CN204118097U - 一种晶硅太阳能电池的反应离子刻蚀设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种晶硅太阳能电池的反应离子刻蚀设备，包括电极平板、气体系统和射频电源，所述电极平板包括阴极和阳极，所述阴极与所述射频电源相连接，所述气体系统用于产生反应气体、刻蚀气体和保护气体。采用本实用新型，硅片置于电极平板中，启动反应离子，搭配刻蚀气体对硅片的正面绒面进行刻蚀，然后保护气体生成聚合物形成侧璧保护，使得正面绒面的垂直方向的蚀刻速率远大于对侧璧的蚀刻速率，从而在硅片的表面形成良好微结构，有效减少光子反射，大幅提高了电池短路电流，增加了电池发电效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种晶硅太阳能电池的反应离子刻蚀设备。
背景技术
太阳能电池是一种有效地吸收太阳辐射能，利用光生伏打效应把光能转换成电能的器件，当太阳光照在半导体P-N结(P-N Junction)上，形成新的空穴-电子对(V-E pair)，在P-N结电场的作用下，空穴由N区流向P区，电子由P区流向N区，接通电路后就形成电流。由于是利用各种势垒的光生伏特效应将太阳光能转换成电能的固体半导体器件，故又称太阳能电池或光伏电池，是太阳能电池阵电源系统的重要组件。太阳能电池主要有晶硅(Si)电池，三五族半导体电池(GaAs，Cds/Cu2S，Cds/CdTe，Cds/InP，CdTe/Cu2Te)，无机电池，有机电池等，其中晶硅太阳能电池居市场主流主导地位。晶硅太阳能电池的基本材料为纯度达0.999999、电阻率在10欧·厘米以上的P型单晶硅，包括正面绒面、正面p-n结、正面减反射膜、正背面电极等部分。在组件封装为正面受光照面加透光盖片（如高透玻璃及EVA）保护，防止电池受外层空间范爱伦带内高能电子和质子的辐射损伤。由于电池发电效率损失在正面绒面上主要为光子反射以及漫射损失，因此如何减少光子反射，利用漫射增大有效侵透深度，进而提高电池效率将是一重要课题。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种结构简单、可以有效提高晶硅太阳能电池的发电效率的反应离子刻蚀设备。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种晶硅太阳能电池的反应离子刻蚀设备，包括电极平板、气体系统和射频电源，所述电极平板包括阴极和阳极，所述阴极与所述射频电源相连接，所述气体系统用于产生反应气体、刻蚀气体和保护气体。
作为上述方案的改进，所述反应气体为O2，所述刻蚀气体为SF6，所述保护气体为C4F8。
作为上述方案的改进，所述刻蚀气体SF6的流量设置为8~18 cm3/min，所述反应气体O2的流量设置为2~13cm3/min，所述保护气体C4F8的流量设置为8~18 cm3/min。
作为上述方案的改进，所述刻蚀气体SF6的流量设置为10~15 cm3/min，所述反应气体O2的流量设置为5~10cm3/min，所述保护气体C4F8的流量设置为10~15 cm3/min。
作为上述方案的改进，通入刻蚀气体SF6的时间设置为2~8 秒，通入反应气体O2的时间设置为2~8 秒，通入保护气体C4F8的时间设置为1~7 秒。
作为上述方案的改进，通入刻蚀气体SF6的时间设置为3~6 秒，通入反应气体O2的时间设置为3~6秒，通入保护气体C4F8的时间设置为2~5 秒。
作为上述方案的改进，所述电极平板的功率设置为50~150 W；所述射频电源的功率设置为300~450 W。
作为上述方案的改进，所述电极平板的功率设置为80~130 W；所述射频电源的功率设置为350~400 W。
作为上述方案的改进，所述反应离子刻蚀设备包括真空系统，所述真空系统将反应离子刻蚀设备的压强控制为2~12 Pa。
作为上述方案的改进，所述阴极与射频电源之间还设有匹配系统。
实施本实用新型，具有如下有益效果：
本实用新型提供了一种晶硅太阳能电池的反应离子刻蚀设备，包括电极平板、气体系统和射频电源，其中，电极平板包括阴极和阳极，阴极与射频电源相连接，气体系统用于产生反应气体、刻蚀气体和保护气体。反应气体优选为O2，刻蚀气体优选为SF6，保护气体优选为C4F8。
硅片置于电极平板中，启动反应离子，搭配刻蚀气体对硅片的正面绒面进行刻蚀，然后保护气体生成聚合物形成侧璧保护，使得正面绒面的垂直方向的蚀刻速率远大于对侧璧的蚀刻速率，从而在硅片的表面形成良好微结构（微结构的深宽比≧20:1），可以有效减少光子反射，利用漫射增大有效侵透深度，从而大幅提高了电池短路电流，增加了电池发电效率。
而且，与传统的化学表面刻蚀制绒设备相比，本实用新型设备的结构简单、投资少，操作方法简单，生产率高，适用于工业化大规模的量产。
附图说明
图1是本实用新型反应离子刻蚀设备的结构示意图；
图2是经过图1所示反应离子刻蚀设备处理的硅片的示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。
参见图1，本实用新型提供了一种晶硅太阳能电池的反应离子刻蚀设备，包括电极平板1、气体系统2和射频电源3，所述电极平板1包括阳极11和阴极12，所述阴极12与射频电源3相连接，所述气体系统2用于产生反应气体、刻蚀气体和保护气体。
其中，所述反应气体优选为O2，所述刻蚀气体优选为SF6，所述保护气体优选为C4F8。
所述气体系统2在通入刻蚀气体SF6的时间设置为2~8 秒，所述刻蚀气体SF6的流量设置为8~18cm3/min；通入反应气体O2的时间设置为2~8 秒，所述反应气体O2的流量设置为2~13cm3/min；通入保护气体C4F8的时间设置为1~7 秒，所述保护气体C4F8的流量设置为8~18 cm3/min。
优选的，所述气体系统2在通入刻蚀气体SF6的时间设置为3~6 秒，所述刻蚀气体SF6的流量设置为10~15cm3/min；通入反应气体O2的时间设置为3~6 秒，所述反应气体O2的流量设置为5~10cm3/min；通入保护气体C4F8的时间设置为2~5 秒，所述保护气体C4F8的流量设置为10~15 cm3/min。
电极平板1的功率优选设置为50~150 W，但不限于此；更佳的，电极平板1的功率设置为80~130 W。
射频电源3的功率优选设置为300~450 W，但不限于此。更佳的，射频电源3的功率设置为350~400 W。
进一步，所述反应离子刻蚀设备包括真空系统4，所述真空系统4将反应离子刻蚀设备的压强控制为2~12 Pa，但不限于此。更佳的，所述真空系统4将反应离子刻蚀设备的压强控制为5~8 Pa。
所述阴极12与射频电源3之间还设有匹配系统5。匹配系统5具体可以选用射频匹配器，但不限于此。射频匹配器可以使负载阻抗与射频电源的阻抗相匹配，从而减少反射功率，使射频电源的传输功率最大化。
使用时，将硅片6置于阴极12之上，硅片的正面绒面朝向阳极11，启动气体系统2，通入O2反应离子，搭配SF6刻蚀气体进行刻蚀，然后C4F8保护气体生成聚合物形成侧璧保护，使得正面绒面的垂直方向的蚀刻速率远大于对侧璧的蚀刻速率。
参见图2，硅片6经过本实用新型反应离子刻蚀设备处理之后，在硅片6的正表面61上形成良好的微结构62，所述微结构62的深宽比≧20:1，可以有效减少光子反射，利用漫射增大有效侵透深度，从而大幅提高了电池短路电流，增加了电池发电效率。
而且，与传统的化学表面刻蚀制绒设备相比，本实用新型设备的结构简单、投资少，操作方法简单，生产率高，适用于工业化大规模的量产。
以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种晶硅太阳能电池的反应离子刻蚀设备，其特征在于，包括电极平板、气体系统和射频电源，所述电极平板包括阴极和阳极，所述阴极与所述射频电源相连接，所述气体系统用于产生反应气体、刻蚀气体和保护气体。
2.如权利要求1所述的晶硅太阳能电池的反应离子刻蚀设备，其特征在于，所述反应气体为O2，所述刻蚀气体为SF6，所述保护气体为C4F8。
3.如权利要求1所述的晶硅太阳能电池的反应离子刻蚀设备，其特征在于，所述刻蚀气体SF6的流量设置为8~18 cm3/min，所述反应气体O2的流量设置为2~13cm3/min，所述保护气体C4F8的流量设置为8~18 cm3/min。
4.如权利要求3所述的晶硅太阳能电池的反应离子刻蚀设备，其特征在于，所述刻蚀气体SF6的流量设置为10~15 cm3/min，所述反应气体O2的流量设置为5~10cm3/min，所述保护气体C4F8的流量设置为10~15 cm3/min。
5.如权利要求1所述的晶硅太阳能电池的反应离子刻蚀设备，其特征在于，通入刻蚀气体SF6的时间设置为2~8 秒，通入反应气体O2的时间设置为2~8 秒，通入保护气体C4F8的时间设置为1~7 秒。
6.如权利要求5所述的晶硅太阳能电池的反应离子刻蚀设备，其特征在于，通入刻蚀气体SF6的时间设置为3~6 秒，通入反应气体O2的时间设置为3~6秒，通入保护气体C4F8的时间设置为2~5 秒。
7.如权利要求1所述的晶硅太阳能电池的反应离子刻蚀设备，其特征在于，所述电极平板的功率设置为50~150 W；所述射频电源的功率设置为300~450 W。
8.如权利要求7所述的晶硅太阳能电池的反应离子刻蚀设备，其特征在于，所述电极平板的功率设置为80~130 W；所述射频电源的功率设置为350~400 W。
9.如权利要求1所述的晶硅太阳能电池的反应离子刻蚀设备，其特征在于，所述反应离子刻蚀设备包括真空系统，所述真空系统将反应离子刻蚀设备的压强控制为2~12 Pa。
10.如权利要求1所述的晶硅太阳能电池的反应离子刻蚀设备，其特征在于，所述阴极与射频电源之间还设有匹配系统。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN104124307A (zh) * | 2014-07-22 | 2014-10-29 | 广东爱康太阳能科技有限公司 | 一种晶硅太阳能电池的反应离子刻蚀工艺及设备 |
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2014
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