氮化硅膜沉积设备制造技术

本实用新型专利技术提供了一种氮化硅膜沉积设备，该氮化硅膜沉积设备包括两个或两个以上的反应腔，以及连接在反应腔之间的缓冲腔，反应腔与缓冲腔之间形成真空连接。通过在多个反应腔内分步生成多层厚度和折射率不同的氮化硅膜，能够在保证钝化效果的前提下进一步降低硅片表面光反射率；多个反应腔互不干扰，能够保证沉积过程稳定运行；多个反应腔之间采用缓冲腔连接，能够保证整个沉积过程在真空条件下进行，从而避免了与外部空气接触引入杂质。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及太阳能电池领域，具体而言，涉及一种氮化硅膜沉积设备。
技术介绍
在多晶硅太阳能电池的生产过程中，需要对扩散后的硅片表面沉积一层减反射膜以减少太阳光在硅片表面发生的反射。氮化硅薄膜具有高的化学稳定性、高电阻率、绝缘性好、硬度高、光学性能良好等特性，在太阳能电池上得到广泛的应用。作为减反射膜，氮化硅薄膜具有良好的光学性能，其折射率在2.0左右，比传统的二氧化硅减反射膜具有更好的减反射效果；同时，氮化硅薄膜还具有良好的钝化效果，对质量较差的硅片能起到表面和体内的钝化作用，这里的钝化是指使一些原子或分子与硅片表面缺陷处的不饱和化学键相结合，降低少数载流子在该缺陷处的复合几率。现有技术中，用板式PECVD(等离子增强化学气相沉积)在太阳能电池表面沉积氮化硅膜的方法有很多，包括形成单层膜或多层膜。当形成多层膜时，工艺流程是在一个反应腔内，按照装载、加热、沉积、冷却、卸载的流程重复多次，从而完成多层氮化硅膜的沉积。这样的工艺流程存在下列缺点：1)流程重复，耗时较长，不适合大规模生产；2)在一个反应腔内多层膜的沉积工艺相同，不能达到很好的减反射效果，如果在不同膜层沉积之间更换或改变工艺，则会使多层膜对应的工艺气体相互干扰，而且生产频繁中断，不太现实；3)在不同膜层沉积之间，太阳能电池的硅片与外部空气有接触，会将空气中的杂质带入到太阳能电池中，影响太阳能电池的电性能。针对现有技术中太阳能电池表面沉积氮化硅膜的工艺稳定性和可控性较差的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本技术提供了一种氮化硅膜沉积设备，以解决现有技术中太阳能电池表面沉积氮化硅膜的工艺稳定性和可控性较差的问题。本技术的一种氮化硅膜沉积设备，包括两个或两个以上的反应腔，以及连接在反应腔之间的缓冲腔，反应腔与缓冲腔之间形成真空连接。进一步地，反应腔通过管道与真空泵相连接。进一步地，反应腔内设置有压力计。进一步地，反应腔与缓冲腔之间安装有连接法兰，连接法兰上设置有密封圈。进一步地，氮化硅膜沉积设备还包括用于在反应腔和缓冲腔内传输硅片基体的载体，该载体为石墨舟，石墨舟设有滚轮，并通过传动轴与电机驱动连接。进一步地，沉积设备的上游端设置有加热腔，沉积设备的下游端设置有冷却腔。应用本技术技术方案的氮化硅膜沉积设备，在多个反应腔内分步生成多层厚度和折射率不同的氮化硅膜，能够在保证钝化效果的前提下进一步降低硅片表面光反射率；多个反应腔互不干扰，能够保证沉积过程稳定运行；多个反应腔之间采用缓冲腔连接，能够保证整个沉积过程在真空条件下进行，从而避免了与外部空气接触引入杂质。本技术提供的氮化硅膜的沉积设备，工艺稳定性、可控性良好，制备得到的多层氮化硅膜不仅可以有效地减少硅片基底表面的界面态缺陷密度，降低光生载流子在硅片基底表面复合的几率，保证钝化效果，而且能降低表面光反射率，增加对太阳光的吸收，提高太阳能电池的短路电流，从而提升太阳能电池的转换效率，适宜广泛应用于大规模生产中。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1示出了根据本技术的氮化硅膜沉积设备的工艺流程示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例，对本技术的技术方案进行详细的说明，但如下实施例仅是用以理解本技术，而不能限制本技术，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，本技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。在本技术的一种典型实施方式中，氮化硅膜沉积设备包括两个或两个以上的反应腔，以及连接在反应腔之间的缓冲腔，其中，反应腔与缓冲腔之间形成真空连接。多个反应腔的设置，可以分步生成多层厚度和折射率不同的氮化硅膜，能够在保证钝化效果的前提下进一步降低硅片表面光反射率；而且，多个反应腔通过缓冲腔相互分离、互不干扰，能够保证沉积过程稳定运行；反应腔与缓冲腔之间形成真空连接，能够保证整个沉积过程在真空条件下进行，从而避免了与外部空气接触引入杂质。本技术实施方式制备得到的多层氮化硅膜不仅可以有效地减少硅片基底表面的界面态缺陷密度，降低光生载流子在硅片基底表面复合的几率，保证钝化效果，而且能降低表面光反射率，增加对太阳光的吸收，提高太阳能电池的短路电流(Isc)，从而提升太阳能电池的转换效率。在一种优选的实施方式中，多个反应腔分别通过管道与真空泵相连接，在氮化硅膜沉积设备的运行过程中，通过真空泵的工作，保证密封的多个反应腔内一定的真空度，从而实现氮化硅膜沉积时所需要的真空环境，避免杂质的引入。在一种优选的实施方式中，各反应腔内设置有压力计，用来实时监测反应腔内的真空度，以实现对氮化硅膜沉积的真空环境的实时监控。在一种优选的实施方式中，反应腔与缓冲腔之间安装有连接法兰，连接法兰上设置有密封圈。通过连接法兰的对接，实现反应腔与缓冲腔之间的连通，并且通过设置密封圈，保证了反应腔与缓冲腔之间的真空密封连接，从而确保了氮化硅膜沉积的整个反应体系的真空环境。在一种优选的实施方式中，氮化硅膜沉积设备还包括用于在反应腔和缓冲腔内传输硅片基体的载体，该载体是石墨舟，石墨舟是石墨材料制成的由正方型网格组成的平面载体(网格数量一般有5×5、5×9和5×11三种)，每个网格内都刚好能放置一片硅片基体。反应腔或缓冲腔内两侧都装有相对称的几组滚轮，石墨舟两侧架设于滚轮上，滚轮通过传动轴与腔体外部的电机驱动连接。具体地，在腔体外部，各传动轴之间以及与电机的输出轴之间由皮带相连，当电机工作时，通过皮带驱动传动轴转动，进而带动反应腔或缓冲腔内滚轮的转动，从而驱动石墨舟将硅片基体向前传输。具体地，可以通过PLC(可编程逻辑控制器)控制电机的转速，进而控制石墨舟的传输速度。通过应用PLC自动控制系统，可以实现对硅片基体传输速度的精确控制。在一种优选的实施方式中，沉积设备的上游端设置有加热腔，沉积设备的下游端设置有冷却腔。通过设置加热腔和冷却腔，实现对氮化硅膜沉积前硅片基体加热升温环境以及沉积后冷却降温环境的控制和优化，进一步增强了沉积工艺的稳定性和可控性。典型的氮化硅膜沉积方法包括以下步骤：将硅片基体送入上述的氮化硅膜沉积设备，使得硅片基体连续通过反应腔以及反应腔之间的缓冲腔，在硅片基体上沉积多层氮化硅膜。通过在多个相互分离、互不干扰的反应腔内分步生成多层厚度和折射率不同的氮化硅膜，能够最大程度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氮化硅膜沉积设备，其特征在于，包括两个或两个以上的反应腔，以及连接在所述反应腔之间的缓冲腔，所述反应腔与所述缓冲腔之间形成真空连接。

【技术特征摘要】
1.一种氮化硅膜沉积设备，其特征在于，包括两个或两个以上的反应腔，以及连接在所述
反应腔之间的缓冲腔，所述反应腔与所述缓冲腔之间形成真空连接。
2.根据权利要求1所述的沉积设备，其特征在于，所述反应腔通过管道与真空泵相连接。
3.根据权利要求2所述的沉积设备，其特征在于，所述反应腔内设置有压力计。
4.根据权利要求2所述的沉积设备，其特征在于，所述反应腔与所述缓冲腔之...

【专利技术属性】
技术研发人员：解占壹，刘海金，刘伟，
申请(专利权)人：英利能源中国有限公司，
类型：实用新型
国别省市：