发明涉及晶硅太阳能电池制造技术领域，尤其涉及异质结太阳能电池处理工艺。

背景技术

异质结(Heterojunction Technology，HJT)电池综合了晶硅电池和薄膜电池的优势，具有发电量高和度电成本低的优势，是高转换效率硅基太阳能电池的热点方向之一。其中，性能优异的非晶硅薄膜对HJT电池的转换效率起到决定性作用。

HJT电池作为双面电池，其正背面都需要镀覆非晶硅薄膜，现有技术中处理需要双面镀硅片的过程通常是先将待处理的硅片进行装片，送入工艺腔中对其中一面进行沉积反应后降温出腔，再对待处理硅片进行翻面和重新装片，然后送入工艺腔中对另外一面进行沉积反应。上述工艺流程中，对硅片的翻面和重新装片以及对工艺腔内进行升降温处理使得工艺流程繁琐，不利于提高生产效率，同时反复的装片容易影响产品的良率，不利于光电转化效率的提高。

另外，现有技术中通常将能够放置几十甚至上百硅片的石墨舟送入工艺腔中进行沉积反应。由于石墨舟绝大部分表面也暴露在反应环境中，沉积反应不仅在硅片表面进行，也在石墨舟的暴露表面进行，石墨舟表面的沉积层容易对硅片表面造成污染。因此，需要定期对石墨舟进行维护。

现有技术中通常采用化学法对PECVD工艺的相关器件进行清洗维护。例如公开号为CN105742159A的中国专利申请公开了通过混酸和纯水清除光伏相关器件，例如石墨舟和石英管表面污染的方法。然而这种清洗方法属于离线清洗，需要将石英管或石墨舟浸泡于酸液或水中，涉及到远程运输、石英管的拆装过程和繁杂的清洗工艺，不利于生产效率的提高。

因此，有必要开发一种新型的异质结太阳能电池处理工艺以解决现有技术存在的上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种异质结太阳能电池处理工艺，以对载具进行在线清洗，并有利于提高生产效率和减少接口缺陷。

为实现上述目的，本发明所述异质结太阳能电池处理工艺包括：提供传输装置、设置有沉积控制装置和翻转驱动装置的管式沉积腔体，以及设置有清洗控制装置的管式清洗腔体；通过所述翻转驱动装置驱动所述载具进行翻转运动以使所述基板的两个相对的待镀表面的任意一个处于待镀状态；通过所述沉积控制装置对所述管式沉积腔体内的基板进行本征沉积处理以形成镀膜基板；通过所述传输装置将装载有所述镀膜基板的载具运出所述管式沉积腔体后卸载所述镀膜基板，以得到待清洗载具；通过所述传输装置将所述待清洗载具输送至所述管式清洗腔体后，通过所述清洗控制装置对所述待清洗载具进行气相清洗处理。

本发明的异质结太阳能电池处理工艺的有益效果在于：通过所述翻转驱动装置驱动所述载具进行翻转运动以使所述基板的两个相对的待镀表面的任意一个处于待镀状态，使得所述载具无需多次进出所述管式沉积腔体内部就能够使两个所述待镀表面中的任意一个或两个处于待镀状态，简化了工艺流程，提高了生产效率；通过所述清洗控制装置对进入所述管式清洗设备的载具进行气相清洗处理，无需拆装所述载具，从而进一步提高了生产效率；通过所述沉积控制装置对所述管式沉积腔体内的基板先进行本征沉积处理，有利于减少接口缺陷。

优选的，所述本征沉积处理完毕后对所述基板进行掺杂沉积处理，所述掺杂沉积处理与所述本征沉积处理在同一管式沉积腔体或不同管式沉积腔体进行。

优选的，通过所述沉积控制装置首先对所述基板进行本征沉积处理以在所述基板的两个待镀表面均形成本征层后，再对所述基板进行掺杂沉积处理，以在所述基板的一个本征层表面形成P型掺杂层或N型掺杂层，另一个本征层表面形成P型掺杂层或N型掺杂层。其有益效果在于：有利于减少接口缺陷。

优选的，所述气相清洗处理包括化学气相清洗处理和等离子体化学气相清洗处理的任意一种。其有益效果在于：无需拆装所述待清洗载具，从而进一步提高了生产效率。

进一步优选的，通过所述清洗控制装置控制所述管式清洗腔体内的温度和压力，以及向所述管式清洗腔体通入的清洗气体的流量，以进行所述化学气相清洗处理。

进一步优选的，通过所述清洗控制装置控制所述管式清洗腔体内的温度为200-600摄氏度，压力为0.1-67千帕，所述清洗气体的流量为2-50标准升/分钟。其有益效果在于：保证清洗效果。

进一步优选的，通过所述清洗控制装置控制所述化学气相清洗处理的时长不超过3小时。其有益效果在于：提高生产效率。

进一步优选的，所述清洗气体为HF、F₂、Cl₂和ClF₃中的至少一种。其有益效果在于：便于和污染物发生化学反应，形成易剥离的反应物。

进一步优选的，所述清洗气体还包括载气，所述载气为氮气、氩气和氧气中的至少一种。

优选的，所述管式清洗腔体设置有等离子体发生装置，所述管式清洗腔体还设置有等离子体发生装置，通过所述管式清洗腔体进行所述化学气相清洗处理和所述等离子体化学气相清洗处理中的任意一种，或者通过所述管式清洗腔体进行所述本征沉积处理和所述掺杂沉积处理。其有益效果在于：提高所述管式清洗腔体的利用率。

进一步优选的，通过所述清洗控制装置控制所述管式清洗腔体内的温度和压力，以及向所述管式清洗腔体通入的清洗气体的流量，通过所述等离子体发生装置使所述清洗气体转化为等离子体，以进行所述等离子体化学气相清洗处理。其有益效果在于：无需拆装所述待清洗载具，从而进一步提高了生产效率。

进一步优选的，通过所述清洗控制装置控制所述管式清洗腔体内的温度为300-600摄氏度，压力为0.1-0.6千帕，所述清洗气体的流量为2-50标准升/分钟，通过所述等离子体发生装置控制射频功率为10-40千瓦。其有益效果在于：有利于保证清洗效果。

进一步优选的，通过所述清洗控制装置控制所述等离子体化学气相清洗处理的时长不超过3小时。其有益效果在于：有利于提高生产效率。

优选的，所述清洗气体包含碳元素、氮元素和氟元素中的至少两种。其有益效果在于：便于和污染物发生等离子体化学反应，形成易剥离的反应物。

进一步优选的，所述清洗气体为NF₃、SF₆、CF₄、CHF₃和C₂F₆中的至少一种。

进一步优选的，所述清洗气体还包括载气，所述载气为氮气、氩气和氧气中的至少一种。

进一步优选的，所述管式清洗腔体还设置有所述翻转驱动装置，以驱动所述载具进行所述翻转运动。

优选的，通过所述翻转驱动装置控制所述翻转运动的时间不超过10分钟，所述载具的翻转角度为90度-270度。其有益效果在于：有利于保证生产效率。

优选的，所述管式清洗腔体的数目至少为1，所述管式清洗腔体的数目不超过所述管式沉积腔体的数目。

进一步优选的，所述管式清洗腔体的数目与所述管式沉积腔体的数目比例为1：1-1：11。

优选的，还包括监控装置，通过所述监控装置监测所述载具的运行次数或所述载具表面污染物的沉积情况，以判断是否通过所述传输装置将所述待清洗载具输送至所述管式清洗腔体内。

优选的，所述基板为N型硅片，通过对原始硅片进行制绒清洗工艺后形成所述基板。

附图说明

图1为本发明的实施例的管式PECVD沉积设备的结构示意图；

图2为图1所示的管式清洗腔体的一种结构示意图；

图3为图1所示的管式清洗腔体的另一种结构示意图；

图4为图1所示的管式沉积腔体与载具的工作状态示意图；

图5为本发明一些实施例的若干基板在图1所示的载具中的工作状态示意图；

图6为图5所示的基板在基片承载部中的工作状态示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

现有技术中通过管式PECVD设备进行沉积工艺形成镀膜基板的过程中，由于基板装载于石墨舟，向基板沉积减反射膜的同时石墨舟表面必然也发生了沉积反应。考虑到石墨舟表面的清洁程度对镀膜基板性能的影响很大，石墨舟需要定期进行清洗处理。

考虑到拆装石墨舟对产能的影响以及清洗过程的能耗，石墨舟的清洗维护通常在表面污染达到一定程度且有很大风险要严重影响产品质量的时候才会对石墨舟进行清洗处理。一般来说，以每次沉积反应形成80-120纳米的减反射膜工艺为例，该工艺沉积次数达到55-80次后就需要对石墨舟进行清洗维护。

现有技术中对石墨舟的清洗维护通常需要将石墨舟拆解为若干石墨板、螺纹连接杆以及起连接或加固作用的其他小零件，然后将拆解形成的所有零件按照材料种类进行分类并放入不同的承载器皿中，并通过不同的清洗液进行清洗处理。以石墨板为例，通常需要使用酸液，例如浓度为20％氢氟酸水溶液浸泡承载器皿以及容纳于其中的石墨板。酸液具有强腐蚀性，容纳酸液的清洗池必须远离电池片生产区域设置。

为彻底清除污染，现有技术清洗处理的浸泡时间通常不低于6小时；待表面污染清除后，再使用纯水进行多次漂洗直至检测石墨板表面的氢氟酸残留符合规定为止，这个时间通常不会低于4小时。所有零件的清洗处理结束后还要进行约12小时的低温烘干，然后再次组装起来并进行饱和镀舟，才能再次使用；浸泡和漂洗产生的大量酸性废液不能直接排放，必须进行回收处理以防止污染环境。

可见，现有技术对石墨舟的清洗维护对产能的负面影响是显著的，由此产生的能耗也是巨大的。

再者，通过管式PECVD设备进行沉积工艺需要使用包括真空泵和泵送管路的真空设备来维持管式沉积腔体的压力，灰尘以及沉积工艺产生的部分反应物会进入泵送管路，若长期不清理会存在粉尘堆积，进而造成真空泵的运行故障甚至损坏。

现有技术中通常在泵送管路设置过滤器以拦截堆积的粉尘，该类过滤器通常每1-2个月就要清理一次，加上更换时间，相应的管式沉积腔体的停机时间至少也要2个小时。

针对现有技术存在的问题，本发明的实施例提供了一种异质结太阳能电池处理工艺，以对包括石墨舟在内的能够接触到等离子体的器件进行在线清洗，并有利于提高生产效率和减少接口缺陷。

本发明实施例的管式PECVD沉积设备包括传输装置、设置有沉积控制装置和翻转驱动装置的管式沉积腔体以及设置有清洗控制装置的管式清洗腔体。

本发明实施例的所述异质结太阳能电池处理工艺包括：通过所述翻转驱动装置驱动所述载具进行翻转运动以使所述基板的两个相对的待镀表面的任意一个处于待镀状态，以及通过所述沉积控制装置对所述管式沉积腔体内装载有基板的载具进行本征沉积处理后再进行掺杂沉积处理，以形成镀膜基板。

具体的，通过所述沉积控制装置首先对所述基板进行本征沉积处理以在所述基板的两个待镀表面均形成本征层后，再对所述基板进行掺杂沉积处理，以在所述基板的一个本征层表面形成P型掺杂层或N型掺杂层，另一个本征层表面形成P型掺杂层或N型掺杂层。

进一步的，通过所述传输装置将所述待清洗载具输送至所述管式清洗腔体后，通过所述清洗控制装置对所述待清洗载具进行气相清洗处理。

图1为本发明一些实施例的管式PECVD沉积设备的结构示意图。

参照图1，管式PECVD沉积设备1包括管式沉积腔体13、管式清洗腔体14和载具16，所述管式清洗腔体14和管式沉积腔体13设置于同一工作区11，所述管式沉积腔体13用于容纳所述载具16，并通过沉积控制装置对装载于所述载具16的基板进行本征沉积处理和掺杂沉积处理；所述管式清洗腔体14用于通过清洗控制装置向对所述管式清洗腔体14内部进行气相清洗处理。

所述管式PECVD沉积设备1还包括与所述工作区11相邻的载片区12，所述载片区12设置有传输装置15，以带动所述载具16进出所述管式沉积腔体13或所述管式清洗腔体14，以及将所述载具16在所述载片区12和装卸区(图中未标示)之间传输。

本发明一些实施例中，所述载具16为石墨舟，所述石墨舟能够容纳至少200片所述基板。所述传输装置15包括机械臂和机械臂控制装置，以平稳运载重量超过25公斤的所述石墨舟。所述机械臂和所述机械臂控制装置的具体实现方式为本领域技术人员的公知技术，在此不做赘述。

本发明一些实施例中，所述传输装置15还包括运载装置和装卸装置。

具体的，所述运载装置在所述载片区12和装卸区之间传输所述载具或装载有镀膜基板的载具。所述运载装置的具体实现方式为本领域技术人员的公知技术，在此不做赘述。

具体的，所述装卸装置将所述基板装载于所述载具16，或者将镀膜基板从所述载具16中卸载。所述装载和所述卸载的具体实现方式为本领域技术人员的公知技术，在此不做赘述。

参照图1，所述管式沉积腔体13和所述管式清洗腔体14连接有不同的真空控制装置，分别为沉积真空控制装置17和真空控制装置18，以分别控制所述管式沉积腔体13和所述管式清洗腔体14内的真空度。

本发明一些实施例中，所述管式清洗腔体14的至少为1，并少于所述管式沉积腔体13的数目。

本发明一些实施例中，所述管式清洗腔体的数目与所述管式沉积腔体的数目比例为1：1-1：11。

本发明一些具体的实施例中，一个所述工作区11中设置的所述管式沉积腔体13与所述管式清洗腔体14的数目比为5：1，以合理兼顾良好的生产节拍以及对待清洗载具进行及时清洗。

本发明一些实施例中，所述管式清洗腔体14与所述管式沉积腔体13一一对应设置，以应用于容易在短时间内使所述载具16受到污染的PECVD应用场景。例如需要通过所述本征沉积处理或所述掺杂沉积处理对所述基板表面沉积厚度较大的本征层或掺杂层的情况。

具体的，参照图1，所述工作区11设置有1个所述管式清洗腔体14以及4个所述管式沉积腔体13，4个所述管式沉积腔体13沿地面垂直方向堆叠设置。所述管式清洗腔体14沿地面垂直方向堆叠于4个所述管式沉积腔体13的上方。所述沉积真空控制装置17分别贯穿每个所述管式沉积腔体13的位于同一侧的端面，以连通每个所述管式沉积腔体13内部。

本发明一些实施例中，所述基板为N型硅片，通过对原始硅片进行制绒清洗工艺后形成所述基板。

图2为图1所示的管式清洗腔体的一种结构示意图。

参照图1和图2，所述管式清洗腔体14由相对的第一端门21和第二端门22，以及位于所述第一端门21和所述第二端门22之间的第一筒形侧壁23围设而成。所述管式清洗腔体14与所述管式沉积腔体13具有相同的形状。

本发明一些实施例中，所述管式清洗腔体14的容积不小于所述管式沉积腔体13的容积，以能够容纳至少一个待清洗载具。

本发明一些实施例中，参照图1，所述管式清洗腔体14与所述管式沉积腔体13具有相同的形状和尺寸，以使所述管式清洗腔体14与所述管式沉积腔体13的容积相当。

参照图2，气体供应管路24、真空控制装置18和温控装置(图中未标示)构成了所述管式清洗腔体14的清洗控制装置。

所述温控装置(图中未标示)设置于所述第一筒形侧壁23，所述气体供应管路24设置于所述第二端门22，以向所述管式清洗腔体内14提供至少一种清洗气体，同时不影响所述第一筒形侧壁23设置所述温控装置(图中未标示)，以有利于所述管式清洗腔体14内的温度快速稳定。

本发明一些实施例中，所述气体供应管路24设置于所述第一端门21。

本发明一些实施例中，所述温控装置包括加热元件，以快速稳定控制所述管式清洗腔体14内的温度。具体的，所述加热元件为排布于所述第一筒形侧壁23的电阻丝、灯管或射频。所述温控装置的具体实现方式为本领域技术人员的常规技术手段，在此不做赘述。

参照图2，所述真空控制装置18设置于所述第二端门22，以控制所述管式清洗腔体14内的真空度。具体的，所述真空控制装置18包括真空泵26和泵送通道25，所述泵送通道25一端贯穿所述第二端门22，另一端连接所述真空泵26，以与所述管式清洗腔体14的内部相通。

本发明一些实施例中，所述气体供应管路24为单一管路，以供单一清洗气体或混合清洗气体进入所述管式清洗腔体14内。

本发明一些实施例中，所述气体供应管路24管路为多个管路，以供不同的单一清洗气体或载气进入所述管式清洗腔体14内后再混合形成所述混合清洗气体。

本发明实施例的所述气相清洗处理指通过气态物质与所述污染层之间的反应使所述污染层从所述待清洗器件表面剥离，以实现清洁的功能。相较于现有技术中使用酸液进行的清洗处理，所述气相清洗处理在密闭空间中进行，不会产生具有污染性废液；另外，气态物质的渗透能力要优于液态物质，在不拆卸所述待清洗载具的情况下也能够对所述待清洗载具进行彻底有效的清洗；进一步的，由于采用所述气相清洗处理，使得所述管式清洗腔体14能够与所述管式沉积腔体13共同设置于所述工作区11，相比现有技术而言节省了运载时间，且无需对所述待清洗载具进行装卸即可进行清洗，进而能够节省拆装时间。

本发明一些实施例中，所述载具16装置有至少1批基板在所述管式沉积腔体13中完成至少一次异质结处理后就通过所述传输装置15运离所述管式沉积腔体13并卸载每次形成的镀膜基板，然后通过所述传输装置15运至所述管式清洗腔体14内进行所述气相清洗处理。所述异质结处理包括所述本征沉积处理和所述掺杂沉积处理。

本发明一些实施例中，所述气相清洗处理包括化学气相清洗处理和等离子体化学气相清洗处理的任意一种。

具体的，通过所述清洗控制装置控制所述管式清洗腔体内的温度和压力，以及向所述管式清洗腔体通入的清洗气体的流量，以进行所述化学气相清洗处理。

本发明一些实施例中，通过所述清洗控制装置控制所述管式清洗腔体内的温度为200-600摄氏度，压力为0.1-67千帕，所述清洗气体的流量为2-50标准升/分钟，以有效清洗所述待清洗载具。

具体的，本发明实施例的所述标准升/分钟指气体在标准状态下每分钟的体积量。标准状态下的温度为0摄氏度，环境压力为1个大气压。

本发明一些实施例中，通过所述清洗控制装置控制所述化学气相清洗处理的时长不超过3小时。

本发明一些实施例中，通过所述清洗控制装置控制所述化学气相清洗处理的时长不超过1小时。

本发明一些实施例中，通过所述清洗控制装置控制所述化学气相清洗处理的时长为15-180分钟。

本发明一些实施例中，通过所述清洗控制装置控制所述化学气相清洗处理的时长为15-90分钟。

本发明一些实施例中，所述清洗气体为单一清洗气体或混合清洗气体。

本发明一些实施例中，所述混合清洗气体经所述气体供应管路24进入所述管式清洗腔体14内。

本发明一些实施例中，所述气体供应管路24的数目至少为2，且不超过组成所述混合清洗气体的各气体的种类数。各气体供应管路24中的气体进入所述管式清洗腔体后汇合，以形成进行所述化学反应的所述混合清洗气体。

本发明一些实施例中，进行所述化学反应的单一清洗气体为HF、F₂、Cl₂和ClF₃中的任意一种。

本发明一些实施例中，进行所述化学反应的混合清洗气体为HF、F₂、Cl₂、ClF₃中的任意两种。

本发明一些实施例中，进行所述化学反应的混合清洗气体为HF、F₂、Cl₂、ClF₃中的至少一种和载气。所述载气为氮气、氩气和氧气中的至少一种。

以实施例1为例具体说明所述化学气相清洗处理的过程。

参照图1和图2，装载有若干基板的所述载具16在所述管式沉积腔体13内完成异质结处理，以在所述基板的两个待镀表面均形成非晶硅的硅薄膜，其中非晶硅的硅薄膜由本征层以及掺杂磷和硼的掺杂层组成，表面原子掺杂不低于10×10¹⁵个/立方厘米，所述载具16的表面也形成了相同组成的非晶硅的硅薄膜作为污染层，厚度1微米。

所述载具16每完成一次所述异质结处理，先通过所述传输装置15输出所述管式沉积腔体13并传输至卸片区(图中未标示)以将沉积有减反射膜的基板从所述载具16上移出，使所述载具16成为空载载具。

当统计所述载具16分别装载60批基板反复进出所述管式沉积腔体13以完成60次异质结处理后，所述载具16表面的污染层平均厚度不低于5微米，需要进行所述化学气相清洗处理以不影响镀膜基板的质量，通过所述传输装置15将装载有第60批镀膜基板的所述载具16输送至所述载片区12卸载所述镀膜基板，再通过传输装置15将所述载具16传输至所述管式清洗腔体14。

所述载具16进入所述管式清洗腔体14前，所述管式清洗腔体14内通过所述温控装置(图中未标示)达到了进行所述化学气相清洗处理的反应温度为200摄氏度；所述载具16进入所述管式清洗腔体14后，关闭所述第一端门21使所述管式清洗腔体14内部与外部隔绝，然后通过所述真空控制装置18对所述管式清洗腔体14抽真空直至气压为0.13千帕，所用时长为3分钟；所述管式清洗腔体14内的气压稳定后，通过所述气体供应管路24分别以2标准升/分钟和5标准升/分钟的流量向所述管式清洗腔体14内通入F2作为清洗气体，氮气作为载气，通入气体的时长为15分钟，以使清洗气体与污染物进行充分的化学反应，生成气态物质。

所述化学气相清洗处理完毕后，通过所述真空控制装置18对所述管式清洗腔体14泄压，泄压的同时四氟化硅气体和其他从所述载具16剥离的污染物，例如灰尘等会被所述真空控制装载18抽走。将清洁后的载具通过所述传输装置15输出所述管式清洗腔体14后由所述传输装置15运载至卸片区(图中未标示)进行饱和镀舟后重新装载新的基板。

进一步的，通过所述化学气相清洗对所述载具16进行清洗的同时，由于所述真空控制装载18一直在维持所述管式清洗腔体14内的压力，所述清洗气体会进入所述真空控制装置18内对所述真空控制装置18进行有效的清洁，从而节省了现有技术中设置的过滤器。

实施例2和3中，形成于所述载具16表面的污染层组与实施例1是相同的，污染层平均厚度，进行化学气相清洗处理的清洗温度、控制所述管式清洗腔体14内的压力，清洗时间，以及使用的清洗气体、载气以及对应的流量请参见表1。

表1

实施例2和3的具体实施方案请参见实施例1的叙述，在此不做赘述。

图3为图1所示的管式清洗腔体的另一种结构示意图。

参照图2和图3，图3所示的管式清洗腔体与图2所示的管式清洗腔体的区别在于：所述清洗控制装置(图中未标示)还包括第一电极31、第二电极32和等离子体供应电源系统33，以构成等离子体发生装置。

具体的，所述第一电极31和所述第二电极32设置于所述第二端门22，所述等离子体供应电源系统33电连接所述第一电极31和所述第二电极32，以通过所述第一电极31和所述第二电极32分别可拆卸固定连接设置于所述载具(图中未标示)的第一电极接口(图中未标示)和第二电极接口(图中未标示)并向所述管式清洗腔体14内部放电，以在所述载具(图中未标示)的相邻舟片之间形成等离子电场，所述第一电极341与所述第二电极342形成正负电极，而进入所述管式清洗腔体14内的清洗气体成为等离子体，并通过等离子体反应去除所述载具的污染层。

本发明一些实施例中，由于所述管式清洗腔体设置有等离子体发生装置，通过所述管式清洗腔体进行所述化学气相清洗处理和所述等离子体化学气相清洗处理中的任意一种，或者通过所述管式清洗腔体进行所述本征沉积处理和所述掺杂沉积处理。

本发明一些实施例中，所述第一电极31和所述第二电极32设置于所述第一端门21。

本发明一些实施例中，通过所述清洗控制装置控制所述管式清洗腔体内的温度和压力，以及向所述管式清洗腔体通入的清洗气体的流量，通过所述等离子体发生装置使所述清洗气体转化为等离子体，以进行所述等离子体化学气相清洗处理，有利于进一步缩短清洗时间。

具体的，通过所述清洗控制装置控制所述管式清洗腔体内的温度为300-600摄氏度，压力为0.1-0.6千帕，所述清洗气体的流量为2-50标准升/分钟，通过所述等离子体发生装置控制射频功率为10-40千瓦。

本发明一些实施例中，通过所述清洗控制装置控制所述等离子体化学气相清洗处理的时长不超过3小时。

本发明一些实施例中，通过所述清洗控制装置控制所述等离子体化学气相清洗处理的时长不超过1小时。

本发明一些实施例中，通过所述清洗控制装置控制所述等离子体化学气相清洗处理的时长为15-180分钟。

本发明一些实施例中，进行所述等离子体化学气相清洗处理的清洗气体包含碳元素、氮元素和氟元素中的至少两种。

进一步的，本发明实施例的所述等离子体化学气相清洗处理所使用的清洗气体无毒，提高了使用安全性，使得清洗过程更高效环保。

本发明一些实施例中，进行所述等离子体化学气相清洗处理的清洗气体为单一清洗气体，并为NF₃、SF₆、CF₄、CHF₃和C₂F₆中的任意一种。

本发明一些实施例中，进行所述等离子体化学气相清洗处理的清洗气体为混合清洗气体，并由NF₃、SF₆、CF₄、CHF₃和C₂F₆中的至少两种组成。

本发明一些实施例中，进行等离子体反应的清洗气体由NF₃、SF₆、CF₄、CHF₃和C₂F₆中的至少一种以及所述载气组成。所述载气为氮气、氩气和氧气中的至少一种。

以实施例4为例具体说明所述等离子体化学气相清洗处理的过程。

参照图1和图3，实施例4与实施例1的具体技术方案的区别在于：

所述载具16进入内部温度为300摄氏度的所述管式清洗腔体14后，所述载具的第一电极接口(图中未标示)和第二电极接口(图中未标示)分别与设置于所述第二端门22的所述第一电极31和所述第二电极32电连接。

待所述管式清洗腔体14内的压力达到0.32千帕，通过所述气体供应管路24将NF₃作为单一清洗气体以2标准升/分钟的流量输送至所述管式清洗腔体14内，同时通过所述等离子体供应电源系统33以40千瓦的射频功率向所述管式清洗腔体14内放电，以将所述单一清洗气体电离转化为等离子体并通过等离子体反应去除所述载具16的污染层。通入所述单一清洗气体的时长为15分钟，以完成所述等离子体反应。

所述等离子体反应完毕后，通过所述等离子体供应电源系统33断开对所述管式清洗腔体14内的放电，然后通过所述真空控制装置18对所述管式清洗腔体14泄压。

实施例4-6中，形成于所述载具16表面的污染层组成与实施例相同，各污染层平均厚度，进行等离子体化学气相清洗处理的清洗温度、控制所述管式清洗腔体14内的压力，清洗时间，射频功率，以及使用的清洗气体以及对应的流量请参见表2。

表2

本发明一些实施例中，参照图3，所述气体供应管路24还用做沉积气体供应管路使用，以向所述管式清洗腔体14内提供至少一种反应气体以进行所述异质结处理，使所述管式清洗腔体14能够作为管式沉积腔体使用。

具体的，所述处理方法还包括通过所述传输装置15将所述装载有基板的载具输送至所述管式清洗腔体14后，通过所述等离子体发生装置和所述清洗控制装置进行所述异质结处理。

进一步的，所述管式清洗腔体14还设置有所述翻转驱动装置，以驱动所述载具进行所述翻转运动。

本发明一些实施例中，所述管式清洗腔体14与所述管式沉积腔体13具有相同的结构。

本发明一些实施例中，当所述管式清洗腔体14用做管式沉积腔体使用，所述管式清洗腔体14的内壁也会形成污染层，通过控制所述管式清洗腔体14内的温度为300-600摄氏度、压力为0.1-0.6千帕，所述清洗气体的流量为2-50标准升/分钟，以对所述载具和用于进行所述异质结处理的管式清洗腔体同时进行所述气相清洗处理。

具体的，实施例7-9中，所述管式清洗腔体14同时用做管式沉积腔体使用，实施例7、8和9的等离子体化学气相清洗处理分别与实施例4、5和6的区别在于：通入所述清洗气体的时长分别为30分钟、20分钟和40分钟。

本发明实施例1-9中，待清洗的载具为待清洗石墨舟，其表面大部分由于覆盖污染层，已经无法看到石墨的本体颜色，经清洗处理后，待清洗的载具表面均呈现石墨的本体颜色，说明载具已经得到了有效的清洗，不会影响后续通过沉积处理形成的介质膜的性能。

本发明实施例1-9的管式清洗腔体内壁在沉积处理进行前均为石英材质，呈半透明或透明状态。经多次沉积处理后，由于内壁大部分覆盖有污染层，呈现的是不透明状态。经清洗处理后，管式清洗腔体内壁重新呈现原本的半透明或透明状态，说明管式清洗腔体已经得到了有效的清洗，不会影响后续通过沉积处理形成的介质膜的性能。

本发明一些实施例中，翻转驱动装置设置于所述管式沉积腔体13的第一腔门和第二腔门中的至少一种，以带动所述载具16进行所述翻转运动。

本发明一些实施例中，所述翻转运动的时间不超过10分钟，通过所述翻转运动控制所述载具的翻转角度为90度-270度。

图4为图1所示的管式沉积腔体与载具的工作状态示意图。

参照图3和图4，所述管式沉积腔体13由相对的第一腔门41和第二腔门42，以及位于所述第一腔门41和所述第二腔门42之间的第二筒形侧壁43围设而成，所述管式沉积腔体13与图3所示的管式清洗腔体14的区别在于：所述第二腔门42朝向所述载具16的端面可拆卸固定连接有第一翻转支撑部45，所述第一翻转支撑部45固定连接翻转部44，所述翻转部44可拆卸固定连接所述载具16，所述第二腔门42的外端面设置有翻转驱动电机47，以贯穿上所述第二腔门42并固定连接所述第一翻转支撑部45，以带动所述翻转部44翻转，进而带动所述载具16同步翻转。所述翻转部44、所述第一翻转支撑部45和所翻转驱动电机47共同构成了用于驱动所述载具16翻转的翻转驱动装置。

进一步的，所述第一腔门41和所述载具16之间还设置有第二翻转支撑部46，所述第二翻转支撑部46随所述载具16同步翻转，且与所述第一翻转支撑部45处于同一水平面，以进一步支撑所述载具16悬挂于所述管式沉积腔体13内。

本发明一些实施例中，所述第一翻转支撑部45和所述第二翻转支撑部46沿所述载具16在水平方向的中心轴线设置，以使所述载具16能够绕水平方向的中心轴线旋转。

本发明一些实施例中，所述第一翻转支撑部45和所述第二翻转支撑部46沿所述管式沉积腔体13在水平方向的中心轴线设置，以使所述载具1能够绕所述管式沉积腔体13在水平方向的中心轴线旋转。

参照图4，所述第二腔门42与所述翻转驱动电机47之间还设置有磁流体密封装置48，以进一步加强所述第二腔门42的密封性能。

本发明一些实施例中，所述翻转驱动装置还包括设置于所述管式沉积腔体13外部，并连接所述翻转支撑部的位置控制部，所述翻转支撑部根据所述位置控制部的指令控制所述基板的任意一个待镀表面处于待镀状态。

图5为本发明一些实施例的若干基板在图1所示的载具中的工作状态示意图。图6为图5所示的基板在基片承载部中的工作状态示意图。

参照图1和图5，所述载具16包括若干相互平行的石墨舟片52。相邻的石墨舟片之间形成的区域为基片承载部53，以收容基板54。所述载具16还包括相互平行设置的绝缘阻挡杆51，所述绝缘阻挡杆51贯穿所述石墨舟片52并垂直所述石墨舟片52，用以将所述基板54阻挡在所述基片承载部53内。

参照图5和图6，所述基片承载部53包括相对设置的第一腔面63、第二腔面64以及形成于第一腔面63与第二腔面64之间的第三面(图中未标示)围设形成，所述第一腔面63和所述第二腔面64均为实心腔面。所述基板54包括相互平行的第一表面61和第二表面62。所述第一腔面63具有第一基片承载区，所述第二腔面64具有第二基片承载区，所述第一基片承载区与第二基片承载区为实心区域。

本发明一些实施例中，参照图4、图5和图6，所述翻转驱动电机47在所述位置控制部(图中未标示)的指令控制下通过所述第一翻转支撑部45使所述载具16处于所述第一腔面63承载所述基板54的第一位置或控制所述载具16处于所述第二腔面64承载所述基板54的第二位置。

当所述载具16旋转到第一位置时，所述第一腔面63位于所述第二腔面64的正下方，所述第一腔面63承载所述基板54的所述第一表面61；

当所述载具16旋转到第二位置时，所述第一腔面63位于所述第二腔面64的正上方，所述第二腔面64承载所述基板54的所述第二表面62。

当所述载具16旋转至所述第一位置与所述第二位置之间时，中断对所述管式沉积腔体13内的等离子体发生电源供应。

当需要对所述载具16进行旋转，首先中断所述管式沉积腔体13内的等离子体发生电源供应，即断开所述第一电极31和所述第二电极32与所述载具16的所述第一电极接口(图中未标示)和所述第二电极接口(图中未标示)之间的电接触，然后再驱动所述载具16翻转。

当所述载具16旋转完毕，接通所述第一电极31和所述第二电极32与所述载具16的所述第一电极接口(图中未标示)和所述第二电极接口(图中未标示)之间的电接触，以恢复所述管式沉积腔体13内的等离子体发生电源供应，便于对所述载具16内的基板进行异质结处理。在本发明中，驱动所述载具16翻转的过程中，所述管式沉积腔体13保持不动。

本发明一些实施例中，通过所述监控装置监测所述载具的运行次数或所述载具表面污染物的沉积情况，以判断是否通过所述传输装置将所述载具输送至所述管式清洗腔体内进行所述气相清洗处理。

具体的，所述监控装置为电气控制装置，所述电气控制装置的具体实现方式为本领域技术人员的常规技术手段，在此不做赘述。

本发明一些具体的实施例中，所述监控装置监测所述载具16的污染层的污染程度，以判断需要进行所述气相清洗处理的时机。

具体的，所述监控装置包括主机和光谱椭偏仪，所述主机用于记录所述载具的运行次数，所述光谱椭偏仪用于对污染层的厚度进行测试。所述主机和所述光谱椭偏仪的具体安装方式和操作方式为本领域技术人员的常规技术手段。

本发明一些实施例中，所述监控装置包括所述主机，操作者根据所述主机记录的载具运行次数结合肉眼观察来判断污染层的厚度情况。

虽然在上文中详细说明了本发明的实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本发明的范围和精神之内。而且，在此说明的本发明可有其它的实施方式，并且可通过多种方式实施或实现。

Claims (22)

1.一种异质结太阳能电池处理工艺，其特征在于，包括：

提供传输装置、设置有沉积控制装置和翻转驱动装置的管式沉积腔体，以及设置有清洗控制装置的管式清洗腔体；

通过所述翻转驱动装置驱动所述载具进行翻转运动以使所述基板的两个相对的待镀表面的任意一个处于待镀状态；

通过所述沉积控制装置对所述管式沉积腔体内的基板进行本征沉积处理，以形成镀膜基板；

通过所述传输装置将装载有所述镀膜基板的载具运出所述管式沉积腔体后卸载所述镀膜基板，以得到待清洗载具；

通过所述传输装置将所述待清洗载具输送至所述管式清洗腔体后，通过所述清洗控制装置对所述待清洗载具进行气相清洗处理。

2.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池处理工艺，其特征在于，所述本征沉积处理完毕后对所述基板进行掺杂沉积处理，所述掺杂沉积处理与所述本征沉积处理在同一管式沉积腔体或不同管式沉积腔体进行。

3.根据权利要求2所述的异质结太阳能电池处理工艺，其特征在于，通过所述沉积控制装置首先对所述基板进行本征沉积处理以在所述基板的两个待镀表面均形成本征层后，再对所述基板进行掺杂沉积处理，以在所述基板的一个本征层表面形成P型掺杂层或N型掺杂层，另一个本征层表面形成P型掺杂层或N型掺杂层。

4.根据权利要求2所述的异质结太阳能电池处理工艺，其特征在于，所述气相清洗处理包括化学气相清洗处理和等离子体化学气相清洗处理的任意一种。

5.根据权利要求4所述的异质结太阳能电池处理工艺，其特征在于，通过所述清洗控制装置控制所述管式清洗腔体内的温度和压力，以及向所述管式清洗腔体通入的清洗气体的流量，以进行所述化学气相清洗处理。

6.根据权利要求5所述的异质结太阳能电池处理工艺，其特征在于，通过所述清洗控制装置控制所述管式清洗腔体内的温度为200-600摄氏度，压力为0.1-67千帕，所述清洗气体的流量为2-50标准升/分钟。

7.根据权利要求6所述的异质结太阳能电池处理工艺，其特征在于，通过所述清洗控制装置控制所述化学气相清洗处理的时长不超过3小时。

8.根据权利要求5所述的异质结太阳能电池处理工艺，其特征在于，所述清洗气体为HF、F₂、Cl₂和ClF₃中的至少一种。

9.根据权利要求8所述的异质结太阳能电池处理工艺，其特征在于，所述清洗气体还包括载气，所述载气为氮气、氩气和氧气中的至少一种。

10.根据权利要求4所述的异质结太阳能电池处理工艺，其特征在于，所述管式清洗腔体还设置有等离子体发生装置，通过所述管式清洗腔体进行所述化学气相清洗处理和所述等离子体化学气相清洗处理中的任意一种，或者通过所述管式清洗腔体进行所述本征沉积处理或所述掺杂沉积处理。

11.根据权利要求10所述的异质结太阳能电池处理工艺，其特征在于，通过所述清洗控制装置控制所述管式清洗腔体内的温度和压力，以及向所述管式清洗腔体通入的清洗气体的流量，通过所述等离子体发生装置使所述清洗气体转化为等离子体，以进行所述等离子体化学气相清洗处理。

12.根据权利要求11所述的异质结太阳能电池处理工艺，其特征在于，通过所述清洗控制装置控制所述管式清洗腔体内的温度为300-600摄氏度，压力为0.1-0.6千帕，所述清洗气体的流量为2-50标准升/分钟，通过所述等离子体发生装置控制射频功率为10-40千瓦。

13.根据权利要求12所述的异质结太阳能电池处理工艺，其特征在于，通过所述清洗控制装置控制所述等离子体化学气相清洗处理的时长不超过3小时。

14.根据权利要求13所述的异质结太阳能电池处理工艺，其特征在于，所述清洗气体包含碳元素、氮元素和氟元素中的至少两种。

15.根据权利要求14所述的异质结太阳能电池处理工艺，其特征在于，所述清洗气体为NF₃、SF₆、CF₄、CHF₃和C₂F₆中的至少一种。

16.根据权利要求15所述的异质结太阳能电池处理工艺，其特征在于，所述清洗气体还包括载气，所述载气为氮气、氩气和氧气中的至少一种。

17.根据权利要求10所述的异质结太阳能电池处理工艺，其特征在于，所述管式清洗腔体还设置有所述翻转驱动装置，以驱动所述载具进行所述翻转运动。

18.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池处理工艺，其特征在于，通过所述翻转驱动装置控制所述翻转运动的时间不超过10分钟，所述载具的翻转角度为90度-270度。

19.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池处理工艺，其特征在于，所述管式清洗腔体的数目至少为1，所述管式清洗腔体的数目不超过所述管式沉积腔体的数目。

20.根据权利要求19所述的异质结太阳能电池处理工艺，其特征在于，所述管式清洗腔体的数目与所述管式沉积腔体的数目比例为1：1-1：11。

21.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池处理工艺，其特征在于，还包括通过监控装置监测所述载具的运行次数或所述载具表面污染物的沉积情况，以判断是否通过所述传输装置将所述待清洗载具输送至所述管式清洗腔体内。

22.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池处理工艺，其特征在于，所述基板为N型硅片，通过对原始硅片进行制绒清洗工艺后形成所述基板。

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