用于制造异质结太阳能电池的CVD设备及其镀膜方法技术

本发明专利技术提供用于制造异质结太阳能电池的CVD设备及镀膜方法。所述CVD设备包括：第一CVD反应腔，其配置成接收承载有硅片的托盘，并通过第一和第二CVD工艺依次在硅片第一面上沉积I/N型非晶硅薄膜；硅片翻面装置，其配置成从第一CVD反应腔接收已完成第一和第二CVD工艺的硅片，并将硅片进行翻面而使硅片的第一面和与之相对的第二面完成对调；以及第二CVD反应腔，其配置成接收承载有经翻面后的硅片的托盘，并通过第三和第四CVD工艺依次在硅片第二面上沉积I/P型非晶硅薄膜。本发明专利技术先后在第一、第二CVD反应腔分别完成第一面的I/N非晶硅镀膜和第二面的I/P非晶硅镀膜，还可辅以能消除硼污染的清洗工艺，能有效简化设备结构、降低自动化难度、缩小占地面积、提高设备产能。

CVD equipment and coating method for heterojunction solar cells

【技术实现步骤摘要】
用于制造异质结太阳能电池的CVD设备及其镀膜方法
本专利技术涉及太阳能电池制造领域，特别涉及用于制造异质结太阳能电池的CVD设备及镀膜方法。
技术介绍
薄膜/晶硅异质结太阳能电池(以下简称异质结太阳能电池，又可称HIT或HJT或SHJ太阳能电池)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，具有转换效率高、温度系数低等特点，特别是双面的异质结太阳能电池转换效率可以达到26％以上，具有广阔的市场前景。生产HIT太阳能电池的核心工艺是双面I型非晶硅薄膜钝化及N、P掺杂技术，当前主要通过PECVD(PlasmaEnhancedChemicalVaporDeposition；简称PECVD)镀膜设备来实现，其也可通过热丝化学气相沉积(HotWireCVD；简称HWCVD)(又称触媒化学气相沉积(CatalyticCVD；简称CAT-CVD))镀膜设备实现。现有的能用于大规模量产HIT太阳能电池的设备都是给双面I及N、P共4层非晶硅膜各配备一个成膜反应腔，导致设备自动化复杂、成本高、占地面积大、相对产能低、性价比较低。另外，现有的PECVD设备在开始PECVD镀膜工艺前需将对应硅片加热到100-300℃的范围内，然后才能进行PECVD镀膜工艺，现有技术中进入PECVD腔的硅片通常是常温的，若在PECVD工艺腔内对硅片进行预热，势必会延长硅片在工艺腔中的时间，从而会使得PECVD设备的产能较低并使得PECVD工艺腔成为整个设备的产能瓶颈。因此，如何提供一种能提高设备集成度及产能的CVD设备及镀膜技术已成为业内亟待解决的技术问题。
技术实现思路
针对现有技术的上述问题，本专利技术提出了一种用于制造异质结太阳能电池的CVD设备的第1技术方案。在第1技术方案中，所述CVD设备包括：第一CVD反应腔，其配置成接收承载有硅片的托盘，并通过第一CVD工艺和第二CVD工艺依次在所述硅片的第一面上沉积I/N型非晶硅薄膜；硅片翻面装置，其配置成从所述第一CVD反应腔接收已完成所述第一CVD工艺和第二CVD工艺的所述硅片，并将所述硅片进行翻面而使所述硅片的第一面和与之相对的第二面对调；以及第二CVD反应腔，其配置成接收承载有经所述硅片翻面装置翻面后的所述硅片的所述托盘，并通过第三CVD工艺和第四CVD工艺依次在所述硅片的所述第二面上沉积I/P型非晶硅薄膜。本专利技术还提供根据第1技术方案所述的CVD设备的第2技术方案，其中，所述CVD设备包括PECVD设备和HWCVD设备。本专利技术还提供根据第1技术方案所述的CVD设备的第3技术方案，其中，所述CVD设备还包括第一预热腔和第二预热腔，所述第一预热腔和第二预热腔分别设置在所述第一CVD反应腔和第二CVD反应腔之前，分别用于在所述硅片进入所述第一CVD反应腔和第二CVD反应腔之前将所述硅片预热到25-250℃的范围内。本专利技术还提供根据第1技术方案所述的CVD设备的第4技术方案，其中，所述第一CVD反应腔和第二CVD反应腔还配置成能进行对腔体自身以及对进入其中的空托盘进行清洗的清洗工艺。本专利技术还提供根据第1技术方案所述的CVD设备的第5技术方案，其中，所述第一CVD反应腔配置成：将所述硅片加热至预设成膜温度，提供进行所述第一CVD工艺所需的气体并利用PECVD等离子体将其分解或者利用HWCVD将其热解离，从而在所述第一面上沉积I型非晶硅薄膜，提供进行所述第二CVD工艺所需的气体并利用PECVD等离子体将其分解或者利用HWCVD将其热解离，从而在所述第一面上沉积N型非晶硅薄膜并形成I/N型非晶硅薄膜。本专利技术还提供根据第5技术方案所述的CVD设备的第6技术方案，其中，所述硅片的预设成膜温度在100-300℃的范围内，进行所述第一CVD工艺所需的气体包括硅烷或硅烷和氢气，进行所述第二CVD工艺所需的气体包括硅烷或硅烷和氢气，还包括磷烷。本专利技术还提供根据第1技术方案所述的CVD设备的第7技术方案，其中，所述第二CVD反应腔配置成：将所述硅片加热至所述预设成膜温度，提供进行所述第三CVD工艺所需的气体并利用PECVD等离子体将其分解或者利用HWCVD将其热解离，从而在所述第二面上沉积I型非晶硅薄膜，提供进行所述第四CVD工艺所需的气体并利用PECVD等离子体将其分解或者利用HWCVD将其热解离，从而在所述第二面上沉积P型非晶硅薄膜并形成I/P型非晶硅薄膜；所述第二CVD反应腔还包括能消除硼污染的硼清除装置。本专利技术还提供根据第7技术方案所述的CVD设备的第8技术方案，其中，所述硅片的预设成膜温度在100-300℃的范围内，进行所述第三CVD工艺所需的气体包括硅烷或硅烷和氢气，进行所述第四CVD工艺所需的气体包括硅烷或硅烷和氢气，还包括乙硼烷或三甲基硼。本专利技术还提供根据第1技术方案所述的CVD设备的第9技术方案，其中，所述CVD设备包括单层设备和多层设备，所述单层设备和多层设备中每层设备均包括所述第一CVD反应腔和所述第二CVD反应腔。本专利技术还提供根据第1技术方案所述的CVD设备的第10技术方案，其中，所述CVD设备还包括用于将所述硅片放置到所述托盘中的上料位以及用于将所述硅片从所述托盘中取出以获得空托盘的下料位。本专利技术还提供根据第1技术方案所述的CVD设备的第11技术方案，其中，所述CVD设备还包括用于将所述空托盘传送到所述上料位的托盘回传装置。本专利技术还提供针对用于制造异质结太阳能电池的CVD设备的镀膜方法的第12技术方案，其中，所述CVD设备包括第一CVD反应腔、硅片翻面装置和第二CVD反应腔，所述方法包括以下步骤：(a).将承载有硅片的托盘传送至第一CVD反应腔；(b).在所述第一CVD反应腔中，通过第一CVD工艺和第二CVD工艺依次在所述硅片的第一面上沉积I/N型非晶硅薄膜；(c).由硅片翻面装置从所述第一CVD反应腔接收已完成所述第一CVD工艺和第二CVD工艺的所述硅片，并将所述硅片进行翻面而使所述硅片的所述第一面和与之相对的第二面对调；(d).将承载有经所述硅片翻面装置翻面后的所述硅片的所述托盘传送至第二CVD反应腔；以及(e).在所述第二CVD反应腔中，通过第三CVD工艺和第四CVD工艺依次在所述硅片的所述第二面上沉积I/P型非晶硅薄膜。本专利技术还提供根据第12技术方案所述的镀膜方法的第13技术方案，其中，所述CVD设备包括PECVD设备和HWCVD设备。本专利技术还提供根据第12技术方案所述的镀膜方法的第14技术方案，其中，所述CVD设备还包括分别设置在所述第一CVD反应腔和第二CVD反应腔之前的第一预热腔和第二预热腔，所述方法还包括通过所述第一预热腔和第二预热腔在所述硅片进入所述第一CVD反应腔和第二CVD反应腔之前将所述硅片预热到25-250℃的范围内。本专利技术还提供根据第12技术方案所述的镀膜方法的第15技术方案，其中，所述方法还包括分别在所述第一CVD反应腔和第二CVD反应腔中通过清洗工艺对腔体自身以及对进入其中的空托盘进行清洗。本专利技术还提供根据第12技术方案所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制造异质结太阳能电池的CVD设备，所述CVD设备包括：/n第一CVD反应腔，其配置成接收承载有硅片的托盘，并通过第一CVD工艺和第二CVD工艺依次在所述硅片的第一面上沉积I/N型非晶硅薄膜；/n硅片翻面装置，其配置成从所述第一CVD反应腔接收已完成所述第一CVD工艺和第二CVD工艺的所述硅片，并将所述硅片进行翻面而使所述硅片的所述第一面和与之相对的第二面完成对调；以及/n第二CVD反应腔，其配置成接收承载有经所述硅片翻面装置翻面后的所述硅片的所述托盘，并通过第三CVD工艺和第四CVD工艺依次在所述硅片的所述第二面上沉积I/P型非晶硅薄膜。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于制造异质结太阳能电池的CVD设备，所述CVD设备包括：
第一CVD反应腔，其配置成接收承载有硅片的托盘，并通过第一CVD工艺和第二CVD工艺依次在所述硅片的第一面上沉积I/N型非晶硅薄膜；
硅片翻面装置，其配置成从所述第一CVD反应腔接收已完成所述第一CVD工艺和第二CVD工艺的所述硅片，并将所述硅片进行翻面而使所述硅片的所述第一面和与之相对的第二面完成对调；以及
第二CVD反应腔，其配置成接收承载有经所述硅片翻面装置翻面后的所述硅片的所述托盘，并通过第三CVD工艺和第四CVD工艺依次在所述硅片的所述第二面上沉积I/P型非晶硅薄膜。


2.根据权利要求1所述的CVD设备，其特征在于，所述CVD设备包括PECVD设备和HWCVD设备，所述CVD设备还包括第一预热腔和第二预热腔，所述第一预热腔和第二预热腔分别设置在所述第一CVD反应腔和第二CVD反应腔之前，分别用于在所述硅片进入所述第一CVD反应腔和第二CVD反应腔之前将所述硅片预热到25-250℃的范围内；所述第一CVD反应腔和第二CVD反应腔还配置成能进行对腔体自身以及对进入其中的空托盘进行清洗的清洗工艺。


3.根据权利要求1或2所述的CVD设备，其特征在于，所述第一CVD反应腔配置成：将所述硅片加热至预设成膜温度，提供进行所述第一CVD工艺所需的气体并利用PECVD等离子体将其分解或者利用HWCVD将其热解离，从而在所述第一面上沉积I型非晶硅薄膜；提供进行所述第二CVD工艺所需的气体并利用PECVD等离子体将其分解或者利用HWCVD将其热解离，从而在所述第一面上沉积N型非晶硅薄膜并形成I/N型非晶硅薄膜；其中所述硅片的预设成膜温度在100-300℃的范围内，进行所述第一CVD工艺所需的气体包括硅烷或硅烷和氢气，进行所述第二CVD工艺所需的气体包括硅烷或硅烷和氢气，还包括磷烷。


4.根据权利要求1或2所述的CVD设备，其特征在于，所述第二CVD反应腔配置成：将所述硅片加热至所述预设成膜温度，提供进行所述第三CVD工艺所需的气体并利用PECVD等离子体将其分解或者利用HWCVD将其热解离，从而在所述第二面上沉积I型非晶硅薄膜；提供进行所述第四CVD工艺所需的气体并利用PECVD等离子体将其分解或者利用HWCVD将其热解离，从而在所述第二面上沉积P型非晶硅薄膜并形成I/P型非晶硅薄膜；其中所述硅片的预设成膜温度在100-300℃的范围内，进行所述第三CVD工艺所需的气体包括硅烷或硅烷和氢气，进行所述第四CVD工艺所需的气体包括硅烷或硅烷和氢气，还包括乙硼烷或三甲基硼；所述第二CVD反应腔还包括能消除硼污染的硼清除装置。


5.根据权利要求1所述的CVD设备，其特征在于，所述CVD设备包括单层设备和多层设备，所述单层设备和多层设备中每层设备均包括所述第一CVD反应腔和所述第二CVD反应腔；所述CVD设备还包括用于将所述硅片放置到所述托盘中的上料位以及用于将所述硅片从所述托盘中取出以获得空托盘的下料位，所述设备还包括用于将所述空托盘从所述下料位传送到所述上料位的托盘回传装置。


6.一种用于制造异质结太阳能电池的CVD设备的镀膜方法，所述CVD设备包括第一CVD反应腔、硅片翻面装置和第二CVD反应腔，所述方法包括以下步骤：
(a).将承载有硅片的托盘传送至第一CVD反应腔；
(b).在所述第一CVD反应腔中，通过第一CVD工艺和第二CV...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈金元，汪训忠，
申请(专利权)人：上海理想万里晖薄膜设备有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31