[发明专利]一种制备背钝化太阳能电池的设备及其工艺

说明书

本发明公开了一种制备背钝化太阳能电池的设备及其工艺，该种制备背钝化太阳能电池的设备及其工艺包括进料腔、第一工艺腔、隔离腔、第二工艺腔和出料腔，所述进料腔、第一工艺腔、隔离腔、第二工艺腔和出料腔的腔体之间设有阀门，第一工艺腔和第二工艺腔内都铺有加热板，在依次连接的每一个腔体内装置有传输滚轮，载有硅片的托盘在滚轮上传输，载有硅片的托盘依次经过进料腔、第一工艺腔、隔离腔、第二工艺腔和出料腔。通过上述方式，本发明同时制备Topcon太阳能电池的隧穿二氧化硅膜层及掺杂非晶/微晶硅膜层，可制备更高效率的Topcon太阳能电池，避免离子损伤，动态传输，提高膜层的均匀性，提高了产能。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，特别是涉及一种制备背钝化太阳能电池的设备及其工艺。

背景技术

传统化石能源的大规模使用对环境造成了严重的破坏，也逐渐面临使用枯竭的问题，因此对太阳能等新能源的利用已成为人类发展的重要选择，随着平价上网的逐步实现，太阳能电池行业近几年发展迅速，目前PERC太阳能电池由于其高转换效率及低制造成本占据太阳能电池大部分市场，但其转换效率的提升也几乎到了瓶颈期，且成本下降空间也较狭窄，而Topcon太阳能电池被认为是下一代具有更高转换效率的太阳能电池技术路线，Topcon太阳能电池可以将产业化太阳能电池转换效率提升1-1.5％左右。

目前用于制备Topcon太阳能电池的隧穿二氧化硅薄膜及掺杂非晶/微晶硅薄膜的设备一般都为低压力化学气相沉积镀膜LPCVD设备(以下简称LPCVD设备)、静态板式等离子体增强化学气相沉积镀膜PECVD设备(以下简称PECVD设备)或者管式PECVD镀膜设备，采用LPCVD设备需要很高的工艺温度，一般500-900℃，容易对硅片本身造成损伤，高的工艺温度也增加了设备的寿命损耗，增加电能能耗，而且LPCVD镀膜速率很慢，设备产能低，同时也有很严重的绕镀问题，且不容易实现在线原位掺杂。

采用静态板式PECVD镀膜设备制备Topcon太阳能电池的隧穿二氧化硅层和掺杂非晶/微晶硅膜层，可以很好的改善绕镀问题，提高镀膜速率，降低反应温度，通过等离子体辅助可以使反应温度控制在200-500℃范围内，但是采用静态板式PECVD设备制备超薄的二氧化硅膜层很难控制膜层的均匀性，而且镀膜速率较快，膜层质量不够优异，且等离子体镀膜过程中伴有离子损伤，这些都影响了二氧化硅的钝化性能，采用静态板式PECVD设备制备掺杂非晶/微晶硅薄膜时，由于膜层较厚，膜层100-200nm，需要较大的镀膜腔体以提高产能，喷淋板面积也增大，当加热板温度高于250℃时，喷淋板受到加热板的热辐射后容易发生变形，严重影响镀膜的均匀性，而且采用静态板式PECVD设备镀膜时，每一个托盘传入和传出镀膜腔体的时候都需要关闭等离子体，并把腔体抽至最低压力，且托盘在传入腔体后还需要一个加热稳定和通入工艺气体稳压的过程，再开启等离子体进行镀膜，这些动作都浪费了工艺腔体的镀膜利用时间，降低了产能。

采用管式PECVD设备制备掺杂非晶/微晶硅薄膜时，由于石墨舟的舟片间连接的陶瓷杆和陶瓷套环很容易被镀上掺杂非晶/微晶硅膜层，掺杂后的非晶/微晶硅膜层电导率很高，导致石墨舟的正负极间发生导通，无法继续镀膜，从而无法实现在线掺杂的功能，另外管式PECVD设备一般都采用频率较低的电源，一般为40KHz-250kHz，低频电源镀膜时，容易产生较重的离子损伤，降低了膜层的钝化效果。

基于以上缺陷和不足，有必要对现有的技术予以改进，设计出一种制备背钝化太阳能电池的设备及其工艺。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种制备背钝化太阳能电池的设备及其工艺，D-PECVD镀方式同时制备Topcon太阳能电池的隧穿二氧化硅膜层及掺杂非晶/微晶硅膜层，提高膜层的均匀性，提高了产能；采用ALD或PEALD镀膜方式与D-PECVD镀方式相结合可制备更高效率的Topcon太阳能电池；采用臭氧氧化镀膜方式和D-PECVD镀膜方式结合起来，避免离子损伤，动态传输，提高了产能，提高了膜层均匀性。