CN114645264A - 镀膜系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及太阳能电池制造的技术领域，更具体地说，本发明涉及一种制造异质结太阳能电池的设备。所述制造异质结太阳能电池的设备包括：多个反应装置，多个所述反应装置用于对硅片镀膜；夹持装置，设置在每相邻两个所述反应装置之间，用于将所述硅片从一个所述反应装置的所述托盘中取出，将所述硅片翻面后放置另一个所述反应装置的所述托盘内。如此设置，每个反应装置只负责镀一种薄膜层，且每个反应装置均设置有对应的托盘，通过夹持装置对硅片进行转移和翻面，避免了硅片的本征非晶硅层上掺杂有n型材料或者p型材料，造成交叉污染的情况发生，保证了异质结太阳能电池的性能达到设计标准。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池制造的技术领域，更具体地说，本发明涉及一种镀膜系统。
背景技术
异质结太阳能电池是一种可以采用低成本实现的高效晶体硅太阳电池，属于第三代高效太阳能电池技术，它结合了第一代晶硅与第二代硅薄膜的优势，具有高转化效率、高开路电压，而且具有低温度系数、无光致衰减、无电致衰减、低的制备工艺温度等特点，具有广阔的市场前景。
目前业界最常使用等离子体化学气相沉积设备用于形成异质结太阳能电池中非常关键的本征非晶硅薄膜以及P型或N型非晶硅薄膜，其已成为异质结太阳能电池生产线上的核心设备，然而，目前在异质结电池制备时，一般都是在硅片的一面完成所有薄膜层镀膜工艺之后，电池片上下翻转，在另一面再进行镀膜工艺，因为使用同一托盘的缘故，在对不同面的镀膜作业中，在硅片的本征非晶硅层上难免掺杂有n型材料或者p型材料，从而造成交叉污染，对异质结电池的性能造成影响。
因此，有必要提出一种镀膜系统，以至少部分地解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
为此，本发明提供了一种镀膜系统。
有鉴于此，根据本申请实施例提出一种镀膜系统，所述镀膜系统包括：
多个反应装置，多个所述反应装置用于对硅片镀膜；
夹持装置，设置在每相邻两个所述反应装置之间，用于将所述硅片从一个所述反应装置的所述托盘中取出，将所述硅片翻面后放置另一个所述反应装置的所述托盘内。
在一种可行的实施方式中，所述反应装置包括：
预热腔，用于对所述硅片预热；
反应腔，用于对所述硅片进行气相沉淀反应；
传输腔，所述传输腔的一端连通于所述预热腔，另一端连通于所述反应腔，所述传输腔用于将位于所述预热腔内的所述托盘传输至所述反应腔中，或将位于所述反应腔内的所述托盘传输至预热腔。
在一种可行的实施方式中，所述反应装置设置有三个，分别用于对所述硅片的第一面镀本征非晶硅薄膜及N型非晶硅薄膜，对所述硅片的第二面镀本征非晶硅薄膜，对所述硅片的第二面镀P型非晶硅薄膜，三个所述反应装置的镀膜顺序可调换。
在一种可行的实施方式中，所述反应装置还包括：
加热模块，分别设置在所述预热腔、所述传输腔和所述反应腔内，所述加热模块包括：红外加热器和热电阻加热器；
温度传感器，分别设置在所述预热腔和所述反应腔内。
在一种可行的实施方式中，所述镀膜系统还包括：
第一控制器，分别连接于所述加热模块和所述温度传感器，所述第一控制器根据所述温度传感器反馈的温度，控制所述加热模块的加热温度，以使所述预热腔、所述传输腔和所述反应腔内的温度保持在预设温度区间内。
在一种可行的实施方式中，所述镀膜系统还包括：
传输机构，所述传输机构位于所述反应装置的侧方，连通于所述预热腔，通过所述夹持装置将所述硅片从所述预热腔中取出，放置在所述传输机构上或夹取所述传输机构上的硅片，放置在所述预热腔的所述托盘上。
在一种可行的实施方式中，所述镀膜系统还包括：
加载机构，设置在所述传输机构的起始端；
卸载机构，设置在所述传输机构的终止端。
在一种可行的实施方式中，所述镀膜系统还包括：
罩体，罩设于所述传输装置和所有所述反应装置的所述预热腔；
气泵，所述气泵；连通于所述罩体，用于向所述罩体内输送惰性气体。
在一种可行的实施方式中，所述镀膜系统还包括：
清洗装置，所述清洗装置连接于所述反应装置，所述清洗装置通过向所述反应装置输送反应性刻蚀气体，对所述反应腔和所述托盘进行清洗。
在一种可行的实施方式中，所述镀膜系统还包括：
计时器，用于记录所述反应装置连续工作时长；
第二控制器，分别连接于所述计时器和所述清洗装置，在所述计时器记录所述反应装置连续工作时长超过预设工作时长的情况下，所述第二控制器控制所述清洗装置进行清洗作业。
相比现有技术，本发明至少包括以下有益效果：本申请实施例提供的镀膜系统设置有多个反应装置和夹持装置，其中，反应装置通过等离子体化学气相沉积的方式在硅片的两面形成本征非晶硅薄膜、P型非晶硅薄膜以及N型非晶硅薄膜。可以理解的是，每个反应装置镀膜不同，将夹持装置设置在每相邻的两个反应装置之间，当硅片在一个反应装置完成镀膜作业后，通过夹持装置将硅片从反应装置的托盘中取出，对硅片进行翻面后，放入另一个反应装置的托盘中，以进行另一面的镀膜作业。如此设置，每个反应装置只负责镀一种薄膜层，且每个反应装置均设置有对应的托盘，通过夹持装置对硅片进行转移和翻面，避免了硅片的本征非晶硅层上掺杂有n型材料或者p型材料，造成交叉污染的情况发生，保证了异质结太阳能电池的性能达到设计标准。
本发明提出的镀膜系统，本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本说明书的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本申请实施提供的一种镀膜系统结构示意图。
其中，图1中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：
100镀膜系统，110反应装置，111预热腔，112传输腔，113反应腔，120夹持装置，130传输机构，140加载机构，150卸载机构，160罩体。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本申请实施例的技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请实施例技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
在一些示例中，如图1所示，根据本申请实施例提出了一种镀膜系统100，上述镀膜系统100包括：多个反应装置110，多个上述反应装置110用于对硅片镀膜；夹持装置120，设置在每相邻两个上述反应装置110之间，用于将上述硅片从一个上述反应装置110的上述托盘中取出，将上述硅片翻面后放置另一个上述反应装置110的上述托盘内。
可以理解的是，上述镀膜系统100设置有多个反应装置110和夹持装置120，其中，反应装置110通过等离子体化学气相沉积的方式在硅片的两面形成本征非晶硅薄膜、P型非晶硅薄膜以及N型非晶硅薄膜。可以理解的是，每个反应装置110镀膜不同，将夹持装置120设置在每相邻的两个反应装置110之间，当硅片在一个反应装置110完成对应的镀膜作业后，通过夹持装置120将硅片从反应装置110的托盘中取出，对硅片进行翻面后，放入另一个反应装置110的托盘中，以进行另一面的镀膜作业。如此设置，每个反应装置110只负责镀一种薄膜层，且每个反应装置110均设置有对应的托盘，通过夹持装置120对硅片进行转移和翻面，避免了硅片的本征非晶硅层上掺杂有n型材料或者p型材料，造成交叉污染的情况发生，保证了异质结太阳能电池的性能达到设计标准。
示例性的，夹持装置120可包括机械臂和滑轨，机械臂设置在滑轨上，滑轨的设置方向平行于多个反应装置110，以使机械臂可滑动至任一个反应装置110处。在镀膜工序中，当一个反应装置110完成其对应的镀膜作业后，滑轨将机械臂运送至该反应装置110处，通过机械臂夹取该反应装置110中的硅片，对硅片翻面后，机械臂夹持硅片滑动至下一个反应装置110处，将硅片放置反应装置110的托盘上。以此完成对硅片的转移和翻面，避免了硅片的本征非晶硅层上掺杂有n型材料或者p型材料，造成交叉污染的情况发生。
在一些示例中，如图1所示，上述反应装置110包括：预热腔111，用于对上述硅片预热；反应腔113，用于对上述硅片进行气相沉淀反应；传输腔112，上述传输腔112的一端连通于上述预热腔111，另一端连通于上述反应腔113，上述传输腔112用于将位于上述预热腔111内的上述托盘传输至上述反应腔113中，或将位于上述反应腔113内的上述托盘传输至预热腔111。
可以理解的是，上述反应装置110设置有预热腔111、反应腔113和传输腔112，具体地，传输腔112位于预热腔111和反应腔113之间，通过传输腔112将预热腔111内的托盘传输至反应腔113，或将反应腔113中的托盘传输至预热腔111，以此实现对硅片的转移。在每个反应装置110的镀膜作业中，通过夹持装置120将硅片放置到预热腔111的预热加载台上，通过预热腔111对硅片进行预热，升高硅片的温度，减少后续反应加热的时间，提高效率。硅片在预热腔111内加热至预设温度后，通过传输腔112将硅片输送至反应腔113内，在反应腔113内对硅片进行等离子体化学气相沉积，以对硅片镀膜。
可以理解的是，传输腔112内设置有传输滚轮，通过传输滚轮将托盘在预热腔111和反应腔113之间传输，传输滚轮上可放置多个托盘以备用，以便于及时更换新的托盘，保证每个硅片有对应的托盘，提高效率，避免交叉污染。
在一些示例中，如图1所示，上述反应装置110设置有三个，分别用于对上述硅片的第一面镀本征非晶硅薄膜及N型非晶硅薄膜，对上述硅片的第二面镀本征非晶硅薄膜，对上述硅片的第二面镀P型非晶硅薄膜，三个上述反应装置110的镀膜顺序可调换。
可以理解的是，硅片的薄膜为第一面本征非晶硅薄膜和N型非晶硅薄膜，第二面本征非晶硅薄膜和P型非晶硅薄膜，根据薄膜的特性，其中，第一面本征非晶硅薄膜和N型非晶硅薄膜可在同一个反应装置110中完成镀膜，第二面本征非晶硅薄膜和P型非晶硅薄膜必须分别在不同的反应装置110内完成镀膜，避免发生交叉污染，因此，将反应装置110设置有三个，其中一个反应装置110用于对硅片的第一面镀膜，以形成第一面本征非晶硅薄膜和N型非晶硅薄膜，另一个反应装置110用于对硅片的第二面镀膜，以形成第二面本征非晶硅薄膜，再一个反应装置110用于对硅片的第二面镀膜，以形成N型非晶硅薄膜。如此设置，节省了反应装置110的数量，减少生产成本的同时，避免了第二面本征非晶硅薄膜和P型非晶硅薄膜交叉污染的情况发生，保证了异质结太阳能电池的性能达到设计标准。
可以理解的是，三个反应装置110的镀膜顺序可调换，可在第一个反应装置110生长第一面本征非晶硅薄膜和N型非晶硅薄膜，经由夹持装置120取出完成第一面镀膜的硅片并翻面后，放置入第二个反应装置110内，以生长第二面本征非晶硅薄膜，再经由夹持装置120取出完成生长第二面本征非晶硅薄膜的硅片，放置入第三个反应装置110内，以在第二面生长P型非晶硅薄膜；或在第一个反应装置110生长第二面本征非晶硅薄膜，经由夹持装置120取出完成生长第二面本征非晶硅薄膜的硅片并翻面后，放置入第二个反应装置110内，以生长第一面本征非晶硅薄膜和N型非晶硅薄膜，再经由夹持装置120取出第一面镀膜的硅片并翻面后，放置入第三个反应装置110内，以在第二面生长P型非晶硅薄膜；或在第一个反应装置110生长第二面本征非晶硅薄膜，经由夹持装置120取出完成生长第二面本征非晶硅薄膜的硅片，放置入第二个反应装置110内，以在第二面生长P型非晶硅薄膜，再经由夹持装置120取出完成第二面镀膜后的硅片并翻面后，放置入第三个反应装置110内，以生长第一面本征非晶硅薄膜和N型非晶硅薄膜。
在一些示例中，上述反应装置110还包括：加热模块，分别设置在上述预热腔111、上述传输腔112和上述反应腔113内，上述加热模块包括：红外加热器和热电阻加热器；温度传感器，分别设置在上述预热腔111、上述传输腔112和上述反应腔113内。
可以理解的是，反应装置110还设置有加热模块和温度传感器，其中，加热模块分别设置在预热腔111、传输腔112和反应腔113内，通过加热模块分别对预热腔111、传输腔112和反应腔113进行加热，经过预热腔111的预热和传输腔112的保温后，减少了反应腔113对硅片的加热时间，提高了生产效率。加热模块可选用红外加热器和热电阻加热器，加热模块的加热方式可选用接触式加热或辐射式加热。通过温度传感器实时检测预热腔111、传输腔112和反应腔113内的温度，以使工作人员能实时了解当前温度，保证镀膜作业能正常持续的进行。
在一些示例中，上述镀膜系统100还包括：第一控制器，分别连接于上述加热模块和上述温度传感器，上述第一控制器根据上述温度传感器反馈的温度，控制上述加热模块的加热温度，以使上述预热腔111、上述传输腔112和上述反应腔113内的温度保持在预设温度区间内。
可以理解的是，上述镀膜系统100还设置有第一控制器，第一控制器分别连接于加热模块和温度传感器，第一控制器可根据温度传感器反馈的预热腔111、传输腔112和反应腔113内的温度来调整加热模块的功率，以控制预热腔111、传输腔112和反应腔113内的温度保持在预设温度区间内，使得反应装置110能够高效的对硅片镀膜，并保证可靠性。
示例性的，预设温度区间为80℃至260℃。
在一些示例中，如图1所示，上述镀膜系统100还包括：传输机构130，上述传输机构130位于上述反应装置110的侧方，连通于上述预热腔111，通过上述夹持装置120将上述硅片从上述预热腔111中取出，放置在上述传输机构130上或夹取上述传输机构130上的硅片，放置在上述预热腔111的上述托盘上。
可以理解的是，上述镀膜系统100还设置有传输机构130，传输机构130位于反应装置110的侧方，并且连通于预热腔111，在镀膜工序中，通过传输机构130将硅片传输至反应装置110处，并通过夹持装置120将硅片从传输机构130处夹取至反应装置110的预热腔111托盘上，当在该反应装置110完成对硅片对应的薄膜生长后，通过夹持装置120将硅片从托盘中取出，放置在传输机构130上，通过传输机构130将硅片传输至下一个反应装置110处，重复上述步骤，以完成对硅片的镀膜作业。通过传输装置来输送硅片，传输平稳，减少人为干预，保证传输可靠性。
示例性的，传输机构130可选用传输皮带。
在一些示例中，如图1所示，上述镀膜系统100还包括：加载机构140，设置在上述传输机构130的起始端；卸载机构150，设置在上述传输机构130的终止端。
可以理解的是，上述镀膜系统100还设置有加载机构140和卸载机构150，其中，加载机构140设置在传输机构130的起始端，用于将上一工序的硅片加载至传输机构130上，卸载机构150设置在传输机构130的终止端，用于卸载镀膜完成后的硅片，以便于输送至下一工序，保证异质结太阳能电池的持续生产，提高无人干预程度。
在一些示例中，如图1所示，上述镀膜系统100还包括：罩体160，罩设于上述传输装置和所有上述反应装置110的上述预热腔111；气泵，上述气泵；连通于上述罩体160，用于向上述罩体160内输送惰性气体。
可以理解的是，上述镀膜系统100还设置有罩体160和气泵，其中，罩体160罩设于这个传输装置和所有反应装置110的预热腔111处，并且通过气泵向罩体160输送惰性气体，以确保硅片在传输过程中不受外界空气的影响，避免在硅片表面形成氧化层，导致镀膜效果降低，从而影响异质结太阳能电池的性能的情况发生。
示例性的，惰性气体可选用氮气，氮气在空气中占比大，容易获取，降低成本。
在一些示例中，上述镀膜系统100还包括：清洗装置，上述清洗装置连接于上述反应装置110，上述清洗装置通过向上述反应装置110输送反应性刻蚀气体，对上述反应腔113和上述托盘进行清洗。
可以理解的是，上述镀膜系统100还设置有清洗装置，其中，清洗装置连接于反应装置110，当硅片在反应腔113中生长薄膜时，托盘和反应腔113内也会积累镀膜的厚度，当托盘和反应腔113内的薄膜达到一定厚度时，会影响镀膜作业正常进行，因此，通过清洗装置对托盘和反应腔113进行清洗，具体地，清洗装置向反应装置110输送反应性刻蚀气体，通过等离子电浆解离工艺进行清洗，以去除托盘和反应腔113内累积的薄膜的同时，不会破坏托盘和反应腔113。
示例性的，反应性刻蚀气体可选用三氟化氮。
在一些示例中，上述镀膜系统100还包括：计时器，用于记录上述反应装置110连续工作时长；第二控制器，分别连接于上述计时器和上述清洗装置，在上述计时器记录上述反应装置110连续工作时长超过预设工作时长的情况下，上述第二控制器控制上述清洗装置进行清洗作业。
可以理解的是，上述镀膜系统100还设置有计时器和第二控制器，其中，计时器用于记录反应装置110连续工作时长，以根据连续工作时长推断出托盘和反应腔113内的薄膜累积厚度。第二控制器分别连接于计时器和清洗装置，当计时器记录的反应装置110连续工作时长超过预设工作时长时，说明托盘和反应腔113内的薄膜厚度以达到清洗的条件，通过第二控制器控制清洗装置对托盘和反应腔113内的薄膜进行清洗。以保证反应装置110能持续正常运行。
示例性的，预设工作时长可选为连续生产120小时。
本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种镀膜系统，用于制造异质结太阳能电池，其特征在于，包括：
多个反应装置，多个所述反应装置用于对硅片镀膜；
夹持装置，设置在每相邻两个所述反应装置之间，用于将所述硅片从一个所述反应装置的所述托盘中取出，将所述硅片翻面后放置另一个所述反应装置的所述托盘内。
2.根据权利要求1所述的镀膜系统，其特征在于，所述反应装置包括：
预热腔，用于对所述硅片预热；
反应腔，用于对所述硅片进行气相沉淀反应；
传输腔，所述传输腔的一端连通于所述预热腔，另一端连通于所述反应腔，所述传输腔用于将位于所述预热腔内的所述托盘传输至所述反应腔中，或将位于所述反应腔内的所述托盘传输至预热腔。
3.根据权利要求1所述的镀膜系统，其特征在于，
所述反应装置设置有三个，分别用于对所述硅片的第一面镀本征非晶硅薄膜及N型非晶硅薄膜，对所述硅片的第二面镀本征非晶硅薄膜，对所述硅片的第二面镀P型非晶硅薄膜，三个所述反应装置的镀膜顺序可调换。
4.根据权利要求2所述的镀膜系统，其特征在于，所述反应装置还包括：
加热模块，分别设置在所述预热腔、所述传输腔和所述反应腔内，所述加热模块包括：红外加热器和热电阻加热器；
温度传感器，分别设置在所述预热腔和所述反应腔内。
5.根据权利要求4所述的镀膜系统，其特征在于，还包括：
第一控制器，分别连接于所述加热模块和所述温度传感器，所述第一控制器根据所述温度传感器反馈的温度，控制所述加热模块的加热温度，以使所述预热腔、所述传输腔和所述反应腔内的温度保持在预设温度区间内。
6.根据权利要求2所述的镀膜系统，其特征在于，还包括：
传输机构，所述传输机构位于所述反应装置的侧方，连通于所述预热腔，通过所述夹持装置将所述硅片从所述预热腔中取出，放置在所述传输机构上或夹取所述传输机构上的硅片，放置在所述预热腔的所述托盘上。
7.根据权利要求6所述的镀膜系统，其特征在于，还包括：
加载机构，设置在所述传输机构的起始端；
卸载机构，设置在所述传输机构的终止端。
8.根据权利要求6所述的镀膜系统，其特征在于，还包括：
罩体，罩设于所述传输装置和所有所述反应装置的所述预热腔；
气泵，所述气泵；连通于所述罩体，用于向所述罩体内输送惰性气体。
9.根据权利要求1所述的镀膜系统，其特征在于，还包括：
清洗装置，所述清洗装置连接于所述反应装置，所述清洗装置通过向所述反应装置输送反应性刻蚀气体，对所述反应腔和所述托盘进行清洗。
10.根据权利要求1所述的镀膜系统，其特征在于，还包括：
计时器，用于记录所述反应装置连续工作时长；
第二控制器，分别连接于所述计时器和所述清洗装置，在所述计时器记录所述反应装置连续工作时长超过预设工作时长的情况下，所述第二控制器控制所述清洗装置进行清洗作业。
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