太阳能电池的沉积盒制造技术

技术编号:6259807 阅读:210 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本实用新型专利技术涉及一种太阳能电池沉积盒,属于太阳能电池技术领域。沉积盒包括阴极板屏蔽罩,所说的腔室是一个带滚轮的活动式腔室,该腔室内安装由电极板构成的电极阵列,该电极阵列包括至少一对阴极板和一块阳极板;馈入口位于电极板的阴极板背面中心区域内的下凹的圆形面内;馈入组件的端面呈圆形,与电极板的馈入口面接触连接,所述馈入组件接射频或甚频功率电源信号的负极;阴极板屏蔽罩上开有通孔,阴极板与屏蔽罩之间绝缘。积极效果是克服了一点或多点馈入因馈线距离造成的损耗,在射频/甚高频功率电源驱动下可获得均匀电场大面积稳定放电,有效的消除了甚高频引发的驻波和趋肤效应,能够提高产率,降低成本。(*该技术在2020年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本技术公开一种太阳能电池技术,确切的说一种由甚高频电源(27. 12MHz 100MHz)驱动的硅基薄膜太阳能电池的沉积盒
技术介绍
目前,硅基薄膜太阳能电池,采用等离子体增强化学气相沉积技术(PECVD)获取 单结或多结的光电转换P-I-N膜层,在薄膜太阳能电池制造行业通用这种射频电容耦合 平行电极板反应室。由电极板组件构成电极板阵列在反应室内进行等离子体化学气相沉 积。射频电容耦合平行板电极反应室广泛应用于非晶硅、非晶硅锗、碳化硅、氮化硅、氧化 硅等材料薄膜的大面积沉积。硅基薄膜太阳能电池是太阳能行业的一个重要分支,所采用 的平行电极板容性放电模式是太阳能电池行业的核心技术之一。13. 56MHz射频广泛应用 于非晶硅基薄膜材料的高速制备,生产效率高、工艺成本低。随着太阳能市场对硅基薄膜技 术要求不断提高,微晶、纳米晶硅基薄膜材料受到行业高度关注。但是在微晶工艺环境下, 13. 56MHz射频波衍生的等离子体浓度小,沉积速率低,沉积足够厚度薄膜所需时间长,背景 污染大,从而制备出的薄膜杂质含量高,光电学性能差,严重影响产品品质性能。如何高速 沉积成为晶化硅基薄膜技术能够成功服务于产业的关键。甚高频指频率为13. 56MHz的两倍或者更高倍的合法射频。在行业内,应用较多 的甚高频一般为27. 12 200MHz的范围。然而,在容性放电模式中,甚高频引发的驻波效 应和趋肤效应非常明显,而且随着驱动频率的增加而增强。美国加州大学Berkeley分校 的M. A. Lieberman教授对这两种效应做了深入研究。研究结果表明,甚高频PECVD沉积均 勻薄膜的临界条件在于激发频率的自由空间波长(Xtl)远大于容性放电电极板腔室尺寸因 子(X),趋肤深度(δ )远大于容厚因子(η。)以放电面积Im2为例,60MHz的激发频率下, 入^ X,δ η。因此在此激发频率下,趋肤和驻波效应非常明显,导致Im2电极板上放 电极不均勻。所以如何实现甚高频驱动的均勻大面积放电是晶化硅基薄膜技术亟待解决 的技术难题之一,这引起了行业的极大兴趣。2003年,美国专利2003/0150562Α1公开了平 板电容耦合放电中利用磁镜改善甚高频造成的电场不均勻性。中国专利200710150227. 4, 200710150228. 9,200710150229. 3,公开了甚高频电极的三种设计,通过甚高频信号的不同 馈入形式,获得均勻电场。但现存在的问题是1)VHF-PECVD反应室电极设计结构复杂;2) 仍需要继续改进的理由是生产中经常对反应室及电极不断的清洗、装卸都会造成异形电极 变形;3)现有专利中的多点馈入结构接触面积较小,要求各个馈入点路径对称,馈入点之 间的连接导体与阴极板之间不能有接触,准确的说连接导体需要与阴极板之间隔离屏蔽才 能实现有效放电。这些结构设计的实际要求比较苛刻,决定放电均勻程度的因素太多,而且 不能满足生产中拆洗等实际需求。因此在行业设备中,单点馈入为主流结构设计,但是由于 驻波和趋肤效应,单点馈入结构不能满足馈入高频频率提升的要求。为此,需要对现有沉 积夹具和电极朝实用性方面作进一步开发和改进,面对当前市场需求,使质量提高,成本降 低。同时,对于处理或沉积多片玻璃的CVD夹具体系,也是一个发展趋势。因此,对于能满足大批量生产,采用有效甚高频馈入模式的工业化产品开发和设计,对产业发展具有重要 的实际意义。
技术实现思路
本技术目的旨在解决甚高频电源驱动的放电不均勻性问题,而提供一种可获 得均勻电场的大面积VHF-PECVD沉积室使用一种全新概念设计的电极板组件构成的电极 阵列,以适用于产业化的大面积VHF-PECVD电极板多片阵列。本技术为实现以上任务提出沉积盒的技术解决方案提供一种太阳能电池的 沉积盒,包括电极板、信号馈入组件和腔室,其特征是还包括阴极板屏蔽罩,所述的腔室是 一个带滚轮的活动式腔室,该腔室内安装由电极板构成的电极阵列,并由此形成腔室阵列; 馈入口位于电极板的阴极板背面中心区域内的下凹的圆形面内;馈入组件的端面呈圆形, 与电极板的馈入口面接触连接,所述馈入组件接射频或甚频功率电源信号的负极;阴极板 屏蔽罩上开有通孔,阴极板与屏蔽罩之间绝缘;所述的电极阵列包括至少一对阴极板和一 块阳极板。所述的电极阵列的阳极板的两个面分别朝向对称放置的阴极板的有效放电工作面。所述的信号馈入组件包括铜质馈入芯体和绝缘层和外表屏蔽层。所述的阴极板是单面放电,阴极板的屏蔽罩包括陶瓷绝缘层、屏蔽层,屏蔽罩覆盖 整个阴极板背面和侧面。所述的电极阵列由多套带屏蔽罩的阴极板与多套接地的阳极板构成,该电极阵列 安装在多个活动式腔室内构成具有间距的放电腔室阵列。所述的阴极板屏蔽罩,还包括射频或甚高频功率电源信号馈入至阴极板背面的中 心位置及四周侧面的屏蔽。信号馈入组件由腰部和头部构成外形呈Z字形状,腰部有陶瓷 绝缘层,金属馈入芯是射频或甚高频馈线构成导电体。所述的馈入组件的另一端接射频或甚高频功率电源信号的阴极输出口和功率电 源匹配器。本技术沉积盒所产生的积极有益效果,区别于插槽式阴极板侧面馈入方式, 本技术能够获得更高均勻度和更大放电面积的稳定放电,接入电容小,实际放电功率 大,电极板阵列之间射频干扰小。也区别于单室沉积系统的阴极板中心点式馈入,接入电容 小、驻波和趋肤效应小,可集成阵列式多室沉积,极大提高生产效率。因此,通过优化甚高频 电源馈入形式、电极板的结构,解决射频/甚高频大面积放电均勻性问题,也是晶化硅基薄 膜高速高效制备技术的前提。本技术适用于任何功率、27. 12MHz 200MHz区间任何法 定频率的甚高频电源的大面积均勻放电。这种结构能够适用于多片沉积系统,大大提高产 率和降低了电池成本。该技术突破常规电极设计技术的限制,有效的消除了甚高频引 发的驻波和趋肤效应,达到适用于均勻放电的工业化应用水平。附图说明图1、是本技术沉积盒剖视图。图2、是本技术沉积盒腔室示意图。图3、图1中信号馈入组件201结构示意图。图4、是本技术图1中阴极板203结构示意图。图5、是图1中阴极板屏蔽罩204结构示意图。图6、是本技术的结构示意图。图7、是本技术实施例1结构示意图。图8、是本技术实施例2结构示意图。图1-8中,真空室01,沉积盒02,气体系统接入口 101,电源系统接入口 102,真 空室活动门103,轨道104,真空系统接入口 105,信号馈入组件201,绝缘屏蔽层202,阴极 板203,阴极板屏蔽罩204,基片206,绝缘条207,阳极板208,接地金属导槽209,下后门 板211,上后门板212,气体腔214,前门板215,侧框架216,车轮218,气体管道220,下底板 221。本技术贡献还在于基本解决了甚高频电源驱动的高速沉积膜层的均勻性和 一致性问题。以下结合附图进一步说明本
技术实现思路
沉积盒02放置在真空室01内,沉积盒02包括电极板、信号馈入组件、腔室和阴极 板屏蔽罩204。平行电极板的阴极板203和阳极板208,馈入口 203-1是圆形,信号馈入组件 201的一端面201-1是圆形,信号馈入组件201呈阶梯状包括腰部和一端面本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种太阳能电池的沉积盒,包括电极板、信号馈入组件和腔室,其特征在于还包括阴极板屏蔽罩,所述的腔室是一个带滚轮的活动式腔室,该腔室内安装由电极板构成的电极阵列,并由此形成腔室阵列;馈入口位于电极板的阴极板背面中心区域内的下凹的圆形面内;馈入组件的端面呈圆形,与电极板的馈入口面接触连接,所述馈入组件接射频或甚频功率电源信号的负极;阴极板屏蔽罩上开有通孔,阴极板与屏蔽罩之间绝缘;所述的电极阵列包括至少一对阴极板和一块阳极板。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:胡盛明李毅何祝兵李志坚王春柱周建华
申请(专利权)人:深圳市创益科技发展有限公司
类型:实用新型
国别省市:94[中国|深圳]

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