CN114188437A - 一种用于非晶硅沉积的板式支撑型载板结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于非晶硅沉积的板式支撑型载板结构，包括载板、多个边缘支撑块和中心支撑块，载板上开设有多个均匀分布的凹槽；每个凹槽的内壁上均设置有多个呈矩阵状分布的边缘支撑块；中心支撑块设置在凹槽的底面中央，且中心支撑块的高度与边缘支撑块的高度相同。本发明硅片放置在凹槽内，由多个边缘支撑块和中心支撑块承托，从而在保证不影响硅片受热均匀性和镀膜均匀性的条件下，可以明显减少因为硅片‑载板间接触磨伤、载板印等带来的不良影响，提升电池良率，进一步提升电池片的转换效率。
Description
技术领域
本发明涉及承载硅片用具技术领域，更具体的说是涉及一种用于非晶硅沉积的板式支撑型载板结构。
背景技术
当前全球常规化石能源急剧消耗，雾霾、温室效应导致的全球变暖等环境问题日益加重，2021年提出的“碳中和”、“碳达峰”概念引起社会各业的高度关注。在当前形势下，光伏产业作为新能源的助力之一，社会对光伏的需求必将迅猛增长。近年来，硅基异质结太阳能电池(简称HJT电池)得到了越来越多的关注，相比于PERC电池，HJT电池具有效率高、制程工艺简单、衰减低、双面率高、弱光响应好、温度系数低等优势。
高质量的非晶硅薄膜是形成高Voc、高转换效率的先决条件，如何制备性能优异的非晶硅薄膜是获得高效异质结电池的关键。在现有HJT电池的制造工艺中，主要使用等离子增强化学气相沉积(PECVD)设备来制备非晶硅薄膜，由于非晶硅镀膜工艺的特殊性，在成膜过程中，要经过至少两次取放片，还要经过多次抽真空及破真空过程，硅片和载板间的接触摩擦会对硅片表面造成污染和划伤，最终影响电池转换效率和电池良率。因此，用于承载硅片的载板对非晶硅膜层的形成起着非常重要的作用。
为了减小硅片和载板间的接触摩擦及消除载板印记带来的影响，目前提出的主要方案是：在载板上设置一层不等数量的台阶，从而将硅片悬空，使得硅片和载板的接触变为边缘面接触或者线接触，以减小硅片和载板的接触面积，从而削弱因接触带来的不良影响。
但是随着行业的发展，大尺寸化、薄片化逐渐成为主流趋势，166*166、182*182、210*210尺寸，150μm厚度甚至更薄的硅片将成为异质结电池的主要片源，大尺寸的薄硅片在载板上以悬空状态运行工艺、翻片和传输时，极易造成硅片碎片，由此带来严重的碎片率提升、良品率下降问题，进一步增加了制造成本和品控风险。
因此，提供一种用于非晶硅沉积的板式支撑型载板结构是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种用于非晶硅沉积的板式支撑型载板结构，在保证不影响硅片受热均匀性和镀膜均匀性的条件下，可以明显减少因为硅片-载板间接触磨伤、载板印等带来的不良影响，并进一步提升电池片的转换效率。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种用于非晶硅沉积的板式支撑型载板结构，包括：
载板，所述载板上开设有多个均匀分布的凹槽；
多个边缘支撑块，每个所述凹槽的内壁上均设置有多个呈矩阵状分布的所述边缘支撑块；
中心支撑块，所述中心支撑块设置在所述凹槽的底面中央，且所述中心支撑块的高度与所述边缘支撑块的高度相同。
通过采取以上方案，本发明的有益效果是：
1)硅片放置在凹槽内，由多个边缘支撑块和中心支撑块承托，从而保证在不影响硅片受热均匀性和镀膜均匀性的条件下，明显减少因为硅片-载板间接触磨伤、载板印等带来的不良影响，提升电池良率，进一步提升电池片的转换效率；
2)非连续的支撑位置适用于大尺寸、薄硅片；
3)生产制造简单，在已有载板结构上进行简单改造即可实现效率提升。
进一步的，多个所述边缘支撑块与所述凹槽内壁一体连接或通过但不限于镶嵌、粘附方式连接；所述中心支撑块与所述凹槽底面一体连接或通过但不限于镶嵌、粘附方式连接。
进一步的，所述边缘支撑块和所述中心支撑块的高度均低于所述凹槽的高度；所述边缘支撑块的顶面与所述载板顶面，及所述中心支撑块的顶面与所述载板顶面的间距范围均为0.04-3mm。
进一步的，所述边缘支撑块的顶面与所述载板顶面，及所述中心支撑块的顶面与所述载板顶面的间距范围均为0.05-1.5mm。
进一步的，所述中心支撑块的截面为方形或梯形或弧形。
进一步的，所述边缘支撑块的截面为方形或梯形或弧形。
进一步的，所述载板的材质为铝、陶瓷、碳素材料、碳纤维、玻璃、聚四氟乙烯中的任意一种；所述边缘支撑块和所述中心支撑块的材质均为铝、陶瓷、碳素材料、碳纤维、玻璃、聚四氟乙烯中的任意一种。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明提供的一种用于非晶硅沉积的板式支撑型载板结构的整体结构示意图；
图2附图为本发明提供的实施例1中一种用于非晶硅沉积的板式支撑型载板结构的俯视图；
图3附图为本发明提供的实施例1中一种用于非晶硅沉积的板式支撑型载板结构的侧剖图；
图4附图为本发明提供的实施例2中一种用于非晶硅沉积的板式支撑型载板结构的侧剖图；
图5附图为本发明提供的实施例3中一种用于非晶硅沉积的板式支撑型载板结构的侧剖图；
图6附图为现有技术中载板的侧剖图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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做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。
实施例1：
如图1-3所示，本发明实施例公开了一种用于非晶硅沉积的板式支撑型载板结构，包括：
载板1，载板1上开设有多个均匀分布的凹槽11；载板1尺寸适用于目前量产的边长为156-210mm的硅片2，放置硅片2的形状为方形，放置硅片2的大小可随着载板的设计进行相应变更；本实施例中，硅片2为M6规格；
多个边缘支撑块3，每个凹槽11的内壁上均设置有多个呈矩阵状分布的边缘支撑块3；
中心支撑块4，中心支撑块4设置在凹槽11的底面中央，且中心支撑块4的高度与边缘支撑块3的高度相同。
本发明硅片2放置在凹槽11内，由多个边缘支撑块3和中心支撑块4承托，从而保证在不影响硅片2受热均匀性和镀膜均匀性的条件下，明显减少因为硅片2-载板1间接触磨伤、载板印等带来的不良影响，提升电池良率，进一步提升电池片的转换效率。
具体的，多个边缘支撑块3与凹槽11内壁一体连接或通过但不限于镶嵌、粘附方式连接；中心支撑块4与凹槽11底面一体连接或通过但不限于镶嵌、粘附方式连接。在本实施例中，多个边缘支撑块3与凹槽11内壁一体连接，中心支撑块4与凹槽11底面一体连接。
具体的，边缘支撑块3和中心支撑块4的高度均低于凹槽11的高度；边缘支撑块3的顶面与载板1顶面，及中心支撑块4的顶面与载板1顶面的间距范围均为0.04-3mm，本实施例中，间距范围优选为0.05-1.5mm，以确保硅片2不绕镀、不飞片。
具体的，中心支撑块4的截面为方形或梯形或弧形。在本实施例中，中心支撑块4的截面优选为弧形，中心支撑块4的圆弧的最高点与硅片2所在的平面相切，圆弧对应的圆心角为105°。
具体的，边缘支撑块3的截面为方形或梯形或弧形。在本实施例中，边缘支撑块3的截面优选为方形，边缘支撑块3的数量有8个，分别位于凹槽11的4个内壁上和4个角端。
具体的，载板1的材质为铝、陶瓷、碳素材料、碳纤维、玻璃、聚四氟乙烯中的任意一种；边缘支撑块3和中心支撑块4的材质均为铝、陶瓷、碳素材料、碳纤维、玻璃、聚四氟乙烯中的任意一种。在本实施例中，载板1、边缘支撑块3和中心支撑块4均为碳素材料。
电池制备流程为：首先制备异质结太阳能电池，以N型单晶硅片为衬底，制备背发射异质结太阳能电池，正面为n型，背面为p型，从光入射的正面到背面依次为：正面金属栅线电极、透明导电氧化物(TCO)层、N型非晶硅层(n-Si：H)、本征非晶硅层(i-Si：H)、N型晶体硅(c-Si)、本征非晶硅层(i-Si：H)、P型非晶硅层(p-Si：H)、透明导电氧化物(TCO)层、背面金属栅线电极，将得到的硅异质结太阳电池进行光注入处理，最后测试电池转换效率。
实施例2：
如图1、4所示，本实施例与实施例1的区别在于：多个边缘支撑块3与凹槽11内壁通过粘附方式连接。
实施例3：
如图1、5所示，本实施例与实施例1的区别在于：中心支撑块4与凹槽11底面通过镶嵌方式连接。
综上所述，本发明较现有技术而言(如图6所示，硅片2直接放置于凹槽11内)，在不影响硅片2受热均匀性和镀膜均匀性的条件下，可以明显减少因为硅片2-载板1间接触磨伤、载板印等带来的不良影响，提升电池良率，进一步提升电池片的转换效率。同时，相较于悬空式载板结构而言，本发明提出的支撑型结构在生产更大尺寸、更薄硅片时，不会使碎片率增加，适用于更大尺寸、更薄硅片工艺。
电性能对比表格，如下：
| 分组 | Eta | Voc | Isc | FF | Rs | Rsh |
| 现有技术 | 0.00 | 0.000 | 0.000 | 0.00 | 0.0000 | 0 |
| 实施例1 | 0.12 | 0.001 | 0.008 | 0.32 | 0.0000 | 206 |
| 实施例2 | 0.08 | 0.001 | 0.010 | 0.21 | 0.0000 | -352 |
| 实施例3 | 0.10 | 0.000 | -0.005 | 0.35 | 0.0000 | 189 |
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种用于非晶硅沉积的板式支撑型载板结构，其特征在于，包括：
载板，所述载板上开设有多个均匀分布的凹槽；
多个边缘支撑块，每个所述凹槽的内壁上均设置有多个呈矩阵状分布的所述边缘支撑块；
中心支撑块，所述中心支撑块设置在所述凹槽的底面中央，且所述中心支撑块的高度与所述边缘支撑块的高度相同。
2.根据权利要求1所述的一种用于非晶硅沉积的板式支撑型载板结构，其特征在于，多个所述边缘支撑块与所述凹槽内壁一体连接或通过但不限于镶嵌、粘附方式连接；所述中心支撑块与所述凹槽底面一体连接或通过但不限于镶嵌、粘附方式连接。
3.根据权利要求2所述的一种用于非晶硅沉积的板式支撑型载板结构，其特征在于，所述边缘支撑块和所述中心支撑块的高度均低于所述凹槽的高度；所述边缘支撑块的顶面与所述载板顶面，及所述中心支撑块的顶面与所述载板顶面的间距范围均为0.04-3mm。
4.根据权利要求3所述的一种用于非晶硅沉积的板式支撑型载板结构，其特征在于，所述边缘支撑块的顶面与所述载板顶面，及所述中心支撑块的顶面与所述载板顶面的间距范围均为0.05-1.5mm。
5.根据权利要求1所述的一种用于非晶硅沉积的板式支撑型载板结构，其特征在于，所述中心支撑块的截面为方形或梯形或弧形。
6.根据权利要求1所述的一种用于非晶硅沉积的板式支撑型载板结构，其特征在于，所述边缘支撑块的截面为方形或梯形或弧形。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种用于非晶硅沉积的板式支撑型载板结构，其特征在于，所述载板的材质为铝、陶瓷、碳素材料、碳纤维、玻璃、聚四氟乙烯中的任意一种；所述边缘支撑块和所述中心支撑块的材质均为铝、陶瓷、碳素材料、碳纤维、玻璃、聚四氟乙烯中的任意一种。
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