CN2931495Y - 用于非晶硅薄膜太阳电池制作的pecvd装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于非晶硅薄膜太阳电池制作的PECVD装置，其特征是真空室是由结构件和保温件组成的外壳体、电加热板、散热板及轨道车组成的密闭长立方体，盒式反应器是由盖板、可加工陶瓷绝缘块、微孔式电极板组成的气腔与阻尼喷嘴及电极板组成的反应腔构成，盒式反应器内设有玻璃基片，轨道车上设有若干盒式反应器，在辉光放电及一定温度的条件下，反应气体经过分解反应均匀得在玻璃基片上淀积非晶硅薄膜，所产生废气经过阻尼排气嘴均匀的进入真空室，通过增压泵、机械泵组把废气引入气体反应塔进行尾气处理，本实用新生产的非晶硅薄膜太阳电池，膜层均匀，微观性能一致，操作简单，具有良好的重复性。

Description

用于非晶硅薄膜太阳电池制作的PECVD装置

技术领域：

本实用新型涉及太阳能利用设备，具体地说是一种用于非晶硅薄膜太阳电池制作的PECVD装置。

背景技术：

我们知道，非晶硅薄膜太阳电池是利用辉光放电气相沉积反应在具有透明导电膜的玻璃基板(以下简称玻璃基片)上形成非晶硅p-i-n结构的平板式光电转换器件，当太阳光照射到电池上时，电池吸收光能产生电子一空穴对，在内建电场作用下，光生电子和光生空穴被分离，两侧出现异性电荷积累，即光生伏特现象，用电极从两侧引出，接上负载，则在负载中有光生电流流过；在太阳光的照射下，持续获得功率输出。现有的用于工业生产的非晶硅薄膜太阳电池制作的PECVD设备来源于国外进口，其结构为：在一个真空室内放置多个电极板，电极板为垂直放置，电极板之间背靠背放置两片玻璃基片，反应气体从真空室的顶部进入，经过电极板与玻璃板之间狭缝，废气从真空室的底部排出，气流方向与电场方向垂直，该结构会造成反应气体在电极板与玻璃板形成狭缝中以层流的状态流动，气体的反应为界面反应，其反应效率与界面滞留层的厚度与反应气体的浓度有关，由于反应气体的行程较长，反应气体的浓度从上到下处于连续降低过程，同时气体反应的解析过程难以充分完成，使产品的微观缺陷增加，气体的界面反应对布气和排气的均匀性要求很高，控制难度大，产品的重复性较差，难以生产出较高转化效率非晶硅薄膜太阳电池产品，这也是造成同一配方在实验室与实际生产中转化效率差别较大的原因。

发明内容：

本实用新型的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种用于非晶硅薄膜太阳电池制作的PECVD装置，其结构紧凑、易于操作、工作稳定、工作效率高。

本实用新型可以通过如下措施达到：

一种用于非晶硅薄膜太阳电池制作的PECVD装置，包括真空室、真空获得装置、尾气处理装置及冷却装置，其特征是真空室是由结构件和保温件组成的外壳体、电加热板、散热板及轨道车组成的密闭长立方体，盒式反应器是由盖板、可加工陶瓷绝缘块、微孔式电极板组成的气腔与阻尼喷嘴及复合式电极板组成的反应腔构成，盒式反应器内设有玻璃基片，轨道车上设有若干盒式反应器。

本实用新型中所述的真空室与盒式反应器通过阻尼喷嘴形成的双层真空结构。

本实用新型所述的真空获得装置与尾气处理装置共用一个液氮冷阱，微孔式电极板连接射频电源(rf-13.56MHz)。

本实用新型所述的复合式电极板是由电极板、绝缘板及屏蔽电磁板构成。

本实用新型所述的微孔式电极板与复合式电极板之间的距离为30nm-70mm。

本实用新型所述的微孔式电极板喷淋式的布气结构。

本实用新型所述的真空获得装置还可以是由机械泵和分子泵组成，通过液氮冷阱与真空室相连接。

另外，本实用新型尾气处理装置是由增压泵、机械泵组及气体反应塔组成，通过液氮冷阱与真空室相连接。

本实用新型具有如下优点，1、结构简单紧凑，装片、卸片易于操作；2、独立的盒式反应器，避免相互之间的影响；3、采用微孔式电极板喷淋式布气，增加了布气的均匀性，气流方向与玻璃基板垂直，无滞留层，气体分解的解析过程更加充分，微观均匀性好，外观颜色均匀；4、采用阻尼排气嘴使反应室与真空室之间分割，反应室的真空度略低于反应室，废气通过阻尼排气嘴排入真空室，对真空室的排气均匀性要求较低，设备的操作性和重复性提高。5、复合式电极板是由电极板、绝缘扳及屏蔽电磁板构成，有效地避免盒式反应器相互之间的电磁干扰。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是盒式反应器结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述：

附图所示，一种用于非晶硅薄膜太阳电池制作的PECVD装置，包括真空室6、真空获得装置12、盒式反应器4、尾气处理装置14及冷却装置11，真空室6是由结构件和保温件组成的外壳体1、电加热板2、散热板3及轨道9组成的密闭长立方体，盒式反应器4是由盖板15、可加工陶瓷绝缘块16、微孔式电极板18组成的气腔17与阻尼喷嘴5及复合式电极板20组成的反应腔19构成，复合式电极板20是由电极板、绝缘板及屏蔽电磁板构成，微孔式电极板18与复合式电极板20之间的距离为30mm-70mm，微孔式电极板18采用喷淋式的布气结构，本实用新型所述的本实用新型所述的玻璃基片7放入盒式反应器4的反应腔19内，置于轨道车9上，依次向上安装有玻璃基片7盒式反应器4，如图所示：通过输送车把载有盒式反应器4的轨道车9放入真空室6内，在轨道车9上放置8个盒式反应器4。

本实用新型真空室6与盒式反应器4通过阻尼喷嘴5形成的双层真空空间；盒式反应器4均匀喷淋式的布气结构，微孔式电极板与气室构成均匀布气装置，电场方向与气流方向一致；通过阻尼排气嘴5调整真空室6与盒式反应器4之间的压差；由两侧和顶部的电加热器2、散热板3组成的三面加热装置。

工作时，为了提高该PECVD装置的利用率，配置一台预热炉，一台退火炉，用输送车将在轨道车9上放置8个盒式反应器4放入预热炉中预热；打开电极冷却液氮冷阱和进气管水冷却装置阀门，同时给该PECVD装置升温到指定温度，一般为200-350℃；预热炉温度略高，一般为205-355℃。用输送车将预热到指定温度的组件推入该PECVD装置的真空室6内，连接电极和进气管的快速接头，固定反应室腔19真空度测量探头，关闭真空室6的密封门，拧紧密封手轮，启动真空获得装置12，先把真空室6抽置约10²Pa，关闭真空获得装置12，打开进气电磁阀冲入氮气至大气压，关闭进气电磁阀；在启动真空获得装置12，把真空室6抽置约5×10^-5Pa-5.5×10^-6Pa。再次关闭真空获得装置12，打开进气电磁阀冲入氮气至(0.5-5)×10⁵Pa，关闭进气电磁阀。打开连接微孔式电极板18、复合式电极板20的RF射频电源，调节功率，产生辉光放电，接通一定配比的反应气体，按顺序依次沉淀p₁-i₁-n₁-p₂-i₂-n₂非晶硅薄膜。所产生的废气由尾气处理装置14排出。双结的非晶硅薄膜淀积完成后，打开进气电磁阀冲入氮气至大气压，打开关闭真空室6的密封门，用输送车将在轨道车9上放置8个盒式反应器从真空室6内取出，送至退火炉中退火只室温，将淀积非晶硅薄膜的基片取出，经激光刻槽和磁控溅射背电极后进入下一道太阳电池制作工序。

Claims (6)

1、一种用于非晶硅薄膜太阳电池制作的PECVD装置，包括真空室、真空获得装置、尾气处理装置及冷却装置，其特征在于真空室是由结构件和保温件组成的外壳体、电加热板、散热板及轨道车组成的密闭长立方体，盒式反应器是由盖板、可加工陶瓷绝缘块、微孔式电极板组成的气腔与阻尼喷嘴及复合式电极板组成的反应腔构成，盒式反应器内设有玻璃基片，轨道车上设有若干盒式反应器。

2、根据权利要求1所述的一种用于非晶硅薄膜太阳电池制作的PECVD装置，其特征在于真空室与盒式反应器通过阻尼喷嘴形成的双层真空结构。

3、根据权利要求1所述的一种用于非晶硅薄膜太阳电池制作的PECVD装置，其特征在于真空获得装置与尾气处理装置共用一个液氮冷阱。

4、根据权利要求1所述的一种用于非晶硅薄膜太阳电池制作的PECVD装置，其特征在于复合式电极板是由电极板、绝缘板及屏蔽电磁板构成。

5、根据权利要求1所述的一种用于非晶硅薄膜太阳电池制作的PECVD装置，其特征在于微孔式电极板与复合式电极板之间的距离为30mm-70mm。

6、根据权利要求1所述的一种用于非晶硅薄膜太阳电池制作的PECVD装置，其特征在于微孔式电极板喷淋式的布气结构。