一种异质结太阳能电池镀膜方法及其设备技术

本发明专利技术公开了光伏领域内的一种异质结太阳能电池镀膜方法及其设备，括以下步骤，步骤1，根据制备要求将硅基片竖直送入ALD镀膜设备中；步骤2，去除硅基片双表面的氧化层；步骤3，进行ALD薄膜沉积；步骤4，对沉积后的硅基片进行表面保持处理和降温；步骤5，硅基片从ALD镀膜设备中输出，在不变换工装载架的情况下直接进入下到工序。在形成HJT太阳能电池面板的硅基片双表面同时沉积组织稳定，化学成分配比满足要求，薄膜厚度精确控制的非晶或微晶硅薄膜；避免了为进行二次薄膜沉积要进行的不必要的硅基片拆装过程而造成的表面薄膜损伤和缺陷，能够有效的控制所形成薄膜的化学成分和厚度分布的均匀性，显著改善硅基片双表面沉积薄膜的组织稳定性。膜的组织稳定性。膜的组织稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种异质结太阳能电池镀膜方法及其设备


[0001]本专利技术涉及一种光伏领域内的光伏电池制备方法和设备。

技术介绍

[0002]高效异质结（HJT）太阳电池，是采用晶体硅电池与薄膜电池相结合的工艺技术，在掺杂的非晶硅薄膜（a
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Si:H）与晶体硅（c
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Si）之间插入一层本征薄层（i
‑
a
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Si:H）而形成具有异质结的高效太阳电池（heterojunction with intrinsic thin
‑
layer，HIT）。HJT太阳能电池具有晶体硅电池的高效、稳定的优势，又发挥了a
‑
Si:H薄膜材料的光谱范围广等性能特点，光电转换效率达到24.5%以上，可以综合增加发电35%以上，并且降低电站成本12
‑
13%。
[0003]HJT技术的制备步骤简单，常规晶硅技术一般需要七八个工艺步骤，而HJT电池结构对称，电池正反两面制备原理相同，仅需四个工艺即可完成电池制备，即制绒清洗、PECVD沉积非晶硅薄膜、PVD沉积TCO透明导电薄膜、和丝网印刷。
[0004]而在这四个制备工艺环节中，非晶硅薄膜沉积阶段的设备价值量占比达到50%，是 HJT 设备中价值量占比最高的设备。非晶硅镀膜工艺对清洁度要求很高，因此实现大规模量产的难度也较大。目前非晶硅沉积的主流工艺方法为 PECVD（等离子增强化学气相沉积）和热丝CVD。PECVD根据结构设计可分为直列式和团簇式，团簇式 PECVD 产能较大、交叉污染少，但传输系统自动化难度较高，直列式 PECVD 可再分为串联式和并联式，目前大多 PECVD 采用更易实现的串联式结构，并联式则以梅耶博格 Helia
‑
PECVD 为代表。国产厂商中，捷佳伟创、迈为股份、钧石、理想万里晖、金辰股份均在 PECVD 有布局，但技术的细节方向上有所不同。然而，由于沉积工艺设备及工业过程的限制，目前所有采用不同类型的CVD工艺只能够对硅基片进行单表面非晶硅镀膜，因而每一片形成双面高效异质结太阳能电池的硅基片要进行两次非晶硅的镀膜工艺。对于大规模量产过程，由于每次CVD非晶硅薄膜沉积前，必须对每个硅基片进行拆装才能完成随后硅基片的双面镀膜，这就在整个HJT太阳能电池制备流程中大大的降低了生产效率，增高了生产成本。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种异质结太阳能电池镀膜方法及其设备，能够改善HJT太阳能电池面板生产质量，提高HJT太阳能电池面板生产线效率，对提升和推广我国及全球高效HJT太阳能电池的使用起到积极的推动作用。
[0006]为实现上述目的，本专利技术还提供了一种异质结太阳能电池镀膜方法，包括以下步骤，步骤1，根据制备要求将硅基片竖直送入ALD镀膜设备中；步骤2，去除硅基片双表面的氧化层；步骤3，进行ALD薄膜沉积；步骤4，对沉积后的硅基片进行表面保持处理和降温；
步骤5，硅基片从ALD镀膜设备中输出，在不变换工装载架的情况下直接进入下到工序。
[0007]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于，全方位镀膜先进工艺，以及根据不同工艺条件和反应气体的选择和配比使用，在形成HJT太阳能电池面板的硅基片（正反）双表面同时沉积组织稳定，化学成分配比满足要求，薄膜厚度精确控制的非晶或微晶硅薄膜；避免了为进行二次薄膜沉积要进行的不必要的硅基片拆装过程而造成的表面薄膜损伤和缺陷，能够有效的控制所形成薄膜的化学成分和厚度分布的均匀性，显著改善硅基片双表面沉积薄膜的组织稳定性，简化高效HJT太阳能电池面板的生产效率，降低生产成本，同时还可以在不变换工装载架的情况下直接进入下到工序，进行PVD沉积TCO透明导电薄膜。
[0008]作为本专利技术的进一步改进，步骤2的具体内容如下：ALD镀膜设备进行抽真空，之后在硅基片加热到设定温的过程中或加热到设定温度后，向ALD镀膜设备中通入含F的等离子体刻蚀去除硅基片双表面的氧化硅层。
[0009]这样能够有效地去除硅基片表面的氧化硅层，并且将硅基片进行预加热，使得硅基片能够在预热后快速进入下一道双面镀膜工序中，提高生产效率和良品率。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，步骤3的具体内容如下：向ALD镀膜设备中通入第一种化学反应前驱体，在硅基片的双表面上形成第一原子层；停止通入第一种化学反应前驱体，输入氮气或惰性气体或氮气和惰性气体的混合物进入清除第一种化学反应前躯体，再通入第二种化学反应前驱体，在硅基片的上面形成第二原子层；重复上述过程，直至硅基片双表面上的镀膜厚度达到工艺要求为止。
[0011]这样，按照工艺要求，选择不同的反应气体按照顺序逐一通入，并在通入前进行清除上一轮的化学反应前驱体，可以在ALD过程中实现所沉积薄膜化学成分的精确参杂和控制，从而在硅基片的正反双表面实现同步的均匀镀膜。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，步骤3在沉积硅膜时具体内容如下，步骤3在沉积硅膜时具体内容如下，步骤3.1，向ALD镀膜设备通入第一种含硅的化学反应前躯体，并将硅基片的双表面暴露在充满非饱和量为第一种含硅的化学反应前躯体的反应气氛中，从而形成第一硅原子层；步骤3.2，停止输入第一种含硅的化学反应前躯体，并输入氮气或惰性气体或氮气和惰性气体的混合物进入ALD镀膜设备，清除第一种含硅的化学反应前躯体；步骤3.3，向ALD镀膜设备输入第二种含硅的化学反应前躯体，并将硅基片的双表面暴露于饱和量的第二种含硅的化学反应前躯体的反应气氛中，从而在第一硅原子层表面形成另一层硅原子层；步骤3.4，在停止向ALD镀膜设备输入第二种含硅的化学反应前躯体后，再向ALD镀膜设备输入氮气或惰性气体或氮气和惰性气体的混合物，清除含硅的第二种含硅的化学反应前躯体和挥发性HX副产品；步骤3.5，重复步骤3.3和3.4，直到硅薄膜达到所需的厚度。
[0013]这样可以在硅基片的双面同时形成硅薄膜。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，步骤3在沉积参杂硅膜时具体内容如下，步骤3.1，向ALD镀膜设备通入第一种含硅的化学反应前躯体，并将硅基片的双表
面暴露在充满非饱和量为第一种含硅的化学反应前躯体的反应气氛中，从而形成第一硅原子层；步骤3.2，停止输入第一种含硅的化学反应前躯体，并输入氮气或惰性气体或氮气和惰性气体的混合物进入向ALD镀膜设备，清除第一种含硅的化学反应前躯体；步骤3.3，向ALD镀膜设备输入第二种含硅与参杂元素的化学反应前驱体，并将硅基片的双表面暴露于饱和量的第二种含硅与参杂元素的化学反应前驱体的反应气氛中，从而在第一硅原子层表面形成另一层含有硅和参杂元素的原子层；步骤3.4，在停止向ALD镀膜设备输入第二种含硅与参杂元素的化学反应前驱体后，再向ALD镀膜设备输入氮气或惰性气体或氮气和惰性气体的混合物，清除第二种含硅与参杂元素的化学反应前驱体和挥发性HX副产品；步骤3.5，重复步骤步骤3.3和步骤3.4，直到硅参杂薄膜达到所需的厚度。
[0015]这样可以在硅基片本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种异质结太阳能电池镀膜方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，根据制备要求将硅基片竖直送入ALD镀膜设备中；步骤2，去除硅基片双表面的氧化层；步骤3，进行ALD薄膜沉积；步骤4，对沉积后的硅基片进行表面保持处理和降温；步骤5，硅基片从ALD镀膜设备中输出，在不变换工装载架的情况下直接进入下到工序。2.根据权利要求1所述的一种异质结太阳能电池镀膜方法一种异质结太阳能电池镀膜方法，其特征在于，步骤2的具体内容如下：ALD镀膜设备进行抽真空，之后在硅基片加热到设定温的过程中或加热到设定温度后，向ALD镀膜设备中通入含F的等离子体刻蚀去除硅基片双表面的氧化层。3.根据权利要求2所述的一种异质结太阳能电池镀膜方法一种异质结太阳能电池镀膜方法，其特征在于，步骤3的具体内容如下：向ALD镀膜设备中通入第一种化学反应前驱体，在硅基片的双表面上形成第一原子层；停止通入第一种化学反应前驱体，输入氮气或惰性气体或氮气和惰性气体的混合物进入清除第一种化学反应前躯体，再通入第二种化学反应前驱体，在硅基片的上面形成第二原子层；重复上述过程，直至硅基片双表面上的镀膜厚度达到工艺要求为止。4.根据权利要求3所述的一种异质结太阳能电池镀膜方法，其特征在于：步骤3在沉积硅膜时具体内容如下，步骤3.1，向ALD镀膜设备通入第一种含硅的化学反应前躯体，并将硅基片的双表面暴露在充满非饱和量为第一种含硅的化学反应前躯体的反应气氛中，从而形成第一硅原子层；步骤3.2，停止输入第一种含硅的化学反应前躯体，并输入氮气或惰性气体或氮气和惰性气体的混合物进入ALD镀膜设备，清除第一种含硅的化学反应前躯体；步骤3.3，向ALD镀膜设备输入第二种含硅的化学反应前躯体，并将硅基片的双表面暴露于饱和量的第二种含硅的化学反应前躯体的反应气氛中，从而在第一硅原子层表面形成另一层硅原子层；步骤3.4，在停止向ALD镀膜设备输入第二种含硅的化学反应前躯体后，再向ALD镀膜设备输入氮气或惰性气体或氮气和惰性气体的混合物，清除含硅的第二种含硅的化学反应前躯体和挥发性HX副产品；步骤3.5，重复步骤3.3和3.4，直到硅薄膜达到所需的厚度。5.根据权利要求3所述的一种异质结太阳能电池镀膜方法，其特征在于：步骤3在沉积参杂硅膜时具体内容如下，步骤3.1，向ALD镀膜设备通入第一种含硅的化学反应前躯体，并将硅基片的双表面暴露在充满非饱和量为第一种含硅的化学反应前躯体的反应气氛中，从而形成第一硅原子层；步骤3.2，停止输入第一种含硅的化学反应前躯体，并输入氮气或惰性气体或氮气和惰性气体的混合物进入向ALD镀膜设备，清除第一种含硅的化学反应前躯体；步骤3.3，向ALD镀膜设备输入第二种含硅与参杂元素的化学反应前驱体，并将硅基片的双表面暴露于饱和量的第二种含硅与参杂元素的化学反应前驱体的反应气氛中，从而在
第一硅原子层表面形成另一层含有硅和参杂元素的原子层；步骤3.4，在停止向ALD镀膜设备输入第二种含硅与参杂元素的化学反应前驱体后，再向ALD镀膜设备输入氮气或惰性气体或氮气和惰性气体的混合物，清除第二种含硅与参杂元素的化学反应前驱体和挥发性...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺小明，杜国宏，
申请(专利权)人：江苏舜大新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：