[實用新型]太陽能電池沉積用放電電極組件

有效

• 申請號: 201020223593.5
• 申請日: 2010-06-11
• 公開（公告）號: CN201756584U
• 公開（公告）日: 2011-03-09
• 發明（設計）人: 何祝兵;胡盛明;李毅;李志堅;王春柱;周建華
• 申請（專利權）人: 深圳市創益科技發展有限公司
• 主分類號: C23C16/505
• 分類號: C23C16/505;H01L31/18
• 代理公司: 深圳市毅穎專利商標事務所 44233
• 代理人: 張藝影;李奕暉

技術領域

本實用新型涉及一種太陽能電池技術，確切的說一種由甚高頻電源(27.12MHz～100MHz)驅動的硅基薄膜太陽能電池沉積室用電極。

背景技術

目前，硅基薄膜太陽能電池，采用等離子體增強化學氣相沉積技術(PECVD)獲取單結或多結的光電轉換P-I-N膜層。射頻電容耦合平行板電極反應室廣泛應用于非晶硅、非晶硅鍺、碳化硅、氮化硅、氧化硅等材料薄膜的大面積沉積。硅基薄膜太陽能電池是太陽能行業的一個重要分支，所采用的平行電極板容性放電模式是太陽能電池行業的核心技術之一。13.56MHz射頻廣泛應用于非晶硅基薄膜材料的高速制備，生產效率高、工藝成本低。隨著太陽能市場對硅基薄膜技術要求不斷提高，微晶、納米晶硅基薄膜材料受到行業高度關注。但是在微晶工藝環境下，13.56MHz射頻波衍生的等離子體濃度小，沉積速率低，沉積足夠厚度薄膜所需時間長，背景污染大，從而制備出的薄膜雜質含量高，光電學性能差，嚴重影響產品品質性能。如何高速沉積成為晶化硅基薄膜技術能夠成功服務于產業的關鍵。

甚高頻指頻率為13.56MHz的兩倍或者更高倍的合法射頻。在行業內，應用較多的甚高頻一般為27.12～200MHz的范圍。然而，在容性放電模式中，甚高頻引發的駐波效應和趨膚效應非常明顯，而且隨著驅動頻率的增加而增強。美國加州大學Berkeley分校的M.A.Lieberman教授對這兩種效應做了深入研究。研究結果表明，甚高頻PECVD沉積均勻薄膜的臨界條件在于激發頻率的自由空間波長(λ₀)遠大于容性放電電極板腔室尺寸因子(X)，趨膚深度(δ)遠大于容厚因子(η。)以放電面積1m²為例，60MHz的激發頻率下，λ₀≈X，δ≈η。因此在此激發頻率下，趨膚和駐波效應非常明顯，導致1m²電極板上放電極不均勻。所以如何實現甚高頻驅動的均勻大面積放電是晶化硅基薄膜技術亟待解決的技術難題之一，這引起了行業的極大興趣。2003年，美國專利2003/0150562A1公開了平板電容耦合放電中利用磁鏡改善甚高頻造成的電場不均勻性。中國專利200710150227.4，200710150228.9，200710150229.3，公開了甚高頻電極的三種設計，通過甚高頻信號的不同饋入形式，獲得均勻電場。但現存在的問題是：1)VHF-PECVD反應室電極設計結構較復雜；2)仍需要繼續改進的理由是生產中經常對反應室及電極不斷的裝卸和清洗，都會造成異形電極變形；3)現有專利中的多點饋入結構接觸面積較小，要求各個饋入點路徑對稱，饋入點之間的連接導體與陰極板之間不能有接觸，準確的說連接導體需要與陰極板之間隔離屏蔽才能實現有效放電。這些結構設計的實際要求比較苛刻，決定放電均勻程度的因素太多，而且不能滿足生產中拆洗等實際需求。因此在行業設備中，單點饋入為主流結構設計，但是由于駐波和趨膚效應，單點饋入結構不能滿足饋入高頻頻率提升的要求。為此，需要對現有沉積夾具及電極和電極朝實用性方面作進一步開發和改進，面對當前市場需求，使質量提高，成本降低。同時，對于處理或沉積多片玻璃的CVD電極組件，也是一個發展趨勢。因此，對于能滿足大批量生產，采用有效甚高頻饋入模式的工業化產品開發和設計，對產業發展具有重要的實際意義。

實用新型內容

本實用新型目的旨在解決甚高頻電源驅動的放電不均勻性問題，而提供一種可獲得均勻電場的大面積VHF-PECVD沉積室使用一種全新概念設計的電極，以適用于產業化的大面積VHF-PECVD電極板多片陣列。

本實用新型為解決現有技術的不足，提出技術解決方案：提供一種太陽能電池沉積用放電電極組件，包括電極板和其上的信號饋入口，其特征是電極板的饋入口位于陰極板背面的中心區域下凹的圓形面內，還包括端面是圓形的饋入組件，該饋入組件接射頻或甚頻功率電源的負極，饋入組件的圓形端面與電極板的信號饋入口面接觸連接，以面饋入射頻或甚頻功率電源信號；電極板的陰極板上設有接地的屏蔽罩，該屏蔽罩上開有通孔。

所述的饋入組件包括絕緣層和外殼屏蔽層。饋入組件還包括一個由腰部和頭部構成階梯形狀的導電體。

所述的饋入組件的腰部為扁平形，其頭部為圓形。

所述饋入組件由銅質饋入芯、絕緣層和外殼屏蔽層構成。

電極板包括單面放電的陰極板、陶瓷絕緣層、屏蔽罩。

所述的屏蔽罩覆蓋整個陰極板背面和側面。

所述的電極板還包括陽極板的接地體，陰極和陽極之間具有放電間距。

所述的屏蔽罩，還包括射頻或甚高頻功率電源信號饋入至陰極板背面的中心位置及四周側面的屏蔽。