TW200908363A - Apparatuses and methods of substrate temperature control during thin film solar manufacturing - Google Patents

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200908363 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明實施例大致上有關於在薄膜太陽能電池製程中 控制基板溫度的方法與設備。 【先前技術】 結晶矽太陽能電池與薄膜太陽能電池是兩種類型的太 陽能電池。結晶矽太陽能電池典型使用單晶矽基板（也就是 純矽所構成的單晶基板）或是多晶矽基板（即，多晶或多晶 矽基板）。並且在矽基板上沉積多層額外膜層，以改善光線 捕獲能力，形成電路，以及保護元件。薄膜太陽能電池藉 著在適當基板上沉積多種材料的薄層而形成一個或多個 p-1-n 接合區（p-i-n junction)。 第1圖顯示出位向朝向光線或太陽輻射101之單p-i-n 接合區薄膜太陽能電池1 00的主要實施例示意圖。太陽能 電池100包含一基板102，例如玻璃基板、聚合物基板、 金屬基板或其他適合的基板。在基板102上形成第一透明 導電氧化物層（TCO) 11 0。在該第一 TC0層11 0上形成包含 有一 P型摻雜矽層122、一本質矽層（intrinsic sUicon)124 以及一 η型摻雜矽層126的單p-i-n接合區120。在一實施 例中，在p型摻雜矽層1 2 2與本質矽層1 2 4之間形成—不 定形矽緩衝層（未顯示）。本質矽層I24典型包含不定形矽 (amorphous silicon)。在一實施例中’ n型摻石夕層I26包含 雙層’且各自具有不同的電阻率。第二TC0層140形成在 200908363 該單p-i-n接合區120上，並且一金屬背反射層150形成 在第二TCO層140上。

第2圖顯示方向朝向光源或太陽輻射201之串聯p-i-n 接合區薄膜太陽能電池200的主要實施例示意圖。太陽能 電池200包含一基板202，例如玻璃基板、高分子基板、 金屬基板或其他適合的基板。第一透明導電氧化物層 (TCO)210形成在基板202上。第一 p-i-n接合區220形成 在第一 TCO層210上，且該第一 p-i-n接合區包含一 p型 摻雜矽層222、一本質矽層224與一 η型摻雜矽層226。第 一 p-i-n接合區的本質矽層224典型包含不定形矽。在一 實施例中，一不定形矽緩衝層（未顯示）形成在P型摻雜矽 層222與本質矽層224之間。包含一 p型摻雜矽層232、 一本質矽層234與一 η型摻雜矽層236的第二p-i-n接合 區23 0形成在第一 p-i-n接合區220上。第二p-i-n接合區 230 的本質石夕層 234典型包含微晶石夕（microcrystalline silicon)。第二TCO層240形成在第二p-i-n接合區230上， 且一金屬背反射層250形成在該第二TC0層240上。串聯 p-i-n接合區薄膜太陽能電池200典型包含由不同材料構成 的本質矽層2 24、2 3 4，故能捕捉不同部分的太陽輻射光譜。 現行薄膜太陽能電池的問題包括效率低且成本高。因 此，需要製造薄膜太陽能電池的改良方法與設備。 【發明内容】 本發明實施例大體上提供在製造薄膜太陽能電池期間 6 200908363 的基板溫度控制方法與設備。在一實施例中，提供一種用 以在基板上形成薄膜太陽能電池的方法。該方法包括在第 一腔室中於基板上執行一溫度穩定化製程，以預熱基材一 段基板穩定化時間；計算第二腔室的等待時間，其中該等 待時間是依據該第二腔室的可用率、用以將基板從第一腔 室傳送至第二腔室之真空傳送機械手的可用率，或該第二 腔室與該真空傳送機械手兩者可用率的結合所計算而得； 以及，調整該溫度穩定化時間，以補償在該等待時間過程 中基板損失的熱量。 在另一實施例中，提供一種在基板上形成薄膜太陽能 電池的方法。該方法包括：提供一真空系統，該真空系統 具有一傳送室、一或多個耦接該傳送室的處理腔室、一設 置在該傳送室中的基板傳送機械手，以及一耦接該傳送室 且具有多個加熱元件之預熱腔室的負載鎖定室；在該預熱 腔室中將基板預熱至第一溫度；利用基板傳送機械手將該 基板從預熱室傳送至用來沉積p-i-n接合區之p型矽層的 第一處理腔室，以在第二溫度下於基板上形成p-i-η接合 區的ρ型石夕層。 在又一實施例中，提供一種在基板上形成薄膜太陽能 電池的真空系統。該系統包含一傳送室、一或多個耦接至 該傳送室的處理腔室、一設置在該傳送室中的基板傳送機 械手，以及一耦接至該傳送室負的載鎖定室。該負載鎖定 室包括一第一可抽真空腔室、一第二可抽真空腔室，以及 一預熱腔室，該預熱腔室用以在該基板上執行一溫度穩定 7 200908363 化製程持續一段基板穩定化時間。 【實施方式】 本發明的實施例包含在製造薄膜太陽能電池期間控制 基板溫度的改良方法與設備。

第3圖是具有多個PECVD處理腔室331-335之處理系 統3 0 0的實施例俯視圖’其以有量產價值的製程來沉積矽 膜以形成薄膜太陽能電池，例如第1與2圖中的太陽能電 池。處理系統300包含一傳送室320，其耦接至一負載鎖 定室310與耦接至該些處理腔室331-335。負載鎖定室310 允許基板在系統外的周遭環境與傳送室320和處理腔室 3 3 1 -3 3 5内的真空環境之間進行傳送。負載鎖定室3丨〇包 含一或多個可抽真空區域，用來固持一或多個基板。在將 基板送入系統300中時抽空該些可抽真空區域，並且在將 基板移出系統300時破除真空（vent)。傳送室320内設置 有至少一個真空機械手322，用以在負載鎖定室310與處 理腔室3 3 1 -3 3 5之間傳送基板。系統控制器340控制著負 載鎖定室310、具有真空機械手3 22的傳送室3 20、處理腔 室3 3 1 - 3 3 5以及一溫度測量裝置，例如與該系統3 0 0耦接 的高溫計3 5 0。第3圖中顯示五個處理腔室。然而，該系 統可具有任意適當數量的處理腔室，例如在第4圖所示系 統400中具有7個處理腔室。 第4圖是具有多個PECVD處理腔室43 1 -437之處理系 統400的另一實施例俯視圖。如參照第3圖之系統3 00所 200908363 述般，第4圖之系統4〇〇包含—傳送室42〇，其耦 負載鎖疋至410以及該些處理腔室431_437。負載 4 1 0具有至少一個真空機械手422。系統控制器控制 鎖定室410、含有真空機械手422的處理腔室42〇、 室43丨-437以及一溫度測量裝置’例如耦接至系統 南溫計4 5 0。 第5圖是負載鎖定室5〇〇之實施例的示意剖面 載鎖定室5 00包含第一可抽真空腔室51〇與第二可 腔室520。如圖所示，可抽真空腔室51〇和52〇各 兩組基板徵撐件530a和53〇b，用以支撐兩基板。 實施例中，可抽真空腔室51〇和52〇可各自具有任 組數的基板支#件，以支撑—或多個基板。負載鎖定 可更包含-預熱腔t 54〇,其具有多個加熱元件來 板例如加熱燈，如紅外線加熱燈。如圖所示，預 540具有-組基板支㈣53。。在另—實施例中，預 可具有任何適當組數的基板支撐件，以固持一或多布 第6圖疋電漿增強化學氣相沉積（PECVD)腔室 實施例的示意剖面圖。適用的電漿增強化學氣相沉 可購自美國加州聖克拉拉市的應用材料有限公司。 他製la商所生產之腔室在内的他種沉積腔室也可能 施本發明。 腔室600大體上包含室壁6〇2、底部604、喷 與基板支撐件630，以界定出一處理容積6〇6。可 60 8來進出該處理容積’而將基板傳送入或傳送出 接至該 鎖定室 著負載 處理腔 400的 圖。負 抽真空 自具有 在其他 何適當 室500 加熱基 熱腔室 熱腔室 3基板。 600之 積腔室 包括其 用來實 頭 610 透過閥 該腔室 200908363 600 °提供一狹縫閥門607用以密封住該閥608。基板支撐 件630包含用來支撐基板的基板接收表面632，以及耦接 至一升降系統636的桿634，用以升高或降低該基板支撐 件63 0。遮蔽框（shad〇w frame)63 3可選用性地設置在基板 的周圍上。舉升銷638以可移動的方式設置成貫穿該基板 支擇件630 ’以將基板移離或移至基板接收表面632。基板 支撑件6 3 0亦可包含加熱及/或冷卻元件6 3 9，以使基板支 撐件630保持在一期望溫度。基板支撐件63〇亦可包含接 地條63 1，以在基板支撐件630周圍提供射頻（RF)接地。 噴頭610藉由一懸吊件614於其周圍（periphery)處耦 接至背板612。噴頭610亦可藉由一或多個中央支撐件616 而耦接至背板，以避免喷頭61〇下垂及/或控制喷頭61〇的 筆直/彎曲度。氣體源620耦接至背板512’以提供氣體通 過背板612且通過喷頭610而至基板接收表面632。真空 幫浦609耦接至腔室600，以將處理容積6〇6控制在一期 望壓力下。射頻功率源622耦接至背板612,及/或耦接至 噴頭610，以提供射頻（RF)功率至喷頭61〇，而在噴頭與基 板支撐件之間創造出一電場，得以在喷頭ό 1 0與基板支撐 件630之間由該些氣體產生—電漿。可使用不同的rf頻 率’例如頻率可介於約〇·3 MHz至約200 MHz之間。在— 實施例中’ RF功率的頻率為13 56 ΜΙίζ。 遠端電漿源624亦可耦接在氣體源與背板之間。在處 理基板之間’可提供一清潔氣體至遠端電漿源624，以產 生並且提供一遠端電將來清潔腔室構件。還可利用供應至 10

200908363 喷頭的RF功率源622來激發清潔氣體。 在本發明的某些實施例中，例如第3圖的系統 第4圖的系統4 0 0，系統可設計用來沉積單p - i - η接 例如第1圖的單p-i-n接合區，或是如第2圖之p-i 區230和240其中一者。其中一個處理腔室（或稱Ρ· 例如第3圖之處理腔室3 3卜3 3 5其中一個或第4圖 腔室431-437其中一個，可設計用來沉積該單p-i-n 的p型摻雜矽層，同時其餘的處理腔室，例如第3 理腔室 331-335或第 4圖之處理腔室 431-437的 室，則各自設計成用來沉積本質矽層與η型摻雜矽> 腔室或稱為Ι-Ν腔室）。因此，基板通過負載鎖定室 系統中。在某些實施例中，真空機械手將基板傳送 熱腔室。該真空機械手隨後將基板傳送至Ρ -腔室。 真空機械手將基板傳送至Ι-Ν腔室。然後真空機械 板送回負載鎖定室。 在某些情況中，在將基板移離一腔室之後，真 手可能需要等待，例如該下一個腔室可能目前正在 一個基板，直到下一個腔室可用（available)時，製 才能將該基板送入該下一個腔室。例如，在將基板 熱腔室之後，真空機械手可能需要等待直到 P -腔 用。在另一範例中，在將基板移出P-腔室之後，真 手可能需要等待直到I-N腔室可使用。等待時，基 失熱量。在某些實施例中，系統控制器，例如第3 統控制器340或第4圖的系統控制器440，可判斷 3 00或 合區， -η接合 腔室）， 之處理 接合區 圖之處 其餘腔 I (這些 進入該 至該預 接著， 手將基 空機械 處理另 程順序 移出預 室可使 空機械 板會損 圖的系 下一個 11 200908363 可用腔室（next open chamber)的等待時間。根據在真空機 械手上的等待時間，系統控制器可增長在該下一個可用腔 室中執行的基板溫度穩定化步驟’以補償基板在等待過程 中所損失的熱量。例如，真空機械手將基板移出p_腔室。 在真空機械手上等待I-N腔室的時間約介於60秒至70秒 之間，於是當處理在真空機械手上等待過的基板時，可使 基板溫度穩定化步驟額外增加3 〇至4 5秒的基板溫度穩定 化時間。 太陽能電池的性能很容易受到本質矽成長過程中薄膜 成長溫度的影響。不希望侷限於理論，但相信P型摻雜石夕 層和本質矽層界面的控制很重要’因為此界面受損可能造 成P型摻雜劑從P型摻雜矽層擴散進入本質矽層。使得p 型換雜珍層與本質矽層界面處的電子-電洞對的再結合作 用提高’因而降低本質矽吸收層的光線收集效率。另一種 理論是認為在矽薄膜沉積過程中保持溫度有助於改善薄臈 品質和導電性的均勻度’從而改善太陽能電池效率。 〇 因此’系統控制器可根據在真空機械手上的等待時間 而動態地調整基板溫度穩定化時間。在某些實施例中，可 從不同傳送動作的預定時間值或真空機械手的等待時間來 推斷基板溫度穩定化時間的調整。在其他實施例中，可根 據基板的實際溫度來調整基板溫度穩定化時間。舉例而 s ’可利用位於傳送室中或PECVD腔室右外側的高溫計 來測量基板溫度。隨後，根據該基板溫度來調整基板溫度 穩定化時間。 12 200908363 可使用位在沉積腔室前方的溫度感測器（高溫計）來測 量温度損失’而可根據1¾溫計所測得的溫度將軟體設定成 延長穩定化。 Ο

Lj 在某些情況下’基板必須等待真空機械手準備好，才 能將基板移出P -腔室。通常’基板會在利用舉升銷將基板 舉離基板支撑件的非接觸位置中等待。因此，基板會有熱 量損失。為了補償此熱量損失，若基板必須等待真空機械 手準備好才能移出P-腔室時’則系統控制器會將基板移到 基板支撐件上的接觸位置，同時基板支撐件的加熱元件該 基板直到真空機械手已經準備好而可用來執行傳送動作為 止。在此基板的加熱過程中’可提供—選用性氣流，例如 氦氣、氣氣或其他非反應性氣體，以維持均勻的基板溫度。 在某些實施例中，以高壓供應氣流，以求提供均勻的基板 溫度。 在其他實施例中，在預熱腔室中預熱基板的預熱溫度 可設^成稍微高於P_腔室中所期望的基板溫度。較高的預 熱腔室溫度可補償基板從預熱腔室傳送至p_腔室過程中 所損失的熱量。 範例 除非明確記載於申請專 範例僅作為示範之用，並非 記載的製程條件僅作為示範 也可能可行。 利範圍中，否則文中所揭示的 用來限制本發明範圍。以下所 。其他的製程條件與數值範圍

實施例J 13 200908363 在美國加州聖克拉拉市之應用材料公司所生產的 PECVD 60K薄膜太陽能電池系統中處理表面積57200平方 公分且厚度3毫米的基板，以形成一單P_I-N接合區太陽 能電池。該PECVD 60K薄膜太陽能電池系統的内部腔室 容積約2700公升。 表1(a)顯示在PECVD腔室中沉積P型掺雜不定形矽 層的製程條件，並且從預熱腔室至P -腔室的等待時間為零 或是最小等待時間。處理時，壓力設定在約1托（Τ〇ΓΓ)至4 托之間，間距（spacing)設定在400密爾（mil)至約800密爾 之間；以及，基板支撐件溫度設定在約1 5 0 ° C至約3 0 〇。c 之間。P型摻雜劑是在諸如氫氣的載氣中提供0.5%的三甲 基领（trimethylboron，TMB)。 表 1 (a) 矽烷 (seem) 氫氣 (seem) TMB (0.5%)/ h2載氣 (seem) 曱烷 (seem) 氬氣 (seem) 射頻 (瓦） (秒） 溫度穩 定4匕 0 0 0 0 75,000 0 電漿穩 定^匕 0 0 0 0 40,000 1,500 30 Ρ型摻 雜不定 形矽層 8,850 42,000 9,000 8,550 0 2,900 'Ύϊ~~ 表1 (b)顯不在PECVD腔室中沉積本質矽層和n型摻 雜不定形矽層的製程條件，且從ρ _腔室到卜Ν腔室的等待 時間為零或最小。處理時，壓力設定在約1托至4托之間， 間距設定纟400密爾至約8〇〇密爾之間；以及，基板支樓 14 200908363 件溫度設定在約1 5 0 ° C至約3 0 0 ° C之間。η型摻雜劑是在 諸如氫氣的載氣中提供 0.5 %莫耳濃度或體積濃度的磷化 氫（phosphine，或稱膦）。 表 1(b) 矽烷 (seem) 氫氣 (seem) ph3/h2 載氣 (seem) 射頻 (瓦） 時間 (秒） 基板溫度穩 定^匕 0 60,000 0 0 20 電漿穩定化 0 60,000 0 2,800 15 本質梦層 9,000 1 12,500 0 3,000 696 N型摻雜的 不定形矽層 介於 2500 至 5000 之 間，例如 3000 介於 7500 至 22000 之間， 例如 1 3 5 00 介於 1 250 至 1 5000 之間，例 如 9900 3,200 49

實施例2 在美國加州聖克拉拉市之應用材料公司所生產的 PECVD 60K薄膜太陽能電池系統中處理表面積5 7200平方 公分且厚度3毫米的基板，以形成一串聯P-I-N接合區太 陽能電池。該PECVD 60K薄膜太陽能電池系統的内部腔 室容積約2700公升。

表2(a)顯示在PECVD腔室中沉積第一 p-i-n接合區之 P型摻雜不定形矽層的製程條件，並且從預熱腔室至P -腔 室的等待時間為零或是最小等待時間。處理時，壓力設定 在約1托至4托之間，間距設定在4 0 0密爾至約8 0 0密爾 之間；以及，基板支撐件溫度設定在約1 5 0 ° C至約3 0 0 ° C 15 200908363 之間。P型摻雜劑是在諸如氫氣的載氣中提供0.5 %的三曱 基硼（TMB)。 表 2(a) 矽烷 (seem) 氫氣 (seem) tmb/h2 載氣 (seem) 曱烷 (seem) 氬氣 (seem) 射頻 (瓦） 時間 (秒） 基板溫 度穩定 化 0 0 0 0 75,000 0 5 電漿溫 度穩定 化 0 0 0 0 40,000 1,500 30 P型摻 雜不定 形矽 8,850 42,000 9,000 8,550 0 2,900 22 表2(b)顯示在PECVD腔室中沉積第一 p-i-n接合區之

本質不定形矽層和η型摻雜微晶矽層的製程條件，且從P -腔室到Ι-Ν腔室的等待時間為零或最小。處理時，壓力設 定在約1托至12托之間，間距設定在4 0 0密爾至約8 0 0 密爾之間；以及，基板支撐件溫度設定在約1 5 0 ° C至約3 00 ° C之間。η型摻雜劑是在諸如氫氣的載氣中提供0 _ 5 %莫耳 濃度或體積濃度的填化氫（phosphine，或稱膦）。 表 2(b) 石夕烧 (seem) 氫氣 (seem) PH3/H2 載氣 (seem) 射頻 (瓦） 時間 (秒） 基板溫度 穩定化 0 60,000 0 0 20 電漿穩定 化 0 60,000 0 2,800 15 本質矽層 9,000 1 12,500 0 3,000 696 N型摻雜 微晶矽層 600 180,000 1,300 2,100 18 1 16 200908363 表2(c)顯示在PECVD腔室中沉積第二p-i-η接合區之 ρ型摻雜微晶矽層的製程條件，並且從預熱腔室至Ρ -腔室 的等待時間為零或是最小等待時間。處理時，壓力設定在 約4托至1 2托之間，間距設定在4 0 0密爾至約1 5 0 0密爾 之間；以及，基板支撐件溫度設定在約1 5 0 ° C至約3 0 0 ° C 之間。Ρ型摻雜劑是在諸如氫氣的載氣中提供0.5%的三曱 基硼（ΤΜΒ)。 表 2(c) 矽烷 (seem) 氫氣 (seem) tmb/h2 載氣 (seem) 射頻 (瓦） 時間 (秒） 基板 >盖度 穩定化 0 60,000 0 0 5 電漿穩定 化 0 60,000 0 5,000 30 P型摻雜 微晶矽層 500 325,000 500 18,000 195 表2(d)顯示在PECVD腔室中沉積第二p-i-n接合區之 本質微晶矽層和η型摻雜不定形矽層的製程條件，且從P -腔室到Ι-Ν腔室的等待時間為零或最小。處理時，壓力設 定在約1托至12托之間，間距設定在4 0 0密爾至約8 0 0 密爾之間；以及，基板支撐件溫度設定在約1 5 0 ° C至約3 0 0 °C之間。η型摻雜劑是在諸如氫氣的載氣中提供0.5 %莫耳 濃度或體積濃度的填化氫（phosphine，或稱膦）。 表 2(d) 矽烷 (seem) 氫氣 (seem) PH3/H2 載氣 (seem) 射頻 (瓦） 時間 (秒） 基板溫度 穩定化 0 100,000 0 0 20 17 200908363 電漿穩定 化 0 100,000 0 5,000 15 本質微晶 矽層 2.042 204,200 0 28,000 2,888 Ν型摻雜 不定形矽 層 600 180,000 1,300 2,100 18 1 可了解到，本發明實施例亦可在線型連續系統（in-line

s y s t e m)以及混合線型連續與群集系統中實施。例如，還可 參照設計用來形成第一 p-i-n接合區和第二p-i-n接合區的 第一系統來說明本發明實施例。亦可了解到，在本發明的 其他實施例中，第一 p-i-n接合區與第二p-i-n接合區可在 單一系統中形成。例如，可參照一可用來沉積本質矽層和 η型矽層兩者的處理腔室來說明本發明實施例。又了解 到，在本發明的其他實施例中，可使用獨立的腔室來沉積 本質矽層和η型矽層。並且在本發明的實施例中，可使用 一處理腔室來沉積Ρ型矽層和本質矽層兩者。 實施例3 表3示範為實施例2和3中所述的基板溫度穩定化時 間提供額外基板溫度穩定化時間的範例。可根據真空機械 手的等待時間或測得的基板溫度來進行調整。 表3 真空機械手 等待時間 (秒） 基板溫度 (°C) 額外的熱穩 定化時間 (秒） 0 200 0 28 190 23 30 I 89 24 60 1 82 35 70 1 80 3 8 115 170 5 1 18 200908363 120 169 52 173 160 63 1 80 157 65 229 150 74 240 147 7 6 290 140 84 300 137 86 357 130 95 600 115 126

以上提供數種在製造薄膜太陽能電池過程中控制基板 溫度的設備與方法，其能改善因基板内部均勻度和每回合 製程間之一致性所造成的太陽能電池性能差異變化。不限 於理論，本案發明人發現，PIN型矽薄膜太陽能電池的性 能對於薄膜成長溫度非常敏感的理由如下。其一，窗層P 型半導體薄膜品質非常容易受到溫度影響，因為溫度會造 成導電性變化。其二，P型層和I型層界面處的溫度控制 很重要，以避免吸收藍光，並且若因摻雜物從P型層擴散 出來而損害該界面，由於會提高P-Ι界面處的電子-電洞對 的再結合，而大幅影響本質吸收層的光線收集效率。其三， 若I型層的沉積溫度高於摻雜劑擴散的臨界溫度（threshold temperature)，P-Ι界面的增高摻雜劑擴散作用會大幅影響 太陽能電池的性能。因此，需要本發明所提供的方法與設 備，其能在製程處理過程的沉積步驟以及基板傳送過程中 提供精確的溫度控制。 雖然本發明的實施例已詳述如上，但可在不偏離本發 明基本範圍的情況下設計出本發明的其他與進一步實施 例，並且本發明範圍當由後附申請專利範圍所界定。例如， 文中已顯示處於水平設置的處理腔室。但可了解到，在本 發明的其他實施例中，可以任何非水平的方式來設置處理 19

200908363 腔室，例如垂直設置。舉例而言，可參照多腔室群 來描述本發明實施例。並理解到，本發明實施例亦 型連續系統（i η -1 i n e s y s t e m)以及混合線型連續與群 中實施。例如，可參照設計用來形成第一 p-i-η接 第二p-i-n接合區的第一系統來說明本發明實施例 了解到，在本發明的其他實施例中，第一 p - i - η接 第二p-i-n接合區可在單一系統中形成。例如，可 可用來沉積本質型層和η型層兩者的處理腔室來說 明實施例。又了解到，在本發明的其他實施例中， 多個獨立的腔室來沉積本質矽層和η型矽層。在本 其他實施例中，可使用一處理腔室來沉積Ρ型矽層 梦層兩者。 【圖式簡單說明】 為了詳細了解上述的本發明特徵，可參閱繪示 中的實施例來閱讀概要整理如上的本發明更明確 容。然而，需了解到，附圖所繪示的僅僅是本發明 實施例，因而不應用來限制本發明範圍。本發明可 其他等效實施例。 第1圖是一單p-i-n接合區薄膜太陽能電池之 施例的示意圖； 第2圖串聯p-i-n接合區薄膜太陽能電池之主 例的示意圖； 第3圖是具有多個PECVD處理腔室之處理系 集工具 可在線 集系統 合區和 。亦可 合區與 參照一 明本發 可使用 發明的 和本質 於附圖 敘述内 的典型 能包含 主要實 要實施 統實施 20 200908363 例的俯視圖； 第4圖是具有多個PECVD處理腔室之處理系統另一 實施例的俯視圖； 第5圖是一負載鎖定室之實施例的示意剖面圖；以及 第6圖是一電漿增強化學氣相（PECVD)沉積腔室之實 施例的示意剖面圖。 為了方便了解，盡可能使用相同的元件符號來代表圖 式中相同的元件。並且一實施例中所揭示的元件可在無需 特別說明的情況下有利地應用至其他實施例中。 【主要元件符號說明】 100、200太陽能電池 102、202 基板 1 20單p-i-n接合區 124、224、234本質矽層 14、2400 第二 TCO 層 Q 210第一透明導電氧化層 230第二p-i-n接合區 310、410、500負載鎖定 322、422真空機械手 340、440系統控制器 510第一可抽空腔室 530、530a、530b 基板支 540預熱腔室 101、201太陽輻射 ‘ 11 0透明導電氧化層 122、222、232 p型摻雜矽層 126、22 6、236 η型摻雜矽層 1 50、250反射層 220第一 p-i-n接合區 3 0 0、4 0 0處理系統 室 320、420傳送室 331-335 、 431-437 處理腔室 350、450高溫計 520第二可抽空腔室 撐件 542加熱元件 21 200908363 600 腔 室 602 室 壁 604 底 部 606 處 理 容 積 607 狹 缝 閥 門 608 閥 609 真 空 幫 浦 610 喷 頭 612 背 板 614 懸 吊 件 616 中 央 支 撐 件 620 氣 體 源 622 射 頻 功 率 源 624 遠 端 電 漿源 630 基 板 支 撐 件 63 1 接 地 條 632 接 收 表 面 633 遮 蔽 框 634 桿 636 升 降 系 統 638 舉 升 銷 639 加 熱 及 /或冷卻元件 ϋ 22

Claims (1)

1. 200908363 十、申請專利範圍： 1. 一種在基板上形成薄膜太陽能電池的方法，包含： 在一第一腔室中對一基板執行一溫度穩定化製程，以 預熱該基板一段基板穩定化時間； 計算一第二腔室的一等待時間，其中該等待時間是依 據該第二腔室的可用率、一用以將基板從該第一腔室傳送 至該第二腔室之真空傳送機械手的可用率，或該第二腔室 與該真空傳送機械手兩者之可用率的結合計算而得；以及 調整該溫度穩定化時間，以補償在該等待時間過程中 該基板的熱量損失。 2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，更包括在達到該已 調整的溫度穩定化時間之後，傳送該基板至該第二腔室。 3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該執行一溫度 穩定化製程的步驟包括將該基板加熱至一溫度，該溫度高 於用來處理該基板的溫度。 4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該調整該溫度 穩定化時間以補償熱量損失的步驟包括增加該溫度穩定化 時間。 5 .如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該溫度穩定化 23

   200908363 時間是依據該基板的實際溫度。 6.如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該第一 一負載鎖定室，其包括一具有多個加熱元件的預熱 以及該第二腔室是一處理腔室，適用以沉積一 p-i. 區的p型$夕層。 ζ) 7.如申請專利範圍第1項所述之方法，更包括： 執行該溫度穩定化步驟之後，在該第一腔室中 板上形成一 p-i-n接合區的ρ型石夕層；以及 達到該已調整的温度穩定化時間之後，在該第 中形成該p-i-n接合區的一本質石夕層和一 η型砍層< 8.如申請專利範圍第1項所述之方法，更包括： 將該基板從基板支撐在舉升銷上的一非接觸 動到基板支撐在一基板支撐件上的一接觸位置； 利用該基板支撐件加熱該基板，直到達到該已 溫度穩定化時間為止；以及 流入一諸如氦氣或氫氣的非反應性氣體，以在 基板支撐件加熱該基板時維持一均勾的基板溫度。 9. 一種用來在一基板上形成一薄膜太陽能電池的 統，包括： 一傳送室； 腔室是 腔室， η接合 於該基 二腔室 位置移 調整的 利用該 真空系 24 200908363 一或多個處理腔室，其耦接該傳送室； 一基板傳送機械手，設置在該傳送室中；以及 一負載鎖定室，其耦接該傳送室，其中該負載鎖定室 包括： 一第一可抽真空腔室； 一第二可抽真空腔室；以及 一預熱腔室，適用以在該基板上執行一溫度穩定 化製程持續一段基板穩定化時間。 1 0.如申請專利範圍第9項所述之真空系統，更包括一用 以使該系統執行下列動作的系統控制器： 在一第一腔室中對一基板執行一溫度穩定化製程，以 預熱該基板一段基板穩定化時間； 計算一第二腔室的一等待時間，其中該等待時間是依 據該第二腔室的可用率、該基板傳送機械手的可用率，或 該第二腔室與該基板傳送機械手兩者之可用率的結合計算

   調整該溫度穩定化時間，以補償在該等待時間過程中 該基板的熱量損失。 25