硅基薄膜太阳能电池制造方法及其制造装置制造方法及图纸

一种硅基薄膜太阳能电池制造方法及其制造装置，所述制造方法包括：提供基板，所述基板上包括透明电极层；提供一化学气相沉积装置，所述化学气相沉积装置包括第一处理腔；将所述基板传输至第一处理腔中，在所述透明电极层上形成P型半导体层；将包括P型半导体层的基板从所述第一处理腔中取出，对所述第一处理腔进行清洗；将包括P型半导体层的基板传输至第一处理腔中，在所述P型半导体层上形成本征半导体层；在所述本征半导体层上形成N型半导体层。所述制造装置包括：加载腔、第一处理腔、包括搬运机械手的真空传输腔和控制模块。本发明专利技术可以低成本且高效地消除形成P型半导体层时的残留物对本征半导体层的污染。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及薄膜太阳能电池
，尤其涉及一种硅基薄膜太阳能电池制造方法及其制造装置。
技术介绍
薄膜太阳能电池是在玻璃、金属或塑料等基板上沉积很薄(几微米至几十微米)的光电材料而形成的ー种太阳能电池。薄膜太阳能电池具备弱光条件下仍可发电、生产过程能耗低及可大幅度降低原料和制造成本等一系列优势，已成为近年来的研究热点，其市场发展潜力巨大。在公开号为CN101775591A的中国专利申请中公开了ー种非晶硅薄膜太阳能电池，如图1所示。所述非晶硅薄膜太阳能电池依次包括玻璃基板10、透明电极层11、P型非晶硅层12、本征非晶硅层13、N型非晶硅层14、背电极18和保护板19，其中P型非晶硅层12、本征非晶硅层13和N型非晶硅层14共同组成ー个非晶硅光电単元。现有技术中还存在ー种微晶硅薄膜太阳能电池，參考图2所示，所述微晶硅薄膜太阳能电池依次包括玻璃基板10、透明电极层11、P型微晶娃层15、本征微晶娃层16、N型微晶娃层17、背电极18和保护板19,其中P型微晶娃层15、本征微晶娃层16和N型微晶娃层17共同组成ー个微晶娃光电单兀。现有技术中还发展了ー种非晶硅和微晶硅叠层薄膜太阳能电池，如图3所示，所述非晶硅和微晶硅叠层薄膜太阳能电池依次包括玻璃基板10、透明电极层11、非晶硅光电单元、微晶硅光电单元、背电极18、保护板19，其中所述非晶硅光电单元由P型非晶硅层12、本征非晶硅层13和N型非晶硅层14共同组成；所述微晶硅光电単元由P型微晶硅层15、本征微晶娃层16和N型微晶娃层17共同组成。以下以非晶硅和微晶硅叠层薄膜太阳能电池为例，说明现有技术中薄膜太阳能电池的制造过程。參考图3和图4，图4是现有技术中非晶硅和微晶硅叠层薄膜太阳能电池生产设备的俯视结构示意图。该设备用于制造图3中的非晶硅和微晶硅叠层薄膜太阳能电池，包括加载腔31，用于加载包括透明电极层11的玻璃基板10 ;卸载腔32，用于卸载包括N型微晶硅层17的玻璃基板10 ;非晶硅处理腔33，用于在所述透明电极层11上依次形成P型非晶硅层12、本征非晶硅层13和N型非晶硅层14 ;微晶硅处理腔34，用于在所述N型非晶硅层14上依次形成P型微晶硅层15、本征微晶硅层16和N型微晶硅层17 ;真空传输腔35分别连接所述加载腔31、卸载腔32、非晶硅处理腔33和微晶硅处理腔34，所述真空传输腔35包括搬运机械手36，用于将包括透明电极层11的玻璃基板10从加载腔31传输至非晶硅处理腔33，并将包括N型非晶硅层14的玻璃基板10从非晶硅处理腔33传输至微晶硅处理腔34，并将包括N型微晶硅层17的玻璃基板10从微晶硅处理腔34传输至卸载腔32。所述加载腔31和卸载腔32的两端都有阀门30，所述非晶硅处理腔33和微晶硅处理腔34只在连接真空传输腔35的一端有阀门30。所述非晶硅处理腔33和微晶硅处理腔34 —般都是等离子体增强化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD)装置，图 5 为现有技术中 PECVD装置的一实施例的示意图。所述PECVD装置主要包括反应腔103、上电极101、电源104和下电极102，其中上电极101和下电极102位于反应腔103内，所述上电极101与所述电源104相连，所述下电极102接地，反应气体通过反应腔103的进气ロ(图未示)进入上电极101，通过上电极101将气体均匀分布进入反应腔103内。在PECVD沉积所述非晶硅光电单元或所述微晶娃光电单元的步骤包括将玻璃基板10置于下电极102上；向反应腔103中通入硅烷及氢气，电源104向上电极101通入射频信号以产生辉光放电并产生等离子体，从而在上电极101和下电极102之间形成等离子体。等离子体中的电子与硅烷发生化学反应，以在玻璃基板10形成所述非晶硅光电单元或所述微晶硅光电单元。一井结合图3和图4，所述非晶硅和微晶硅叠层薄膜太阳能电池的制造方法具体包括第一歩，提供玻璃基板10，并在玻璃基板10上形成透明电极层11 ；第二步，将包括透明电极层11的玻璃基板10加载至加载腔31中，真空传输腔35中的搬运机械手36将该玻璃基板10从加载腔31传输至非晶硅处理腔33中，在所述透明电极层11上依次沉积形成P型非晶硅层12、本征非晶硅层13和N型非晶硅层14 ； 第三步，真空传输腔35中的搬运机械手36将包括N型非晶硅层14的玻璃基板10从非晶硅处理腔33中传输至微晶硅处理腔34中，在所述N型非晶硅层14上依次沉积形成P型微晶娃层15、本征微晶娃层16和N型微晶娃层17 ；第四步，真空传输腔35中的搬运机械手36将包括N型微晶硅层17的玻璃基板10从微晶硅处理腔34中传输至卸载腔32中；第五歩，卸载腔32将包括N型微晶硅层17的玻璃基板10卸载出图4所示的设备，然后在N型微晶硅层17上依次形成背电极18和保护板19。由于P型非晶硅层12、本征非晶硅层13和N型非晶硅层14在同一处理腔中连续沉积形成，P型微晶娃层15、本征微晶娃层16和N型微晶娃层17也在同一处理腔中连续沉积形成，因而，所述P型非晶硅层12或P型微晶硅层15的反应残留物等会对后续本征非晶硅层13或本征微晶硅层16的沉积产生污染，从而降低了薄膜电池的光电转换效率，最終影响其发电性能。为了避免P型非晶硅层12对本征非晶硅层13的污染或者是P型微晶硅层15对本征微晶硅层16的污染，现有技术提出了两种不同的解决方法第一，提供ー种PECVD装置，其分别在不同的处理腔中沉积P型非晶硅层12、本征非晶硅层13、P型微晶硅层15和本征微晶硅层16。但该种PECVD装置结构复杂、价格昂贵，增加了薄膜太阳能电池的生产成本。第二，在形成P型非晶硅层12之后且在形成本征非晶硅层13之前或者在形成P型微晶硅层15之后且在形成本征微晶硅层16之前，采用水蒸气清洗的方法在P型非晶硅 层12或P型微晶硅层15上形成钝化层。但是该方法只能避免P型非晶硅层12上残留的掺杂气体或其他残留物对本征非晶硅层13的污染，或者避免P型微晶硅层15上残留的掺杂气体或其他残留物对本征微晶硅层16的污染，而不能避免处理腔壁上的掺杂气体或其他残留物循环到本征非晶硅层13或本征微晶硅层15上，从而削弱P型非晶硅层12与本征非晶硅层13界面处本征非晶硅层13内的电场强度，或者削弱P型微晶硅层15与本征微晶硅层16界面处本征微晶硅层16内的电场强度，最終降低太阳能电池的收集效率，劣化电池性能。因此，在薄膜太阳能电池的制造过程中，如何低成本且高效地消除形成P型非晶硅层12或P型微晶硅层15后的残留物对本征非晶硅层13或本征微晶硅层16的污染就成为本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种硅基薄膜太阳能电池制造方法及其制造装置，用以解决现有技术中存在的薄膜太阳能电池制造过程中的污染问题。本专利技术提供了一种硅基薄膜太阳能电池制造方法，包括提供基板，所述基板上包括透明电极层；提供一化学气相沉积装置，所述化学气相沉积装置包括第一处理腔；将所述基板传输至第一处理腔中，在所述透明电极层上形成P型半导体层；将包括P型半导体层的基板从所述第一处理腔中取出，对所述第一处理腔进行清洗；将包括P型半导体层的基板本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅基薄膜太阳能电池制造方法，包括：提供基板，所述基板上包括透明电极层；提供一化学气相沉积装置，所述化学气相沉积装置包括第一处理腔；将所述基板传输至第一处理腔中，在所述透明电极层上形成P型半导体层；将包括P型半导体层的基板从所述第一处理腔中取出，对所述第一处理腔进行清洗；将包括P型半导体层的基板传输至第一处理腔中，在所述P型半导体层上形成本征半导体层；在所述本征半导体层上形成N型半导体层。

【技术特征摘要】
1.一种硅基薄膜太阳能电池制造方法，包括 提供基板，所述基板上包括透明电极层； 提供一化学气相沉积装置，所述化学气相沉积装置包括第一处理腔； 将所述基板传输至第一处理腔中，在所述透明电极层上形成P型半导体层； 将包括P型半导体层的基板从所述第一处理腔中取出，对所述第一处理腔进行清洗； 将包括P型半导体层的基板传输至第一处理腔中，在所述P型半导体层上形成本征半导体层； 在所述本征半导体层上形成N型半导体层。2.如权利要求1所述的硅基薄膜太阳能电池制造方法，其特征在于，所述硅基薄膜太阳能电池为非晶硅薄膜太阳能电池，所述第一处理腔为非晶硅处理腔，所述P型半导体层为P型非晶硅层，所述本征半导体层为本征非晶硅层，所述N型半导体层为N型非晶硅层。3.如权利要求2所述的硅基薄膜太阳能电池制造方法，其特征在于，对所述第一处理腔进行清洗的时间大于或等于20秒且小于或等于200秒。4.如权利要求1所述的硅基薄膜太阳能电池制造方法，其特征在于，所述硅基薄膜太阳能电池为微晶硅薄膜太阳能电池，所述第一处理腔为微晶硅处理腔，所述P型半导体层为P型微晶硅层，所述本征半导体层为本征微晶硅层，所述N型半导体层为N型微晶硅层。5.如权利要求4所述的硅基薄膜太阳能电池制造方法，其特征在于，对所述第一处理腔进行清洗的时间大于或等于40秒且小于或等于400秒。6.如权利要求1所述的硅基薄膜太阳能电池制造方法，其特征在于，所述硅基薄膜太阳能电池为非晶硅和微晶硅叠层薄膜太阳能电池，所述第一处理腔为非晶硅处理腔，所述P型半导体层为P型非晶硅层，所述本征半导体层为本征非晶硅层，所述N型半导体层为N型非晶硅层。7.如权利要求6所述的硅基薄膜太阳能电池制造方法，其特征在于，所述化学气相沉积装置还包括第二处理腔，所述第二处理腔为微晶硅处理腔，所述方法还包括 将包括N型非晶硅层的基板传输至第二处理腔中，在所述N型非晶硅层上形成P型微晶娃层； 将包括P型微晶硅层的基板从所述第二处理腔中取出，对所述第二处理腔进行清洗； 将包括P型微晶硅层的基板传输至第二处理腔中，在所述P型微晶硅层上形成本征微晶娃层; 在所述本征微晶硅层上形成N型微晶硅层。8.如权利要求1所述的硅基薄膜太阳能电池制造方法，其特征在于，所述清洗为原位等离子体清洗或者远程等离子体清洗。9.如权利要求1所述的硅基薄膜太阳能电池制造方法，其特征在于，对所述第一处理腔进行清洗的时间与形成所述P型半导体层的时间成正比。10.如权利要求1所述的硅基薄膜太阳能电池制造方法，其特征在于，还包括在对所述第一处理腔进行清洗时，对从第一处理腔取出的基板进行加热处理。11.如权利要求1所述的硅基薄膜太阳能电池制造方法，其特征在于，还包括在将包括所述P型半导体层的基板从所述第一处理腔取出之前，在所述P型半导体层上形成钝化层。12.如权利要求1所述的硅基薄膜太阳能电池制造方法，其特征在于，还包括N型半导体层在第一处理腔中形成，在形成所述N型半导体层之后，将包括N型半导体层的基板从所述第一处理腔中取出，对所述第一处理腔进行清洗。13.如权利要求1所述的硅基薄膜太阳能电池制造方法，其特征在于，还包括在形成所述N型半导体层之后，将包括N型半导体层的基板从所述第一处理腔中取出，在所述N型半导体层上依次形成背电极和保护板。14.如权利要求1所述的硅基薄膜太阳能电池制造方法，其特征在于，所述化学气相沉积装置还包括真空传输腔，所述真空传输腔连接所述第一处理腔，所述真空传输腔包括搬运机械手，在对所述第一处理腔进行清洗时，所述基板位于所述搬运机械手上。15.如权利要求1所述的硅基薄膜太阳能电池制造方法，其特征在于，所述化学气相沉积装置为等离子体增强化学气相沉积装置。16.如权利要求1所述的硅基薄膜太阳能电池制造方法，其特征在于，所述化学气相沉积装置还包括N型处理腔，在所述本征半导体层上形成N型半导体层包括将包括本征半导体层的基板从所述第一处理腔传输至N型处理腔，在所述N型处理腔中形成N型半导体层。17.如权利要求12或16所述的硅基薄膜太阳能电池制造方法，其特征在于，所述硅基薄膜太阳能电池为非晶硅和微晶硅叠层薄膜太阳能电池，所述第一处理腔为非晶硅处理腔和微晶硅处理腔，所述P型半导体层为P型非晶硅层，所述本征半导体层为本征非晶硅层，所述N型半导体层为N型非晶硅层，在形成N型非晶硅层之后，所述方法还包括 清洗所述第一处理腔； 将包括N型非晶硅层的基板传输至第一处理腔，在所述N型非晶硅层上形成P型微晶娃层; 将包括P型微晶硅层的基板从所述第一处理腔中取出，对所述第一处理腔进行清洗； 将包括P型微晶娃层的基板传输至第一处理腔中，在所述P型微晶娃层上形成本征微晶娃层; 在所述本征微晶硅层上形成N型微晶硅层。18.一种硅基薄膜太阳能电池制造装置，包括 加载腔，用于加载包括透明电极层的基板； 第一处理腔，用于在所述透明电极层...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡兵，
申请(专利权)人：理想能源设备上海有限公司，
类型：发明
国别省市：