大面积双频异质结太阳能电池薄膜沉积方法和设备技术

本申请公开了一种大面积双频异质结太阳能电池薄膜沉积方法和设备，所述大面积双频异质结太阳能电池薄膜沉积方法至少包括：将待镀膜硅片放置于平板耦合化学气相沉积的工艺腔室内；向所述工艺腔室内通入工艺气体，所述工艺气体包含SiH4、H2、CO2、NO2、N2、O2、O3、Ar、NH3中的至少一种；通过所述工艺腔体内馈入的射频电源系统以激发分解所述工艺气体产生等离子体；在电场的作用下将所述等离子体转移到所述待镀膜硅片表面形成硅基薄膜或者对已沉积好的硅基薄膜进行等离子体界面处理。本申请的有益之处在于提供一种能使两种输出频率的电源有效的对放电电极进行叠加馈送从而平衡镀膜的效率和均匀性的大面积双频异质结太阳能电池薄膜沉积设备。薄膜沉积设备。薄膜沉积设备。

【技术实现步骤摘要】
大面积双频异质结太阳能电池薄膜沉积方法和设备


[0001]本申请涉及异质结太阳能电池制造
，具体而言，涉及一种大面积双频异质结太阳能电池薄膜沉积方法和设备。

技术介绍

[0002]近年来异质结太阳能电池因具有更高的转化效率和稳定性受到了广泛的关注。为了降本增效，提高产能，在相关技术中为了制造大产能的异质结太阳电池，PECVD设备(PECVD为Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition的缩写，意为等离子增强化学气相淀积)需要具备较大面积的设备腔体。一方面采用PECVD设备沉积高质量的非晶硅薄膜，或微晶硅薄膜直接影响HJT太阳电池的性能。另一方面，为了降本增效，设计了大面积的PECVD设备腔体，提高单次工艺电池片产量，从而提高设备提高产能。(非电池尺寸的提高)
[0003]在相关技术中，采用RF
‑
PECVD的PECVD设备难以获得较高的沉积速率；而采用VHF
‑
PECVD的PECVD设备虽可以提的沉积速率，但是，由于皮肤效应、边缘效应、驻波效应等几种电磁效应，驱动频率的增加会加剧等离子体的不均匀性，尤其对于薄膜太阳电池而言，在大面积镀膜时，极板尺寸较大，膜层的均匀性更加难以满足需求。
[0004]在相关技术中，常将RF电源(射频电源)和VHF电源(甚高频电源)叠加馈入(英文为feed，该词汇为本领域人员的专有名称，一般理解为将电源供给、提供、传输至某一对象；下同)一个放电电极的电路方案，但是该方案并没有进一步给出RF电源和VHF电源如何在频率上配合以及如何适配至PECVD设备以使其适于薄膜太阳电池制造场景下的大面积镀膜生产，尤其是大尺寸异质结太阳能电池镀膜生产。
[0005]因此，针对相关技术中如何解决的适于薄膜太阳电池制造场景下的大面积镀膜生产镀膜不均匀的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0006]本申请的内容部分用于以简要的形式介绍构思，这些构思将在后面的具体实施方式部分被详细描述。本申请的内容部分并不旨在标识要求保护的技术方案的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求的保护的技术方案的范围。
[0007]本申请的一些实施例提出了大面积双频异质结太阳能电池薄膜沉积方法和设备，来解决大面积镀膜生产镀膜不均匀的技术问题。
[0008]作为本申请的第一方面，本申请的一些实施例提供了一种大面积双频异质结太阳能电池薄膜沉积方法，至少包括：
[0009]将待镀膜硅片放置于平板耦合化学气相沉积的工艺腔室内；
[0010]向工艺腔室内通入工艺气体，工艺气体包含SiH4、H2、CO2、NO2、N2、O2、O3、Ar、NH3中的至少一种；
[0011]通过工艺腔室内馈入的射频电源系统以激发分解工艺气体产生等离子体；
[0012]在电场的作用下将等离子体转移到待镀膜硅片表面形成硅基薄膜或者对已沉积
好的硅基薄膜进行等离子体界面处理；
[0013]射频电源系统，包含第一电源装置，和比第一电源装置频率更高的第二电源装置，第一电源装置与第二电源装置的频率比值取值范围为1:50至1:1.5，射频电源的频率范围在0.3MHz至200MHz；
[0014]射频电源系统与第一放电电极电性连接，第一放电电极包含有：
[0015]带有气孔结构的阴极，与阴极围成气体分配空间的阴极背板，位于阴极背板中心作为气体进入气体分配空间的通道部；
[0016]待镀膜硅片放置在载板上作为第二放电电极，第二放电电极接地处理；
[0017]薄膜沉积过程中，第一放电电极的阴极与第二放电电极形成的电极间距范围为5mm至50mm；
[0018]工艺腔室内的硅片衬底温度取值范围为100℃至300℃；工艺腔室内的气氛气压取值范围为0.2Torr至15Torr；
[0019]第一放电电极和第二放电电极的尺寸长度范围为1m至4m，宽度为1m至4m；
[0020]第一电源装置的功率取值范围为250W至60KW，第二电源装置的功率取值范围为250W至60KW。
[0021]进一步的，工艺气体中的SiH4的流量取值范围为10sccm至10000sccm。
[0022]进一步的，第一电源装置和第二电源装置共同从通道部对应的阴极背板的中心区域馈入；
[0023]或者，第二电源装置从通道部对应的阴极背板的中心区域馈入，第一电源装置从阴极背板的边缘区域馈入；
[0024]或者，第一电源装置电性连接至第一放电电极上，第一放电电极和第二放电电极形成的放电区域内悬浮设置第三放电电极和第四放电电极，第二电源装置电性连接在第三放电电极上，第四放电电极接地处理。
[0025]进一步的，第一电源装置和第二电源装置的开启运行时间相异。
[0026]作为本申请的第二方面，本申请的一些实施例提供了用于上述大面积双频异质结太阳能电池薄膜沉积方法的大面积双频异质结太阳能电池薄膜沉积设备，该大面积双频异质结太阳能电池薄膜沉积设备包括：
[0027]放电电极，由第一放电电极和第二放电电极组成，用于产生使气体电离的电场；放电电极尺寸长度范围为1m至4m，宽度为1m至4m；
[0028]工艺腔体，用于形成容纳放电电极的工艺腔室；
[0029]第一电源装置，用于输出第一频率的电源；
[0030]第二电源装置，用于输出第二频率的电源；第一电源装置和第二电源装置均馈入至工艺腔体内。
[0031]进一步的，第一放电电极包括：阴极，被构造为第一放电电极的最下端喷淋头，工艺气体从孔中喷出；阴极背板，与阴极围成气体分配空间；通道部，被构造为至少具有一个供气体进入气体分配空间的进气通道；通道部设置于阴极背板的中心区域处且至少部分位于工艺腔体的外部。
[0032]进一步的，第一电源装置与第二电源装置共同电性连接至通道部对应的阴极背板的中心区域。
[0033]进一步的，第二电源装置电性连接至通道部对应的阴极背板的中心区域；第一电源装置电性连接至阴极背板的边缘区域。
[0034]进一步的，第一电源装置分成四处电性连接至阴极背板上；其中第一电源装置与阴极背板的连接位置对称设置在阴极背板的两条对角线上。
[0035]进一步的，第一电源装置电性连接至第一放电电极上，第一放电电极和第二放电电极形成的放电区域内悬浮设置第三放电电极和第四放电电极，第二电源装置电性连接在第三放电电极上，第四放电电极接地处理，其中，第三放电电极和第四放电电极为条状天线结构电极，第一放电电极和第二放电电极间距的范围在10mm至50mm之间，第三放电电极和第四放电电极间距的范围在5mm至45mm之间。
[0036]进一步的，大面积双频异质结太阳能电池薄膜沉积设备还包括：匹配器，用于调节所在电路的阻抗；第一电源装置和第二电源装置中的至少一个通过匹配器电性连接至放电电极。
[0037]进一步的，第一电源装置和第二电源装置分别通过两本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大面积双频异质结太阳能电池薄膜沉积方法，其特征在于：所述大面积双频异质结太阳能电池薄膜沉积方法至少包括：将待镀膜硅片放置于平板耦合化学气相沉积的工艺腔室内；向所述工艺腔室内通入工艺气体，所述工艺气体包含SiH4、H2、CO2、NO2、N2、O2、O3、Ar、NH3中的至少一种；通过所述工艺腔室内馈入的射频电源系统以激发分解所述工艺气体产生等离子体；在电场的作用下将所述等离子体转移到所述待镀膜硅片表面形成硅基薄膜或者对已沉积好的硅基薄膜进行等离子体界面处理；所述射频电源系统，包含第一电源装置，和比所述第一电源装置频率更高的第二电源装置，所述第一电源装置和第二电源装置的频率范围在0.3MHz至200MHz；所述射频电源系统与第一放电电极电性连接，所述第一放电电极包含有：带有气孔结构的阴极，与阴极围成气体分配空间的阴极背板，位于阴极背板中心作为气体进入所述气体分配空间的通道部；所述待镀膜硅片放置在载板上作为第二放电电极，所述第二放电电极接地处理；薄膜沉积过程中，所述第一放电电极的所述阴极与所述第二放电电极形成的电极间距范围为5mm至50mm；所述工艺腔室内的硅片衬底温度取值范围为100℃至300℃；所述工艺腔室内的气氛气压取值范围为0.2Torr至15Torr；所述第一放电电极和所述第二放电电极的尺寸长度范围为1m至4m，宽度为1m至4m；所述第一电源装置的功率取值范围为250W至60KW，所述第二电源装置的功率取值范围为250W至60KW；所述第一电源装置与所述第二电源装置的频率比值取值范围为1:50至1:1.5。2.根据权利要求1所述的大面积双频异质结太阳能电池薄膜沉积方法，其特征在于：所述工艺气体中的SiH4的流量取值范围为10sccm至10000sccm。3.根据权利要求1所述的大面积双频异质结太阳能电池薄膜沉积方法，其特征在于：所述第一电源装置和所述第二电源装置共同从所述通道部对应的阴极背板的中心区域馈入；或者，所述第二电源装置从所述通道部对应的阴极背板的中心区域馈入，所述第一电源装置从所述阴极背板的边缘区域馈入；或者，所述第一电源装置电性连接至所述第一放电电极上，第一放电电极和第二放电电极形成的放电区域内悬浮设置第三放电电极和第四放电电极，所述第二电源装置电性连接在所述第三放电电极上，所述第四放电电极接地处理。4.根据权利要求1所述的大面积双频异质结太阳能电池薄膜沉积方法，其特征在于：所述第一电源装置和所述第二电源装置的开启运行时间相异。5.一种用于权利要求1至4任一项所述的大面积双频异质结太阳能电池薄膜沉积方法的大面积双频异质结太阳能电池薄膜沉积设备，所述大面积双频异质结太阳能电池薄膜沉积设备包括：放电电极，由第一放电电极和第二放电电极组成，用于产生使气体电离的电场；所述放电电极尺寸长度范围为1m至4m，宽度为1m至4m；...

【专利技术属性】
技术研发人员：王登志，田罡煜，王青松，张衡，韩少文，屈庆源，
申请(专利权)人：苏州迈正科技有限公司，
类型：发明
国别省市：