專利名稱：一種太陽能電池生產(chǎn)中非晶硅薄膜的沉積方法
技術領域：
本發(fā)明涉及太陽能電池生產(chǎn)領域，具體的說是一種利用專用的非晶硅薄膜沉積設備在太陽能電池生產(chǎn)中非晶硅薄膜的沉積方法。
背景技術：
由于非晶硅薄膜太陽能電池在生產(chǎn)過程中需要沉積非晶硅薄膜來形成電池發(fā)電的重要部分PIN結(jié)?，F(xiàn)有沉積方式效率低，時間長，效果不好。嚴重影響太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率和使用壽命。現(xiàn)有的非晶硅薄膜沉積設備，多數(shù)為臥式結(jié)構(gòu)，并且沉積PIN各層時都在同一個倉室里沉積，上述結(jié)構(gòu)在沉積PIN各層時有許多的缺點和不足，具體表現(xiàn)在臥式結(jié)構(gòu)沉積一次只能沉積一層，并且周期長。每次沉積都需要對倉室用氣體進行吹掃；極大的浪費了時間和氣體；在同一個倉室還容易產(chǎn)生相互污染，造成廢片的增加，并且產(chǎn)能非常低，沉積效果不好，嚴重的影響了太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供一種利用專用的非晶硅薄膜沉積設備，快速、穩(wěn)定的沉積太陽能電池的非晶硅薄膜，縮短生產(chǎn)周期，并且沉積時穩(wěn)定，不會產(chǎn)生相互污染的連續(xù)沉積非晶硅薄膜的沉積方法。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的該方法是采用隧道式的結(jié)構(gòu)形式的非晶硅薄膜沉積設備通過以下步驟實現(xiàn)的，所述的非晶硅薄膜沉積設備包括進片臺、出片臺，緩沖倉室，加熱倉室，P層沉積倉室、PI層混合沉積倉室、I層沉積倉室、IN層混合沉積倉室、N層沉積倉室，真空系統(tǒng)、真空管路、閥門，所述的緩沖倉室，加熱倉室，P層沉積倉室、PI層混合沉積倉室、I層沉積倉室、IN層混合沉積倉室、N層沉積倉室構(gòu)成非晶硅薄膜沉積設備主體，進片臺和出片臺設置在非晶硅薄膜沉積設備主體的兩端，所述的真空系統(tǒng)設置在非晶硅薄膜沉積設備主體的下面，它通過其上設置的多個真空管路與非晶硅薄膜沉積設備主體上的各個倉室連通，所述的緩沖倉室，加熱倉室，P層沉積倉室、PI層混合沉積倉室、I層沉積倉室、IN 層混合沉積倉室、N層沉積倉室各個倉室之間通過閥門被間隔成相對獨立的空間。該沉積方法的具體步驟是電池在掛有電池掛片箱的傳送導軌的帶動下一次兩片經(jīng)進片臺進入設備中，經(jīng)緩沖倉室依次進入加熱倉室中，分別經(jīng)過溫度由低至高的三次加熱，加熱溫度為60°C、120°C、180°C，三次加熱后進入到P層沉積倉室中沉積P層，經(jīng)PI層混合沉積倉室沉積PI混合層，進入六個I層沉積倉室，經(jīng)過六次分別沉積形成I層，經(jīng)IN層混合沉積倉室沉積IN混合層，進入兩個N層沉積倉室中兩次沉積形成N層；最后經(jīng)緩沖室、 出片臺出設備，進入下一工序設備中；在設備運行過程中真空系統(tǒng)通過連接到各個倉室的真空管道控制各個倉室的真空值，閥門將各個倉室隔開使各個倉室形成相對獨立的空間， 從而達到沉積非晶硅薄膜的目的。本發(fā)明由于采用上述結(jié)構(gòu)的非晶硅薄膜沉積設備和沉積方法，增加了每次沉積的數(shù)量，采用獨特的立式結(jié)構(gòu)，各倉室為直線型分布，使用更加靈活，維護更加容易，一次兩片沉積，多腔室分開沉積P、PI、I、IN、N各層，能有效避免交叉污染，多室工藝相對單室工藝更簡單，更容易控制，電池效率容易做得更高。沉積不同層之間不需要大量的氣體進行沖洗， 節(jié)約氣體和時間提高了效率。達到了沉積非晶硅薄膜太陽能電池的目的。本實用新型由于設置了 PI層混合沉積倉室和IN層混合沉積倉室，使得電池內(nèi)部形成了混合層結(jié)構(gòu)，在電池發(fā)電時，PIN中電子的運動形成電流，而加混合層后，便于電子在混合層內(nèi)運動，并且便于收集PIN形成的電流。


圖1為本發(fā)明連續(xù)沉積非晶硅薄膜設備俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明圖1中A-A剖視圖。
具體實施例方式如圖1、2所示本發(fā)明的專用隧道式的結(jié)構(gòu)形式的非晶硅薄膜沉積設備包括進片臺1、出片臺2，緩沖倉室3、4，加熱倉室5、6、7，P層沉積倉室8、PI層混合沉積倉室9、I層沉積倉室10、IN層混合沉積倉室11、N層沉積倉室12，真空系統(tǒng)13、真空管路14、閥門15， 所述的緩沖倉室3、4，加熱倉室5、6、7，P層沉積倉室8、PI層混合沉積倉室9、I層沉積倉室 10、IN層混合沉積倉室11、N層沉積倉室12構(gòu)成非晶硅薄膜沉積設備主體，進片臺1和出片臺2設置在非晶硅薄膜沉積設備主體的兩端，所述的真空系統(tǒng)13設置在非晶硅薄膜沉積設備主體的下面，它通過其上設置的多個真空管路14與非晶硅薄膜沉積設備主體上的各個倉室連通，所述的緩沖倉室3、4，加熱倉室5、6、7，P層沉積倉室8、PI層混合沉積倉室9、 I層沉積倉室10、IN層混合沉積倉室11、N層沉積倉室12各個倉室之間通過閥門15被間隔成相對獨立的空間；利用上述設備實現(xiàn)本發(fā)明沉積方法的具體步驟是電池在掛有電池掛片箱的傳送導軌的帶動下一次兩片經(jīng)進片臺1進入設備中，經(jīng)緩沖倉室2依次進入加熱倉室5、6、7中， 分別經(jīng)過溫度由低至高的三次加熱，加熱溫度為60°C、120°C、180°C，三次加熱后進入到P 層沉積倉室8中沉積P層，進入PI層混合沉積倉室9沉積PI混合層、再進入六個I層沉積倉室10，經(jīng)過六次分別沉積形成I層，沉積形成I層后進入IN層混合沉積倉室11沉積IN 混合層，然后進入兩個N層沉積倉室12中兩次沉積形成N層；最后經(jīng)緩沖室4、出片臺2出設備，進入下一工序設備中；在設備運行過程中真空系統(tǒng)13通過連接到各個倉室的真空管道14控制各個倉室的真空值，閥門15將各個倉室隔開使各個倉室形成相對獨立的空間，從而達到沉積非晶硅薄膜的目的。所述的沉積倉室8、9、10、11、12中射頻電源的頻率為13. 56MHz，氣壓為lOOPa，帶有保溫板的沉積倉室使電池溫度穩(wěn)定在180-190°C，通過對沉積時間進行控制，使P層厚度為15-25nm，PI混合層厚度為8-lOnm，I層厚度為300_350nm，IN混合層厚度為5_7nm，N層厚度為30-50nm，形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。所述的非晶硅薄膜沉積設備主體下面的真空系統(tǒng)13通過真空管道14連接到設備主體上的各個倉室，控制設備主體上各個倉室的真空值，其中相對獨立的所有倉室的真空度均為10_4。
所述的I層沉積倉室10中設置有六個相對獨立的倉室，N層沉積倉室12中設置有二個相對獨立的倉室。
權利要求
1.一種太陽能電池生產(chǎn)中非晶硅薄膜的沉積方法，其特征在于該方法是采用隧道式結(jié)構(gòu)形式的非晶硅薄膜沉積設備包括進片臺、出片臺，緩沖倉室，加熱倉室，P層沉積倉室、 PI層混合沉積倉室、I層沉積倉室、IN層混合沉積倉室、N層沉積倉室，真空系統(tǒng)、真空管路、 閥門，所述的緩沖倉室，加熱倉室、P層沉積倉室、PI層混合沉積倉室、I層沉積倉室、IN層混合沉積倉室、N層沉積倉室構(gòu)成非晶硅薄膜沉積設備主體，進片臺和出片臺設置在非晶硅薄膜沉積設備主體的兩端，所述的真空系統(tǒng)設置在非晶硅薄膜沉積設備主體的下面，它通過其上設置的多個真空管路與非晶硅薄膜沉積設備主體上的各個倉室連通，所述的緩沖倉室、加熱倉室、P層沉積倉室、PI層混合沉積倉室、I層沉積倉室、IN層混合沉積倉室、N層沉積倉室各個倉室之間通過閥門被間隔成相對獨立的空間；該沉積方法的具體步驟是電池在掛有電池掛片箱的傳送導軌的帶動下一次兩片經(jīng)進片臺進入設備中，經(jīng)緩沖倉室依次進入三個加熱倉室中，分別經(jīng)過溫度由低至高的三次加熱，加熱溫度為60°C、120°C、180°C，三次加熱后進入到P層沉積倉室中沉積P層，進入PI層混合沉積倉室沉積PI混合層、再進入六個I層沉積倉室，經(jīng)過六次分別沉積形成I層，沉積形成I層后進入IN層混合沉積倉室沉積IN混合層，然后進入兩個N層沉積倉室中兩次沉積形成N層；最后經(jīng)緩沖室、出片臺出設備，進入下一工序設備中；在設備運行過程中真空系統(tǒng)通過連接到各個倉室的真空管道控制各個倉室的真空值，閥門將各個倉室隔開使各個倉室形成相對獨立的空間，從而達到沉積非晶硅薄膜的目的。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種太陽能電池生產(chǎn)中非晶硅薄膜的沉積方法，其特征在于所述的P層沉積倉室、PI層混合沉積倉室、I層沉積倉室、IN層混合沉積倉室和N層沉積倉室中射頻電源的頻率為13. 56MHz，氣壓為lOOPa，帶有保溫板的上述各沉積倉室使電池溫度穩(wěn)定在180-190°C，通過對沉積時間進行控制，使P層厚度為15-25nm，PI混合層厚度為8-10nm，I層厚度為300_350nm，IN混合層厚度為5_7nm，N層厚度為30_50nm，形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種太陽能電池生產(chǎn)中非晶硅薄膜的沉積方法，其特征在于所述的非晶硅薄膜沉積設備主體下面的真空系統(tǒng)通過真空管道連接到設備主體上的各個倉室，控制設備主體上各個倉室的真空值，其中相對獨立的所有倉室的真空度均為10_4。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種太陽能電池生產(chǎn)中非晶硅薄膜的沉積方法，其特征在于所述的I層沉積倉室中設置有六個相對獨立的倉室，N層沉積倉室中設置有二個相對獨立的倉室。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在太陽能電池生產(chǎn)中非晶硅薄膜的沉積方法，該方法是采用隧道式結(jié)構(gòu)形式的非晶硅薄膜沉積設備通過以下步驟實現(xiàn)的，首先電池在掛有電池掛片箱的傳送導軌的帶動下一次兩片經(jīng)進片臺進入設備中，經(jīng)緩沖倉室依次進入加熱倉室中，分別經(jīng)過溫度由低至高的三次加熱，三次加熱后進入到P層沉積倉室中沉積P層，進入PI層混合沉積倉室沉積PI混合層、再進入六個I層沉積倉室，經(jīng)過六次分別沉積形成I層，沉積形成I層后進入IN層混合沉積倉室沉積IN混合層，然后進入兩個N層沉積倉室中兩次沉積形成N層；最后經(jīng)緩沖室、出片臺出設備，進入下一工序設備中；在設備運行過程中真空系統(tǒng)通過連接到各個倉室的真空管道控制各個倉室的真空值，閥門將各個倉室隔開使各個倉室形成相對獨立的空間，從而達到沉積非晶硅薄膜的目的。
文檔編號C23C16/44GK102244152SQ20101017685
公開日2011年11月16日 申請日期2010年5月12日 優(yōu)先權日2010年5月12日
發(fā)明者劉萬學, 劉志堅, 張兵, 強艷建, 楊繼澤 申請人:吉林慶達新能源電力股份有限公司