[發(fā)明專利]在線制備太陽能電池導(dǎo)電極膜層

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210147698.0
• 申請日: 2012-05-14
• 公開（公告）號: CN102677008A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李毅;翟宇寧;劉志斌;宋光耀
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市創(chuàng)益科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;H01J37/34;H01L31/0224
• 代理公司: 深圳市毅穎專利商標(biāo)事務(wù)所 44233
• 代理人: 張藝影

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種硅基薄膜太陽能電池背電極或前電極在線連續(xù)磁控濺射鍍膜，屬于太陽能技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，薄膜太陽能電池的前電極和背電極的加工制造過程，均需要鍍制TCO膜層，TCO膜層為透明導(dǎo)電膜，作薄膜太陽能電池芯片（電池板）的電極使用。同時，可以使光線透過，主要指標(biāo)為透過率和電導(dǎo)率，TCO膜層的透過率越高，光線進(jìn)入電池越多，電池的短路電流和開路電壓越大。提高TCO膜層的電導(dǎo)率，能減少TCO膜層的缺陷，降低電池內(nèi)的串聯(lián)電阻，提高并聯(lián)電阻，增大電池的填充因子，從而有效提高電池的轉(zhuǎn)化效率。硅基薄膜太陽能電池一般應(yīng)用平衡磁控濺射鍍膜技術(shù)，特別是背電極（負(fù)極）的制作，在電池板（或芯片）PIN結(jié)的背電極P層膜表面形成復(fù)合膜層，金屬氧化膜AZO、金屬膜銀Ag、鋁Al等金屬膜層作背電極導(dǎo)電用。磁控濺射鍍膜技術(shù)，對靶材施加負(fù)高壓，以靶材作為陰極，基片作為陽極，在靶材與基片之間形成電場，并通過在靶材背面放置磁極提供磁場，利用磁場與電場交互作用，約束電子在靶表面附近螺旋狀運(yùn)行，不斷撞擊氬氣產(chǎn)生離子，所產(chǎn)生的離子在電場作用下撞向靶面濺射出靶材原子，沉積在基片上獲得所需的導(dǎo)電薄膜層。工業(yè)化的磁控濺射已發(fā)展成為連續(xù)磁控濺射鍍膜，即在一條磁控濺射設(shè)備上配備了多個磁控濺射陰極。如薄膜太陽能電池的背電極連續(xù)鍍膜設(shè)備，當(dāng)電池板（以下稱基片）在生產(chǎn)線真空鍍膜區(qū)域移動過程中連續(xù)經(jīng)過AZO、Ag、Al陰極靶，在電池芯板背電極表面形成所需的復(fù)合膜層。雖然磁體材料可以采用永磁鐵和電磁材料，但使用永磁鐵的缺點(diǎn)是磁體極性調(diào)節(jié)不方便。為此，采用電磁鐵，問題是現(xiàn)有技術(shù)忽略了電磁極性對磁場影響。特別是在線生產(chǎn)連續(xù)鍍膜時，對陰極靶要進(jìn)行排列組合，而每套磁控濺射陰極靶的結(jié)構(gòu)要相同一致，在此條件下必須考慮相鄰陰極裝置靶位之間的磁體極性的相互影響和磁場的分布及等立體分布，對膜層的光學(xué)和電學(xué)性能的影響。

本發(fā)明內(nèi)容

鑒于此，要解決以上所說現(xiàn)有磁控濺射連續(xù)鍍膜時，對多個陰極靶位排列，相鄰陰極靶位之間電磁極性會影響磁場分布，要加以認(rèn)真研究和合理的利用。

本發(fā)明目的在于用陰極靶的電磁體調(diào)整磁場極性，調(diào)節(jié)和控制陰極靶位的極性，使其磁體極性相同或相反，以適應(yīng)在線太陽能電池電極連續(xù)磁控濺射鍍復(fù)合透明導(dǎo)電膜和金屬膜。?

本發(fā)明的另一目的是通過對磁體的極性設(shè)定，使磁控濺射鍍膜不僅適合鍍電池背電極膜層，還能鍍前電極膜層及過渡膜層，膜層界面清晰、膜層性能好。?

????本發(fā)明技術(shù)解決方案的主要技術(shù)特征：在線連續(xù)磁控濺射鍍膜，在真空腔室內(nèi)，安裝由多種靶材構(gòu)成的陰極靶裝置，鍍膜區(qū)域內(nèi)排列的陰極靶是平板靶或旋轉(zhuǎn)靶，陰極靶相鄰靶位的磁體極性可調(diào)；

磁體由外環(huán)和中間電磁體勵磁線圈接直流電源正負(fù)極調(diào)節(jié)磁體極性。

電池基板通過真空腔室內(nèi)陰極靶鍍膜區(qū)和過渡區(qū)連續(xù)磁控濺射鍍膜；在基板（電池板）表面形成復(fù)合膜和金屬膜,或金屬氧化膜。

使陰極靶排列的電磁體極性和磁場強(qiáng)度可調(diào)，通過匹配外環(huán)和中間磁體的勵磁線圈的匝數(shù)或磁體的截面積調(diào)節(jié)磁通量。電池板在真空腔室內(nèi)陰極靶鍍膜區(qū)連續(xù)鍍膜，在電池板基板表面形成復(fù)合膜層和或金屬膜。對硅基薄膜太陽能電池的背電極磁控濺射鍍復(fù)合膜和金屬膜或?qū)﹄姵厍半姌O鍍透明導(dǎo)電膜、復(fù)合膜。在陰極靶的靶位上裝靶材、水冷背板，陰極靶裝置由外環(huán)電磁體、中間電磁體構(gòu)成。將外環(huán)和中間電磁體的勵磁線圈接直流電源的正負(fù)極，以調(diào)節(jié)磁體極性。陰極靶的靶材作為陰極，基片作為陽極進(jìn)行排列組合形成磁控濺射鍍膜陣列。陰極靶可為平面靶或旋轉(zhuǎn)靶，在靶材與基片之間形成電場，靶座承托靶材由背面電磁體提供磁場。

實(shí)施本發(fā)明的積極效果：實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的目的，通過電磁體的極性設(shè)定，不僅應(yīng)用于在線生產(chǎn)硅基薄膜太陽能電池背電極膜層也適應(yīng)前電極膜層。通過陰極靶裝置的設(shè)定，由單面鍍到雙面鍍，提高了產(chǎn)能，降低了生產(chǎn)成本。

附圖說明

圖1、是本發(fā)明的真空腔室剖面示意圖。

圖2、是本發(fā)明的磁體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3、是本發(fā)明中相鄰陰極靶位磁體極性相同時，磁力線及等離子體分布示意圖。

圖4、是本發(fā)明中相鄰陰極靶位磁體極性相反時，磁力線及等離子體分布示意圖。

圖5、是本發(fā)明陰極靶位中相對磁極極性相反時的磁力線及等離子體分布示意圖。

圖6、是本發(fā)明陰極靶位中相對磁極極性相同時的磁力線及等離子體分布示意圖。

圖7、是本發(fā)明實(shí)施例1單側(cè)面鍍膜，陰極靶可以兩側(cè)排布，對基片雙側(cè)面鍍膜。