太阳能电池沉积用放电电极板阵列制造技术

本实用新型专利技术涉及一种太阳能电池沉积用放电电极板阵列，属于太阳能电池技术领域。太阳能电池沉积用放电电极板阵列包括由多个带屏蔽罩的电极板组件和信号馈入组件构成的电极板阵列，该电极板组件包括至少一对阴极板和一块阳极板，信号馈入组件的一个端面呈矩形，该矩形端面与电极板组件的馈入口面接触连接，馈入高频或甚高频功率电源信号至电极板组件的每块阴极板背面的中心区域下凹面内的馈入口。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，在射频或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】

本技术涉及一种太阳能电池技术，确切的说一种由甚高频电源、2 . 12MHz 100MHz)驱动的硅基薄膜太阳能电池沉积室用放电电极板阵列。
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。随着太阳能市场对娃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，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要对反应室及电极经常装卸和不断的清洗，都会造成异形电极变形；幻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及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板阵列，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的技术解决方案包括提供一种太阳能电池沉积用放电电极板阵列，包括至少一个电极板组件、信号馈入组件，其特征在于还包括由多个带屏蔽罩的电极板组件和信号馈入组件构成的电极板阵列，该电极板组件包括至少一对阴极板和一块阳极板，信号馈入组件的一个端面呈矩形，该矩形端面与电极板组件的馈入口面接触连接，馈入高频或甚高频功率电源信号至电极板组件的每块阴极板背面的中心区域下凹面内的馈入口。所述的电极组件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所述的信号馈入组件包括由铜质馈入芯带和外表屏蔽层构成Z字形条状的信号馈入带。所述的电极板组件包括单面放电的阴极板、陶瓷绝缘层、屏蔽罩，所述的屏蔽罩覆盖整个阴极板背面和侧面。所述的电极板阵列由多套带屏蔽罩的阴极板与多套接地的阳极板，构成具有放电间距的电极板腔室阵列。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。所述的信号馈入组件的另一端接包括高频或甚高频功率电源信号在内的阴极输出口和功率电源匹配器。本技术所产生的积极有益效果是，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是本技术电极板阵列示意图。图2是图1中信号馈入组件201结构示意图。图3是图1中203阴极板结构示意图。图4是图1中204阴极板屏蔽罩结构示意图。图5是本技术实施例2的示意图。图6是本技术实施例3的示意图。图7是实施案例中膜厚测试取样点分布图。图8是本技术的实施例2示意图，4个不同电极玻璃在电极板中沉积的微晶硅薄膜厚度分布。图9是本技术实施例2中典型的微晶硅拉曼谱。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
图1-4中，真空室01，气体系统接入口 101，真空系统接入口 105，阴极板203的陶瓷绝缘层207，接地金属导槽209，信号馈入组件201，馈入口 203-1的馈入面201-1，外表绝缘屏蔽层202，放置在阴极板和阳极板上待沉积的基片206。由阳极板208，阴极板203，阴极板屏蔽罩204，信号馈入组件201组成的电极阵列安装在真空室01内，阴极板203中心区域的馈入口 203-1是矩形。配套使用的信号馈入组件201的馈入端面201-1矩形，馈入组件201呈Z字形，其腰部扁平便于安装，信号馈入损耗少。克服了现有多点馈入对晶化硅基薄膜VHF-PECVD沉积技术难以克服的诸多问题，如反应室电极结构复杂；电极易变形、接触面积较小；各馈入点之间路径距离要求完全对称以及完全屏蔽等。而本技术的面馈入设计不存在这些问题，解决了能够获取均勻电场大面积腔室放电。尤其高效利用阳极板双工作面，对于处理或沉积多片玻璃基片的CVD本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种太阳能电池沉积用放电电极板阵列，包括至少一个电极板组件、信号馈入组件，其特征在于还包括由多个带屏蔽罩的电极板组件和信号馈入组件构成的电极板阵列，该电极板组件包括至少一对阴极板和一块阳极板，信号馈入组件的一个端面呈矩形，该矩形端面与电极板组件的馈入口面接触连接，馈入高频或甚高频功率电源信号至电极板组件的每块阴极板背面的中心区域下凹面内的馈入口。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池沉积用放电电极板阵列，包括至少一个电极板组件、信号馈入组件， 其特征在于还包括由多个带屏蔽罩的电极板组件和信号馈入组件构成的电极板阵列，该电极板组件包括至少一对阴极板和一块阳极板，信号馈入组件的一个端面呈矩形，该矩形端面与电极板组件的馈入口面接触连接，馈入高频或甚高频功率电源信号至电极板组件的每块阴极板背面的中心区域下凹面内的馈入口。2.根据权利要求1所述的太阳能电池沉积用放电电极板阵列，其特征在于所述的电极组件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。3.根据权利要求1所述的太阳能电池沉积用放电电极板阵列，其特征在于所述的信号馈入组件包括由铜质馈入芯带和外表屏蔽层构成Z字形条状的信号馈入带。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：何祝兵，李毅，胡盛明，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