[实用新型]太阳电池制造用立式HWCVD-PVD一体化设备

说明书

一种太阳电池制造用立式HWCVD‑PVD一体化设备，包括本征非晶硅薄膜沉积的HWCVD腔体I、掺杂非晶硅薄膜沉积的HWCVD腔体I、过渡腔体I、本征非晶硅薄膜沉积的HWCVD腔体II、掺杂非晶硅薄膜沉积的HWCVD腔体II、过渡腔体II、TCO薄膜沉积的PVD腔体等，各腔体之间依次采用真空锁结构连接；所用载板采用双载板设计，在装载硅片的位置采用镂空设计。本实用新型可使晶体硅异质结太阳电池两面非晶硅和TCO沉积的全过程封闭，减少了氧化和污染；省却了两套装备方案中的部分真空腔体、传递和下上料装置，设备更简单，工序和工时缩短；可实现硅片的两面镀膜，避免PECVD镀膜过程中的绕镀问题，提高生产效率。

技术领域

本实用新型涉及高效晶体硅太阳电池制造领域，特别是一种高效晶体硅太阳电池的制造装备。

背景技术

目前，一类先进高效的晶体硅太阳电池是基于非晶硅/晶体硅异质结结构。其生产技术中非常关键的两个步骤是非晶硅基薄膜的沉积（包括本征层和掺杂层，材质为非晶硅、微晶硅、纳米硅、掺氧非晶硅等）以及透明导电氧化物TCO层的沉积。该太阳电池结构一般结构为：在晶体硅片的一面依次为本征（i型）非晶硅层/p型非晶硅层/TCO层/金属电极，在晶体硅片的另外一面依次为本征（i型）非晶硅层/n型非晶硅层/TCO层/金属电极。在其生产制备技术中，比较常用的非晶硅基薄膜的沉积方法是低温化学气相沉积法，包括等离子体化学气相沉积（PECVD）和热丝化学气相沉积（HWCVD）两种；而TCO层的制备一般采用PVD法（磁控溅射法最常用）。在生产中，这两种技术所对应的设备通常是分开来的。即低温CVD设备是两套独立的系统，每套通常包括上料及预加热腔体、本征层沉积腔、掺杂沉积腔（p型或n型）以及下料腔体等几部分；而PVD设备也要包括上料腔、预加热腔、薄膜沉积腔以及下料腔体等，有些情况下PVD系统甚至需要两套，分别沉积晶体硅片两面的TCO薄膜。也就是说，在一条晶体硅异质结太阳产线上需要3台或者4台CVD和PVD设备。在一台CVD与PVD系统之间还需要硅片的上料和下料装置以及硅片在不同设备间传递的传送装置等。整体体系非常复杂。而且因为晶体硅片在两套设备之间传递时必须暴露于空气中，导致产品的表面受空气中水蒸气、氧气、灰尘等影响造成性能下降；生产中运营费用高，需要的人数也较多。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种新的CVD-PVD沉积系统的结构，使得晶体硅片在不暴露大气的情况下完成两面的本征非晶硅、p型非晶硅、n型非晶硅和TCO的镀膜，避免产品制备过程中本征和掺杂硅基薄膜以及TCO膜层几道工序间暴露于空气，提升晶体硅异质结太阳电池的性能，简化产线结构，降低其生产成本。

本实用新型是通过以下技术方案实现的。

本实用新型所述的一种太阳电池制造用立式HWCVD-PVD一体化设备，包括本征非晶硅薄膜沉积的HWCVD腔体I、掺杂非晶硅薄膜沉积的HWCVD腔体I、过渡腔体I、本征非晶硅薄膜沉积的HWCVD腔体II、掺杂非晶硅薄膜沉积的HWCVD腔体II、过渡腔体II、TCO薄膜沉积的PVD腔体，各腔体之间依次采用真空锁结构连接。

本实用新型采用双载板设计，即每次有两个载板（载板A、载板B）作为一组同时进入到腔体中镀膜，在非晶硅镀膜过程中，载板A和载板B分别位于垂直排列的热丝的两侧。

本实用新型所述的载板在装载硅片的位置采用镂空设计。

本实用新型采用立式HWCVD和立式PVD沉积系统，将这两种薄膜沉积装备集成在一台设备上。各腔体之间采用真空锁结构连接，产品在设备各腔体之间传递过程中不暴露大气。在TCO镀膜过程中，载板A和载板B依次进入TCO镀膜腔体，完成硅片两面的TCO镀膜。

本实用新型有以下显著的技术特征。

1）硅片的i、n、i、p四层非晶硅薄膜的沉积分别在四个腔体中完成，inip依次排列（或者ipin依次排列）。在ni两个腔体（或pi两个腔体）之间有一个过渡腔体，其作用是使载板A和载板B的位置互换，且调整载板的温度。