[發明專利]一種制備肖特基結單面電極太陽能電池鋁背電極的設備

無效

• 申請號: 201110251967.3
• 申請日: 2011-07-29
• 公開（公告）號: CN102903787A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 劉瑩
• 申請（專利權）人: 劉瑩
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種晶體硅太陽能電池設備制造領域，尤其是一種制備肖特基結單面電極太陽能電池鋁背電極的設備。

背景技術

晶體硅太陽能電池是目前太陽能電池產業化的主流產品，其中絲網印刷然后燒結是其制備背電極的典型工藝。這道工藝對絲印設備要求較高，目前為止，國內太陽能電池生產廠家所選用的設備絕大多數都為國外設備。即使這樣，這道工序仍然是破片率最高的一道工序，對于太陽能電池的成品率極為關鍵。

絲印中使用的鋁漿或者銀鋁漿料隨著晶體硅生產的擴大也變得非常緊俏，導致生產成本較高。同時，絲印時電極的厚度遠遠大于做為背電極所需的厚度，對于材料來說也是一種浪費。

為了解決上述問題，以實現高效快速生產的同時又能節約材料，降低成本，發展出一種免接觸式制備晶體硅電池背電極，采用真空鍍膜及激光燒結相結合的方式實現晶體硅電池背電極的制備，從而簡化了工藝流程，節省了電極材料，同時也降低了破片率，其中，針對于肖特基結的單面電極太陽能電池這種結構，利用這種新的工藝并且整合摻雜工藝，可設計出一種連續式設備，將鍍鋁膜工藝、肖特基結的制備及激光燒結工藝采用同一條生產線實現，以實現其大規模，自動化生產的需要。

發明內容

發明目的：本發明所要解決的技術問題是針對新型太陽能電池結構肖特基結單面電極太陽能電池，提供一種工藝簡單、質量可靠、可操作性強的連續式生產線，便其鍍鋁膜、肖特基結制備及背電場燒結工藝形成一條連續的生產線。

技術方案：

本方案包括連續式真空室、氣路控制系統，電控系統、真空抽氣系統、鍍膜系統、激光系統等，其中鍍膜系統采用濺射鍍膜方式，用以在晶體硅表面均均布置電極材料；激光系統位于真室室上方，分摻雜用激光系統和燒結用激光系統，其中所述摻雜用激光系統可對真空室內的晶體硅表面的電極材料選擇性加熱使其滲入晶體硅片內形成柵狀或梳狀PN結；所述燒結用激光系統可對真空室內的晶體硅表面的電極材料選擇性加熱使其滲入晶體硅片內形成鋁背電極；傳動系統可分段獨立無級調速的，適應各段工藝不同的傳送速度。

連續真空室與氣路控制系統通過導氣管、閥等，與電控系統通過各種電氣組件，與真空抽氣系統通過真空元器件分別連接。其中氣路控制系統為連續真空室中的緩沖室及鍍膜真空室提供工藝氣體；各工藝氣體通過閥門、質量流量計流進鍍膜真空室。電控系統分別與連續真空室、氣路控制系統、真空機組進行連接并實施控制，電控系統對連續真空室的控制主要是進出樣片、激光器功率、工藝氣體壓力、樣片加熱溫度、激光器照射樣片時間等；電控系統對氣路控制系統的控制主要是導氣閥門的開閉時間、氣體流量計的測量等；電控系統對真空機組的控制主要是機械泵啟動、停止，真空閥門的開閉及互鎖、抽氣時間等。其中真空機組與連續真空室相連接，主要對連續真空室抽真空，為濺射、激光摻雜及激光燒結工序提供本底真空度，保證摻雜質量；真空機組中前級泵排氣口與廢氣管路相連接，廢氣經管道排出后經過處理至符合環保標準后排入大氣。

連續真空室依次由進片室、緩沖室、鍍膜室、緩沖室、激光摻雜室、激光燒結室、緩沖室、卸片室組成，其中各位置上的緩沖室可設為若干或者取消，鍍膜室、激光摻雜室及激光燒結室可設成若干。真空室材質為可耐酸堿的不銹鋼，通常采用316L不銹鋼，腔室整體外形為長方形，內部為多腔室結構。進出片室裝有帶翻轉活動閥門并可手動開關的真空門，以方便取放樣片，其余各室以真空閥門相聯接，可采用真空翻板閥或者真空插板閥，可在樣片在各室間傳送時快速開閉。

鍍膜真空室內部頂端設有方形平面靶，采用用臥式濺射鍍膜，其鍍膜厚度控制在控制在0.5-1.0μ之間。

激光摻雜真空室頂部裝有真空密封的玻璃窗，其尺寸面積大于樣片面積，玻璃窗上方裝有激光系統，可發出若干道橫向線激光或者面激光，激光的橫向長度大于待處理樣片的長度，保證激光可以對基片進行選擇性照射。采用激光器可為連續式固體激光器或者準分子激光器。

激光燒結真空室頂部裝有真空密封的玻璃窗，其尺寸面積大于樣片面積，玻璃窗上方裝有激光系統，可發出若干道橫向線激光或者面激光，激光的橫向長度大于待處理樣片的長度，保證樣片全部的面積可以得到激光照射。采用激光器可為連續式固體激光器或者準分子激光器，優選為連續式固體激光器。

做為其中一個優選方案，激光摻雜和激光燒結真空室可設計為一個真空室。

緩沖室、鍍膜室、激光摻雜室、激光燒結室之中設有加熱系統，可對基片加熱。其加熱系統可以在緩沖室、鍍膜室、激光摻雜室及激光燒結室內設置成不同溫度，以模擬普通燒結設備的加熱曲線。其加熱系統溫控調節范圍在0-500℃之間。