[发明专利]一种真空镀膜设备中Zn杂质元素的去除方法

说明书

技术领域

本发明涉及薄膜太阳能电池技术领域，具体为一种真空镀膜设备中Zn杂质元素的去除方法。

背景技术

太阳能电池膜层质量对太阳能电池性能有关键性影响，高的膜层质量是保证电池性能的必备要素，为了保证高的膜层质量，除了控制各种反应气体的纯度外，还要防止任何的其它污染源。

当今工业上广泛使用的PECVD系统，采用一对平板形状相互平行的电极来激发等离子体，并提供薄膜沉积或蚀刻表面。这两个电极板分别为接地的正极和用来激发等离子体的激发电极（负极）。常规的激发方式为射频（RF）和极高频（VHF）,当今工业上非微晶硅等薄膜电池前电极一般采用BZO等作为透明导电材料。沉积非晶硅时，非晶硅膜层覆盖玻璃基底之前，镀有BZO的前板玻璃会有Zn元素在RF的溅射下，很容易被溅射出来，粘附在反应腔上部，并在薄膜的沉积过程过落下来，当Zn元素在反应腔上部积累到一定程度时，会对膜层有明显的影响。针对被溅射出来的Zn元素，用PECVD自带的清洁系统很难清除干净。

现有的PECVD自带的清洁系统，其反应腔清洗技术主要为了清洗残留的Si元素，主要采用NF₃和Ar气在高的射频功率下，离化成等离子体对残留Si膜层进行腐蚀。这对Zn元素的清洗作用非常有限，达不到对Zn元素的清洗效果，目前还没有专门针对Zn元素的有效清洗方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种真空镀膜设备中Zn杂质元素的去除方法，具有Zn杂质元素去除效果好、操作方便、成本低廉和生产效率高的特点。

本发明可以通过以下技术方案来实现：

本发明公开了一种真空镀膜设备中Zn杂质元素的去除方法，在沉积非微晶硅薄膜电池后再向反应腔中通入氧源气体、氢源气体和碳源气体，其具体步骤包括：

第一步、向反应腔通入氢源气体和氧源气体，将反应腔的温度保持在100～115°C之间，调节射频放电功率密度进行辉光放电对体系进行反应活化，控制气压在1.5～3mbar，使氢源气体、氧源气体与Zn元素反应生成Zn的化合物，控制反应持续50～200秒之间，停止辉光放电，将残余气体抽出真空腔；

第二步、向反应腔通入碳源气体，将反应腔的温度保持在100～115°C之间，调节射频放电功率密度进行辉光放电对体系进行反应活化，继续使碳源气体与Zn元素反应生成Zn的化合物，控制气压在0.5～2mbar,反应持续50～200秒之间，停止辉光放电，将残余气体抽出真空腔；

所述第一步和第二步交替进行。

在进行去除Zn杂质元素操作步骤的第一步和第二步之前先通入NF₃和Ar气去除残余Si元素，并彻底排除残余气体。

所述第一步和第二步的射频放电功率密度为10～60mw/cm²。

所述氢源气体为H₂O气体，所述氧源气体的O₂，所述碳源气体为CO₂。

所述氧源气体的流量为3～5 sccm，所述碳源气体的流量为3～5 sccm。

本发明一种真空镀膜设备中Zn杂质元素的去除方法，具有如下的有益效果：

第一、Zn杂质元素去除效果好，通过氧源气体、氢源气体、碳源气体在辉光条件下使Zn形成Zn化合物，有效去除Zn杂质元素；

第二、操作方便，在对Zn杂质元素的控制过程中，只需要控制氧源气体、氢源气体、碳源气体的气体流量及辉光反应的功率、时间即可对反应过程进行控制，需要调节的参数少，简化操作控制环节；

第三、成本低廉，反应所需要的原料氧源气体、氢源气体、碳源气体来源广泛，节省材料成本，辉光反应时间短，能耗成本低；

第四、生产效率高，充分利用反应腔在去除Si杂质元素的辉光反应的条件，直接在反应腔充入氧源气体、氢源气体、碳源气体即可开启去除过程，反应操作设置在Si杂质元素去除之后，无需转序，有效提升了生产效率。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例及对本发明产品作进一步详细的说明。

实施例1

本发明公开了一种真空镀膜设备中Zn杂质元素的去除方法，在沉积非微晶硅薄膜电池后再向反应腔中通入氧源气体、氢源气体和碳源气体，在进行去除Zn杂质元素操作步骤的第一步和第二步之前先通入NF₃和Ar气去除残余Si元素，并彻底排除残余气体，然后按照以下步骤进行：