專利名稱：薄膜太陽能電池的沉積裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于沉積薄膜太陽能電池的離子體增強化學氣相沉積 (PECVD)裝置，屬于太陽能電池技術領域。
背景技術：
PECVD (等離子體增強化學氣相沉積)是通過工藝氣體的等離子放電產生活性基團來促進薄膜生成的反應，能顯著降低化學氣相沉積(CVD)薄膜制備的溫度，使某些原本需要在高溫下進行的CVD鍍膜反應可以在較低溫度下進行，PECVD的主要優點是適合在低溫條件下制備大面積的薄膜，可以制得優質的半導體薄膜和介質薄膜，近年來在薄膜太陽能電池、平板顯示等領域獲得了廣泛的應用。對于目前廣泛采用的PECVD設備架構，如采用單室沉禾只的美國專利《Low-Cost and High Performance Solar Cell Manufacturing Machine)) (US 2007/0137574 Al)和并聯多室沉積如美國專利《Chamber for PECVD)) (US 2011/0097878 Al)等，工藝氣體的等離子體在流動并成膜的過程中其成分隨著工藝氣體的消耗而發生變化，造成PECVD制備的薄膜的均勻性在氣流方向上產生變化。為解決此類均勻性問題，可以采用加大工藝氣體流量/流速的方法，但這種方法往往會降低PECVD對工藝氣體(如SiH4、GeH4等)的利用率，目前市場上很多PECVD設備對工藝氣體的實際利用率不到50%。而PECVD設備所用的工藝氣體(如SiH4、GeH4等)大多純度要求很高，價格昂貴，例如2010年國內市場上純度99. 999%以上SiH4價格大多在800元/kg以上，而高純度GeH4 價格是高純度SiH4價格的20倍以上。因此，提高PECVD設備的氣體利用率對于降低PECVD 的生產成本和推廣高性價比的PECVD薄膜產品(如硅基薄膜太陽能電池等)具有重要意義。 中國專利ZL2008800M496. 9“硅烷的在循環和再利用”，收集等離子體增強化學氣相沉積法制備薄膜太陽能電池中未反應的硅烷或硅烷和氫氣的混合物，并將收集的氣體再循環到沉積室，使硅烷的利用率提高2-5倍。中國專利ZL2008800M496. 9雖然能夠提高硅烷的利用率，但是其操作復雜，主要是用于并聯連接的多個沉積室，且回收的氣體必須與氣體源一同使用。
實用新型內容本實用新型針對現有技術的不足，解決PECVD沉積設備工藝氣體利用率低、操作復雜等技術問題，提供一種用于沉積薄膜太陽能電池的等離子體增強化學氣相沉積 (PECVD)裝置。為了實現以上任務，本實用新型采用的技術方案是設計一種薄膜太陽能電池的沉積裝置，包括真空室和沉積盒，沉積盒的框架上裝有進氣室和混氣室，沉積盒是由至少兩個沉積腔室相互串聯連接構成的多級沉積腔體，相鄰沉積腔室之間由混氣室連接，每個沉積腔室內均設有電極板，電極板上裝有沉積基片。進氣室的下隔板和混氣室的上下隔板均設有安裝電極板的插槽。混氣室內設有氣體過濾裝置，把上一級沉積腔體內沒有充分利用的工藝氣體收集在混氣室內并過濾，然后再流到下一級沉積腔體進行薄膜沉積，實現工藝氣體的充分利用。進氣室的下隔板和混氣室的上下隔板均設有安裝電極板的插槽。多級沉積腔體中的上一級沉積腔室內的電極板數量大于下一級沉積腔室內的電極板數量。進氣室的下隔板的通氣孔數量大于混氣室中任何一塊隔板上的通氣孔數量。混氣室的隔板上的通氣孔呈遞減分布。混氣室的上、下隔板均開有氣體流通縫隙或圓孔，其大小和密度可以設置不同，以使得工藝氣體可以在混氣室內聚集并調整濃度。多級沉積腔體中的上一級沉積腔室的體積大于或等于下一級沉積腔室的體積。依據工藝氣體的消耗，一般下一級沉積腔體內放置的基片數量小于上一級沉積腔體內放置的基片數量，這樣既能保證不同沉積腔體內沉積的基片都有良好均勻性和性能，又使得工藝氣體得到充分利用。不同級的沉積腔體可以沉積相同尺寸規格的基片，也可以沉積不同尺寸規格的基片。本實用新型的積極效果是通過混氣室把沉積盒分成多個相互串聯的沉積腔室， 形成多級沉積腔體結構，各級沉積腔體通過相互之間的混氣室得到有效連接，以實現工藝氣體能夠依次流入各級沉積腔體并通過等離子放電反應來沉積薄膜，操作簡單，有效地提高了 PECVD薄膜制備過程中對工藝氣體的利用率。
圖1 本實用新型的結構示意圖。圖2 圖1中沉積盒02的框架結構示意圖。圖3 實施例一的結構示意圖。圖4 實施例二的結構示意圖。圖5 實施例三的結構示意圖。圖1至圖5中，01為真空室，02為沉積盒、03為支架，04為進氣管道，20為通氣孔， 21為框架，22為二級沉積腔體，23為混氣室，24為一級沉積腔體，25為進氣室，26為電極板，27為基片，28為氣體過濾裝置，29為三級沉積腔體。
具體實施方式
實施例1:薄膜太陽能電池的沉積裝置主要由真空室01和沉積盒02組成，進氣室25和混氣室23固定在沉積盒02的框架21上，在進氣室25的下隔板和混氣室23的上下隔板均固定有插放安裝電極板26的插槽，隔板上開有通氣孔20，通氣孔20的數量在不同隔板上的數量不同，一般下部隔板的數量少于上部的隔板，混氣室23將沉積區分割成一級沉積腔體M、 二級沉積腔體22、三級沉積腔體四、……等等，混氣室23內設有氣體過濾裝置觀，氣體過濾裝置觀可以去除流經上級沉積腔體的工藝氣體內的粉塵等雜質，提高下級沉積腔體的薄膜制備質量，進氣管道04與沉積盒02上的進氣室25相連接。沉積時，將裝好沉積基片 27的沉積盒02推入真空室01內，進氣管道04與進氣室25連通，工藝氣體進入進氣室25 內，從進氣室25下隔板上的通氣孔20進入一級沉積腔體M內，對一級沉積腔體M內的基片27進行沉積，多余的工藝氣體從混氣室23上隔板的通氣孔27進入混氣室23內，并使濃度上升，再從混氣室23下隔板的通氣孔27進入二級沉積腔體22內，開始對二級沉積腔體22內的基片27進行沉積，依此類推，一級一級的進行沉積，直至全部完成。見圖3，本實施例的沉積盒02是由兩個沉積腔室串聯構成的二級沉積腔體，沉積盒02由一個混氣室23分成上、下兩級沉積腔體組成，一級沉積腔體M和二級沉積腔體22 的高度相同，可以沉積同樣規格尺寸的基片27，但二級沉積腔體22內的電極板沈數量小于一級沉積腔體，因此沉積基片數量小于一級沉積腔體內的數量，下部沉積腔體的工藝氣體消耗量也小于上部沉積腔體，因此可以有效利用上部沉積腔體剩余的工藝氣體進行薄膜沉積，提高工藝氣體的利用率。實施例2 本實施例的PECVD裝置和實施例1類似，也是由上、下兩級工藝沉積腔體組成，但二級沉積腔體22的高度小于一級沉積腔體M的高度，因此二級沉積腔體22內的基片27 尺寸小于一級沉積腔體M的尺寸，這樣可以保證二級沉積腔體22內沉積時有足夠的工藝氣體量，薄膜沉積質量高。實施例3 本實施例的沉積盒為三級沉積腔體，即沉積盒02由兩個混氣室23分成三級沉積腔體組成，一級沉積腔體M的高度高于二級沉積腔體22和三級沉積腔體四的高度，二級沉積腔體22的高度與三級沉積腔體四的高度相同，沉積基片27的數量一級沉積腔體M 最多，二級沉積腔體22次之，三級沉積腔體四最少，這種逐級沉積基片遞減的結構，能實現工藝氣體的最大利用率。以上結合附圖對本實用新型的實施例作了詳細說明，但是本實用新型并不限于上述實施例，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本實用新型宗旨的前提下作出各種變化。
權利要求1.一種薄膜太陽能電池的沉積裝置，包括真空室(01)和沉積盒(02)，其特征在于所述沉積盒(02 )的框架(21)上裝有進氣室(25 )和混氣室(23 )，沉積盒(02 )是由多個沉積腔室構成的多級沉積腔體，相鄰沉積腔室之間有混氣室(23)連接；每個沉積腔室內均設有電極板(26 )，該電極板上裝有沉積基片。
2.根據權利要求1所述的薄膜太陽能電池的沉積裝置，其特征在于所述進氣室(25)和混氣室(23)的隔板上均設有安裝電極板(26)的插槽。
3.根據權利要求1所述的薄膜太陽能電池的沉積裝置，其特征在于所述混氣室(23)內設有氣體過濾裝置(28)。
4.根據權利要求2所述的薄膜太陽能電池的沉積裝置，其特征在于所述進氣室(25)和混氣室(23)的隔板均設有通氣孔(20)。
5.根據權利要求1所述的薄膜太陽能電池的沉積裝置，其特征在于所述多級沉積腔體內的基片(26 )數量呈逐級遞減分布。
6.根據權利要求4所述的薄膜太陽能電池的沉積裝置，其特征在于所述進氣室(25)隔板上的通氣孔(20)數量大于混氣室(23)中任何一塊隔板上的通氣孔(20)數量。
7.根據權利要求6所述的薄膜太陽能電池的沉積裝置，其特征在于所述多級沉積腔體中的混氣室(23)隔板上的通氣孔(20)數量呈逐級遞減分布。
8.根據權利要求1所述的薄膜太陽能電池的沉積裝置，其特征在于所述多級沉積腔體中的上一級沉積腔室的體積大于或等于下一級沉積腔室的體積。
專利摘要本實用新型涉及一種用于沉積薄膜太陽能電池的離子體增強化學氣相沉積(PECVD)裝置，屬于太陽能電池技術領域。解決解決PECVD沉積設備工藝氣體利用率低、操作復雜等技術問題。薄膜太陽能電池的沉積裝置，包括真空室和沉積盒，沉積盒的框架上裝有進氣室和混氣室，沉積盒是由至少兩個沉積腔室相互串聯連接構成的多級沉積腔體，相鄰沉積腔室之間由混氣室連接，每個沉積腔室內均設有電極板，電極板上裝有沉積基片。本實用新型采用多級沉積腔體結構，各級沉積腔體通過相互之間的混氣室得到有效連接，有效地提高了PECVD薄膜制備過程中對工藝氣體的利用率。
文檔編號C23C16/455GK202193842SQ20112029543
公開日2012年4月18日 申請日期2011年8月15日 優先權日2011年8月15日
發明者李毅, 胡盛明, 虞曉江 申請人:深圳市創益科技發展有限公司