本實用新型涉及太陽能電池制造領(lǐng)域,尤其涉及一種板式PECVD機臺在線鈍化和抗PID裝置。
背景技術(shù):
常規(guī)的化石燃料日益消耗殆盡,在現(xiàn)有的可持續(xù)能源中,太陽能無疑是一種最清潔、最普遍和最有潛力的替代能源。太陽能發(fā)電裝置又稱為太陽能電池或光伏電池,可以將太陽能直接轉(zhuǎn)換成電能,其發(fā)電原理是基于半導(dǎo)體PN結(jié)的光生伏特效應(yīng)。太陽能發(fā)電裝置的核心是電池片,目前絕大多數(shù)都采用硅片制成。
光伏電池生產(chǎn)過程中,需要在光伏電池的半成品電池即硅片的表面鍍上一層減反射膜。目前,采用等離子體增強化學(xué)氣相沉積方法(PECVD,Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition),使氣體在硅電池片表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并形成覆蓋層,即減反射膜。減反射膜的主要作用是:降低反射率、良好的體鈍化和表面鈍化,以及利用氮化硅薄膜的強致密性和耐多數(shù)酸堿性,在硅片表面形成保護層。而通常情況下電池片的結(jié)區(qū)和發(fā)射區(qū)存在很多缺陷和深能級雜質(zhì),這些缺陷和深能級雜質(zhì)的存在,大大降低了電池片的少子壽命,最終導(dǎo)致電池片效率偏低。同時,目前市場上均要求電池片具有抗PID的性能,現(xiàn)在普遍的做法是在刻蝕后,再用單獨的抗PID機臺沉積氧化層。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型的目的在于提供一種板式PECVD機臺在線鈍化和抗PID裝置。
為達到上述目的,本實用新型采用的技術(shù)方案是:一種板式PECVD機臺在線鈍化和抗PID裝置,沿硅片的傳輸方向,預(yù)熱室和工藝室之間依次設(shè)置有鈍化室和氧化室;
所述鈍化室內(nèi)設(shè)置有第一微波發(fā)生器、第一磁極、第一進氣管、第一流量控制器、第一加熱板、第一溫度傳感器和第一壓力計,所述第一進氣管連接鈍化室及氫氣氣源,第一流量控制器設(shè)于第一進氣管上;
所述氧化室內(nèi)設(shè)置有第二微波發(fā)生器、第二磁極、第二進氣管、第二流量控制器、第二加熱板、第二溫度傳感器和第二壓力計,所述第二進氣管連接氧化室及氧氣氣源,第二流量控制器設(shè)于第二進氣管上。
上述方案中,所述第一磁極/第二磁極為U形磁極。
上述方案中,所述鈍化室沿硅片傳輸方向的長度為1~1.5米,寬度和原機臺保持一致。
上述方案中,所述氧化室沿硅片傳輸方向的長度為0.5~1米,寬度和原機臺保持一致。
上述方案中,所述鈍化室內(nèi)設(shè)置有1~3個第一微波發(fā)生器。
上述方案中,所述氧化室內(nèi)設(shè)置有1~2個第二微波發(fā)生器。
上述方案中,還包括一控制器;
所述第一溫度傳感器的信號輸出端與所述控制器的信號輸入端電連接,控制器的輸出端與所述第一加熱板的控溫單元電連接,以此根據(jù)鈍化室內(nèi)的實時溫度控制第一加熱板的加熱功率;
所述第二溫度傳感器的信號輸出端與所述控制器的信號輸入端電連接,控制器的輸出端與第二加熱板的控溫單元電連接,以此根據(jù)氧化室內(nèi)的實時溫度控制第二加熱板的加熱功率。
上述方案中,所述第一壓力計的信號輸出端與所述控制器的信號輸入端電連接,控制器的輸出端與第一流量控制器的控制單元電連接,以此根據(jù)鈍化室內(nèi)的實時壓力控制氫氣的流量;
所述第二壓力計的信號輸出端與所述控制器的信號輸入端電連接,控制器的輸出端與第二流量控制器的控制單元電連接,以此根據(jù)氧化室內(nèi)的實時壓力控制氧氣的流量。
上述方案中,所述控制器包括單片機、PLC及微處理器。
上述方案中,鈍化室的主要作用是:往鈍化室中里通入氫氣,利用微波激發(fā)氫離子,再利用第一磁極的磁場加速使氫離子注入進硅片內(nèi)部,鈍化硅片表面和內(nèi)部的缺陷,提升少子壽命,氫氣的流量控制在500~1000sccm,微波功率控制范圍在3000~3500w。
上述方案中,氧化室的主要作用是:往氧化室通入氧氣,在高溫下,氧氣流量控制范圍為300~800sccm,優(yōu)選是500sccm,與硅片表面的硅發(fā)生反應(yīng),沉積一層2~6nm厚度的SiO2(優(yōu)選4nm膜厚),此SiO2層的主要作用是提升電池片的抗PID效果。
上述方案中,各腔室之間通過門隔開,完成一道工序之后,開啟該道工序與下一道工序之間的門,當硅片進入下一道工序的腔室中后,兩個腔室之間的門關(guān)閉。
由于上述技術(shù)方案運用,本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點:
1. 本實用新型在板式PECVD機臺上直接集成鈍化室和氧化室,在鈍化室內(nèi)直接通入氫氣,微波激發(fā)后氫離子直接進入硅片內(nèi)部,鈍化硅片內(nèi)部和表面的缺陷;在氧化室內(nèi),利用高溫,通入氧氣,在硅片表面與硅反應(yīng),生成一層SiO2,此SiO2層的主要作用是提升電池片的抗PID效果。
2.本實用新型中硅與SiO2接觸的表面態(tài)缺陷,比硅與Si3N4接觸的表面態(tài)缺陷要低,降低了表面復(fù)合,提升了效率。
3. 本實用新型操作和控制簡單,在所有板式PECVD機臺上可適于推廣。
附圖說明
圖1為本實用新型實施例一結(jié)構(gòu)示意圖。
其中:1、進料室;2、預(yù)熱室;3、鈍化室;4、氧化室;5、工藝室;6、冷卻室;7、出料室;8、傳輸滾輪;9、硅片;10、石墨框。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述:
實施例一:
參見圖1所示,一種板式PECVD機臺在線鈍化和抗PID裝置,石墨框10承載著硅片9,由傳輸滾輪8進行傳輸,沿硅片9的傳輸方向依次設(shè)置有進料室1、預(yù)熱室2、鈍化室3、氧化室4、工藝室5、冷卻室6及出料室7,其中:
硅片9從進料室1進入,在預(yù)熱室2內(nèi)預(yù)熱,在工藝室5內(nèi)通過PECVD工藝進行處理,在冷卻室6內(nèi)冷卻,再經(jīng)由出料室7出料,這些均為現(xiàn)有技術(shù),本領(lǐng)域技術(shù)人員知曉進料室1、預(yù)熱室2、工藝室5、冷卻室6以及出料室7內(nèi)的結(jié)構(gòu);
所述鈍化室3內(nèi)設(shè)置有第一微波發(fā)生器、第一磁極、第一進氣管、第一流量控制器、第一加熱板、第一溫度傳感器和第一壓力計,所述第一進氣管連接鈍化室及氫氣氣源,第一流量控制器設(shè)于第一進氣管上;
所述氧化室4內(nèi)設(shè)置有第二微波發(fā)生器、第二磁極、第二進氣管、第二流量控制器、第二加熱板、第二溫度傳感器和第二壓力計,所述第二進氣管連接氧化室及氧氣氣源,第二流量控制器設(shè)于第二進氣管上。
所述第一磁極/第二磁極為U形磁極。
所述鈍化室3沿硅片9傳輸方向的長度為1~1.5米,寬度和原機臺保持一致。
所述氧化室4沿硅片傳輸方向的長度為0.5~1米,寬度和原機臺保持一致。
所述鈍化室3內(nèi)設(shè)置有1~3個第一微波發(fā)生器。
所述氧化室4內(nèi)設(shè)置有1~2個第二微波發(fā)生器。
還包括一控制器;
所述第一溫度傳感器的信號輸出端與所述控制器的信號輸入端電連接,控制器的輸出端與所述第一加熱板的控溫單元電連接,以此根據(jù)鈍化室內(nèi)的實時溫度控制第一加熱板的加熱功率;
所述第二溫度傳感器的信號輸出端與所述控制器的信號輸入端電連接,控制器的輸出端與第二加熱板的控溫單元電連接,以此根據(jù)氧化室內(nèi)的實時溫度控制第二加熱板的加熱功率。
所述第一壓力計的信號輸出端與所述控制器的信號輸入端電連接,控制器的輸出端與第一流量控制器的控制單元電連接,以此根據(jù)鈍化室內(nèi)的實時壓力控制氫氣的流量;
所述第二壓力計的信號輸出端與所述控制器的信號輸入端電連接,控制器的輸出端與第二流量控制器的控制單元電連接,以此根據(jù)氧化室內(nèi)的實時壓力控制氧氣的流量。
所述控制器包括單片機、PLC及微處理器。
鈍化室3的主要作用是:往鈍化室3中里通入氫氣,利用微波激發(fā)氫離子,再利用第一磁極的磁場加速使氫離子注入進硅片9內(nèi)部,鈍化硅片9表面和內(nèi)部的缺陷,提升少子壽命,氫氣的流量控制在500~1000sccm,微波功率控制范圍在3000~3500w。
所述氫氣的流量可以為550sccm、600sccm、650sccm、700sccm、750sccm、800sccm、850sccm、900sccm、950sccm。
所述微波功率可以為3050w、3100w、3150w、3200w、3250w、3300w、3350w、3400w、3450w。
氧化室4的主要作用是:往氧化室4通入氧氣,在高溫下,氧氣流量控制范圍為300~800sccm,優(yōu)選是500sccm,與硅片9表面的硅發(fā)生反應(yīng),沉積一層2~6nm厚度的SiO2(優(yōu)選4nm膜厚),此SiO2層的主要作用是提升電池片的抗PID效果。
氧氣流量可以為350sccm、400sccm、450sccm、500sccm、550sccm、600sccm、650sccm、700sccm、750sccm。
氧化硅厚度可以為2.5nm、3nm、3.5nm、4nm、4.5nm、5nm、5.5nm。
各腔室之間通過門隔開,完成一道工序之后,開啟該道工序與下一道工序之間的門,當硅片9進入下一道工序的腔室中后,兩個腔室之間的門關(guān)閉。