用于制作透明导电氧化物薄膜的镀膜设备制造技术

本实用新型专利技术提供一种用于制作透明导电氧化物薄膜的镀膜设备，镀膜设备包括阴极镀膜源及载盘，载盘包括追盘部件及承载台阶；通过阴极镀膜源，在同一真空腔内、无需翻转的情况下进行双面镀膜；通过追盘部件，遮挡多个载盘之间的缝隙，实现阴极镀膜源的隔离式布局，避免阴极镀膜源的相互影响；通过承载台阶承载待镀膜件并对待镀膜件进行遮挡，避免透明导电氧化物薄膜的导通，避免引起SHJ太阳电池的短路；通过加固部件，防止载盘的变形，提高产品质量。本实用新型专利技术实现了“无应力”双面同位连续镀膜，减小镀膜设备的占地面积、避免待镀膜件的翻转、提高产品质量、具有低成本、高稳定性、广泛的应用前景和经济价值。

Coating equipment for making transparent conductive oxide film

【技术实现步骤摘要】
用于制作透明导电氧化物薄膜的镀膜设备
本技术属于硅基异质结太阳电池领域，涉及用于制作透明导电氧化物薄膜的镀膜设备。
技术介绍
硅基异质结太阳电池(晶体硅/薄膜硅异质结太阳电池)是一种高效太阳电池，简称HITR太阳电池(HeterojunctionwithIntrinsicThin-layer)或SHJ太阳电池(SiliconHeteroJunction)，在中国多使用后者。SHJ太阳电池的基本结构如图1所示，该电池以N型晶体硅101为基板，首先对其进行表面制绒和化学清洗，形成提高光吸收的金字塔限光结构，再经过化学清洗后形成清洁的表面。然后利用等离子体化学气相沉积(PECVD)、金属热催化化学气相沉积(Cat-CVD)、热丝化学气相沉积(Hot-wireCVD)等方法在N型晶体硅101的上表面形成本征非晶硅薄膜102和N型掺杂非晶硅薄膜103的叠层，在N型晶体硅101的下表面形成本征非晶硅薄膜102和P型掺杂非晶硅薄膜104的叠层，然后在N型掺杂非晶硅薄膜103及P型掺杂非晶硅薄膜104的表面沉积透明导电氧化物(TCO)薄膜105，再通过丝网印刷或电镀等金属化技术，在透明导电氧化物薄膜105的表面制作金属电极106，形成具有对称结构的双面受光的SHJ太阳电池。在SHJ太阳电池中，常用的TCO薄膜制备技术有磁控溅射镀膜技术和反应等离子体沉积镀膜技术。其中，磁控溅射镀膜技术可以使待镀膜件面朝下镀膜或面朝上镀膜，可以在不破坏真空的条件下，单面依次制备TCO薄膜，实现双面镀膜，是目前传统光电半导体器件的TCO薄膜制备的主要技术。反应等离子体沉积镀膜技术需要使待镀膜件面朝下镀膜，因此必须在完成一面镀膜后，破坏真空，进行待镀膜件的翻面，才能完成另一面的镀膜，以单面依次形成双面镀膜，这种镀膜方式设备制造成本较高，而且翻转会增加SHJ太阳电池表面污染、机械损伤甚至破损的概率，造成SHJ太阳电池性能下降，影响成品率。与其他高效太阳电池相比，SHJ太阳电池最大的优点是薄片化、柔性化，据国际光伏技术线路图发布和预测，到2025年，SHJ太阳电池用硅片的原始厚度将减小到120μm以下，湿化学表面制绒后，硅片厚度将减小到100μm，甚至小于100μm。硅片厚度越小，制备的SHJ太阳电池的柔性越高，但目前的镀膜设备所采用的单面依次制备TCO薄膜的工艺技术，随着硅片厚度的减小，因应力问题而导致的硅片弯曲量较大，镀膜传输过程中待镀膜件的移位、掉片或者卡片的概率增加，因而制造难度较大。因此，提供一种新型的用于制作透明导电氧化物薄膜的镀膜设备，以解决SHJ太阳电池因厚度的减小，由单面依次制备薄膜，所引起的上述镀膜应力的问题，实属必要。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种用于制作透明导电氧化物薄膜的镀膜设备，用于解决上述镀膜过程中，因应力问题而导致的一系列制备及质量的问题。为实现上述目的，本技术提供一种用于制作透明导电氧化物薄膜的镀膜设备，所述镀膜设备包括：阴极镀膜源，所述阴极镀膜源包括对应设置于真空腔内的第一阴极镀膜源及第二阴极镀膜源，其中，所述第一阴极镀膜源位于所述真空腔上方，所述第二阴极镀膜源位于所述真空腔下方；载盘，包括追盘部件及承载台阶，通过所述追盘部件遮挡多个所述载盘之间的缝隙，以隔开所述第一阴极镀膜源及第二阴极镀膜源；通过所述承载台阶承载待镀膜件，且遮挡所述待镀膜件的第二表面的边缘区域；所述载盘通过传动机构在所述第一阴极镀膜源下方及第二阴极镀膜源上方运行，以在所述待镀膜件的第一表面上形成第一透明导电氧化物薄膜及在所述待镀膜件的第二表面上形成第二透明导电氧化物薄膜，且所述第一透明导电氧化物薄膜与所述第二透明导电氧化物薄膜通过所述承载台阶的遮挡而隔开。可选地，所述第一阴极镀膜源及第二阴极镀膜源的中心线重合，以同时在所述待镀膜件上形成所述第一透明导电氧化物薄膜及第二透明导电氧化物薄膜。可选地，所述第一阴极镀膜源及第二阴极镀膜源的中心线平行，且所述第一阴极镀膜源与所述第二阴极镀膜源的中心所在的方向与垂直方向的夹角介于0°～60°之间，包括60°。可选地，所述第一阴极镀膜源及第二阴极镀膜源包括一个阴极源或者多个阴极源。可选地，沿所述载盘的运行方向，所述追盘部件的位置包括位于所述载盘的前端及后端中的一种或组合。可选地，所述追盘部件的宽度范围包括20mm～50mm，厚度范围包括1mm～5mm；所述承载台阶的宽度范围包括0.3mm～2mm。可选地，所述传动机构包括设置于所述真空腔两侧的滚轮，所述滚轮位于所述第一阴极镀膜源与所述第二阴极镀膜源的对称轴上，且所述滚轮沿水平方向运行。可选地，所述载盘还包括加固部件，以通过所述加固部件防止所述载盘的变形。可选地，所述阴极镀膜源包括射频磁控溅射源及直流磁控溅射中的一种或组合，所述射频磁控溅射包括中频、高频、甚高频中的一种或者多种，所述直流磁控溅射源包括直流、直流脉冲、直流偏压、直流脉冲偏压中的一种或者多种。可选地，所述透明导电氧化物薄膜包括氧化铟薄膜、氧化锡薄膜、氧化镉薄膜、氧化钨薄膜、氧化钼薄膜、氧化钒薄膜、氧化钛薄膜、掺锡氧化铟薄膜、掺铝氧化铟薄膜、掺钨氧化铟薄膜、掺钛氧化铟薄膜、掺铯氧化铟薄膜、掺铝氧化锌薄膜、掺镓氧化锌薄膜及掺铝镓氧化锌薄膜中的一种或多种。如上所述，本技术的用于制作透明导电氧化物薄膜的镀膜设备，在同一真空腔内，在无需翻转的情况下，通过位于载盘上方的第一阴极镀膜源及位于载盘下方的第二阴极镀膜源，在待镀膜件的第一表面制备第一透明导电氧化物薄膜及在待镀膜件的第二表面制备第二透明导电氧化物薄膜，以进行双面镀膜。其中，通过载盘的追盘部件，遮挡多个载盘之间的缝隙，实现阴极镀膜源的隔离式布局，避免第一阴极镀膜源及第二阴极镀膜源的相互影响；通过承载台阶承载待镀膜件并对待镀膜件进行遮挡，从而避免第一透明导电氧化物薄膜与第二透明导电氧化物薄膜的相互导通，避免引起SHJ太阳电池的短路；通过加固部件，可防止载盘的变形，提高制备的产品质量。本技术结合薄片、超薄片的SHJ太阳电池自身的弯曲特性以及镀膜应力特性，实现了“无应力”双面同位连续镀膜，减小了传统双面镀膜设备的占地面积及待镀膜件的翻转问题，降低了由单面镀膜的应力弯曲所引起的待镀膜件的位移、掉落、卡片及碎片的概率，具有低成本、高稳定性的优势、且有与现有的SHJ太阳电池的透明导电氧化物薄膜的制备方法具有完全兼容的特点，因而在太阳电池制备领域具有广泛的应用前景和经济价值。附图说明图1显示为现有技术中的SHJ太阳电池的结构示意图。图2显示为本技术中的用于制作透明导电氧化物薄膜的镀膜设备在制备透明导电氧化物薄膜时的结构示意图。图3显示为图2中载盘的结构示意图。图4显示为图3中B区域的放大结构示意图。图5显示为本技术中用于制作透明导电氧化物薄膜的镀膜方法的工艺流程示意图。图6显示为本技术制备的SHJ太阳电池的结构示意图。元件标号说明<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制作透明导电氧化物薄膜的镀膜设备，其特征在于，所述镀膜设备包括：/n阴极镀膜源，所述阴极镀膜源包括对应设置于真空腔内的第一阴极镀膜源及第二阴极镀膜源，其中，所述第一阴极镀膜源位于所述真空腔上方，所述第二阴极镀膜源位于所述真空腔下方；/n载盘，包括追盘部件及承载台阶，通过所述追盘部件遮挡多个所述载盘之间的缝隙，以隔开所述第一阴极镀膜源及第二阴极镀膜源；通过所述承载台阶承载待镀膜件，且遮挡所述待镀膜件的第二表面的边缘区域；所述载盘通过传动机构在所述第一阴极镀膜源下方及第二阴极镀膜源上方运行，以在所述待镀膜件的第一表面上形成第一透明导电氧化物薄膜及在所述待镀膜件的第二表面上形成第二透明导电氧化物薄膜，且所述第一透明导电氧化物薄膜与所述第二透明导电氧化物薄膜通过所述承载台阶的遮挡而隔开。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于制作透明导电氧化物薄膜的镀膜设备，其特征在于，所述镀膜设备包括：
阴极镀膜源，所述阴极镀膜源包括对应设置于真空腔内的第一阴极镀膜源及第二阴极镀膜源，其中，所述第一阴极镀膜源位于所述真空腔上方，所述第二阴极镀膜源位于所述真空腔下方；
载盘，包括追盘部件及承载台阶，通过所述追盘部件遮挡多个所述载盘之间的缝隙，以隔开所述第一阴极镀膜源及第二阴极镀膜源；通过所述承载台阶承载待镀膜件，且遮挡所述待镀膜件的第二表面的边缘区域；所述载盘通过传动机构在所述第一阴极镀膜源下方及第二阴极镀膜源上方运行，以在所述待镀膜件的第一表面上形成第一透明导电氧化物薄膜及在所述待镀膜件的第二表面上形成第二透明导电氧化物薄膜，且所述第一透明导电氧化物薄膜与所述第二透明导电氧化物薄膜通过所述承载台阶的遮挡而隔开。


2.根据权利要求1所述的用于制作透明导电氧化物薄膜的镀膜设备，其特征在于：所述第一阴极镀膜源及第二阴极镀膜源的中心线重合，以同时在所述待镀膜件上形成所述第一透明导电氧化物薄膜及第二透明导电氧化物薄膜。


3.根据权利要求1所述的用于制作透明导电氧化物薄膜的镀膜设备，其特征在于：所述第一阴极镀膜源及第二阴极镀膜源的中心线平行，且所述第一阴极镀膜源与所述第二阴极镀膜源的中心所在的方向与垂直方向的夹角介于0°～60°之间，包括60°。


4.根据权利要求1所述的用于制作透明导电氧化物薄膜的镀膜设备，其特征在于：所述第一阴极镀膜源及第二阴极镀膜源包括一个阴极源或者多个阴极源。


5.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：石建华，孟凡英，刘正新，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：新型
国别省市：上海;31