[發(fā)明專利]噴涂式超聲波鍍膜系統(tǒng)及鍍膜方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310232682.4
• 申請日: 2013-06-13
• 公開（公告）號: CN104233224A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃練盛
• 申請（專利權(quán)）人: 浩升開發(fā)科技股份有限公司
• 主分類號: C23C16/44
• 分類號: C23C16/44
• 代理公司: 北京律誠同業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國

技術(shù)領(lǐng)域

一種鍍膜系統(tǒng)及鍍膜方法，尤其是指一種噴涂式超聲波鍍膜系統(tǒng)（supersonic?spray?coating?system）及鍍膜方法，可應(yīng)用于精密鍍膜制程，例如太陽能電池硅晶片背面鈍化層的形成等。

背景技術(shù)

硅晶太陽能電池發(fā)展趨勢為降低成本與提升效率。為了節(jié)省硅原料的使用以降低成本，以及解決薄型化硅晶片容易破片的問題，各種制程設(shè)備均由原始單一獨立的型式朝向多工整合的型式發(fā)展。因此，如何提升硅晶太陽電池的效率與降低制造成本等課題，更是未來技術(shù)發(fā)展的重心。發(fā)展具有光電轉(zhuǎn)換效率超過20%的硅晶太陽電池，也是迫切需求的關(guān)鍵技術(shù)。

在一高效率硅晶太陽能電池上，包括正向集光倒金字塔結(jié)構(gòu)、選擇性射極、雙層抗反射層、背面鈍化膜和背面點電極等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，大多都是在真空環(huán)境下以黃光制程制作而成。黃光制程不僅制程復(fù)雜，且設(shè)備昂貴，往往造成量產(chǎn)的困難性，因此業(yè)界均致力于尋求取代黃光制程的方法。

PERL(Passivated?Emitter,Rear?Locally-diffused)結(jié)構(gòu)太陽能電池關(guān)鍵的制程之一是背面鈍化層，而目前公認最佳的鈍化膜材料為氧化鋁薄膜，而形成氧化鋁薄膜鍍膜普遍使用ALD或PECVD等設(shè)備。

ALD可鍍制的高品質(zhì)的氧化鋁薄膜，但由于每次鍍膜循環(huán)僅鍍制一原子層約0.5nm的膜厚，因此鍍膜效率不佳。PECVD雖有較佳鍍膜效率，但其設(shè)備及制程較為復(fù)雜，導(dǎo)致鍍膜成本的增加。

再者，無論是ALD或是PECVD，均需在超高真空環(huán)境中進行鍍膜制程，并使用昂貴的甲基鋁為原料，形成高真空環(huán)境的設(shè)備將導(dǎo)致整體鍍膜成本的增加，且價格高昂的原料由于制造不易，導(dǎo)致鍍膜效率不佳而造成量產(chǎn)困難。

因此，能夠在非真空狀態(tài)下進行氧化鋁鍍膜的噴涂式鍍膜設(shè)備受到高度關(guān)注，因其擁有低設(shè)備成本與低材料成本的兩大優(yōu)勢，擁有強大競爭力。但是噴涂式鍍膜系統(tǒng)仍有其缺失，因其氣體噴出為非定向，因此控制不易，使其噴涂于一基板材料時，膜厚均勻度難以掌控。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明揭示一種噴涂式超聲波鍍膜系統(tǒng)。利用超聲波振蕩將鍍膜所需漿料霧化為微小的液滴，并透過特制的風(fēng)刀組使?jié){料形成簾幕狀噴射，使?jié){料噴涂于基板上。此種噴涂式超聲波鍍膜系統(tǒng)在非真空環(huán)境下即可操作，具有制程簡單，成本低廉的優(yōu)點。并且，透過簾幕狀噴射能使?jié){料更精準、更均勻噴涂在基板材料上，解決已知此種噴涂式超聲波鍍膜系統(tǒng)膜厚及均勻度難以控制的缺點。

本發(fā)明的一方面在提供一種噴涂式超聲波鍍膜系統(tǒng)，包含一霧化槽體、一霧氣儲存槽、一環(huán)型氣環(huán)以及一風(fēng)刀組。霧化槽體包含一振蕩裝置、一散熱流體容器、一隔膜及一漿料容器。振蕩裝置設(shè)置于霧化槽體底部。散熱流體容器設(shè)置于振蕩裝置上，散熱流體容器包含一散熱流體注入口。隔膜設(shè)置于散熱流體容器上表面。漿料容器設(shè)置于隔膜上方，漿料容器并包含一漿料注入口。另外，霧氣儲存槽設(shè)置于霧化槽體上方；環(huán)型氣環(huán)設(shè)置于霧氣儲存槽上；而風(fēng)刀組設(shè)置于環(huán)型氣環(huán)上方。其中，噴涂所需的一漿料由漿料注入口注入漿料容器，而霧化所需的一散熱流體由散熱流體注入口注入散熱流體容器，振蕩裝置使散熱流體在其表面發(fā)生一表面波，表面波以一超聲波頻率振蕩并帶動隔膜振動，使噴涂所需的漿料霧化，并透過環(huán)型氣環(huán)輸送一潔凈氣體形成氣流，帶動霧化的漿料入風(fēng)刀組，并透過風(fēng)刀組使噴出的霧化的漿料呈簾幕狀。

依據(jù)本發(fā)明一實施例，散熱流體容器呈傾斜狀，其下方開口與霧化槽體內(nèi)的一容置空間連通，漿料容器的下表面與散熱流體容器的上表面呈對應(yīng)傾斜狀，用以限制散熱流體液位及避免產(chǎn)生氣泡。此外，噴涂式超聲波鍍膜系統(tǒng)中，環(huán)型氣環(huán)是利用流場變化牽引導(dǎo)入潔凈氣體。

風(fēng)刀組由金屬板塊加工形成一氣流導(dǎo)向構(gòu)造，其內(nèi)部設(shè)有一冷卻回路，用于防止霧化漿料溫度上升。

上述的噴涂式超聲波鍍膜系統(tǒng)，還包含：一流體恒溫裝置，其與散熱流體容器連接，使散熱流體溫度維持穩(wěn)定；以及一風(fēng)刀恒溫裝置，其與風(fēng)刀組連接，使風(fēng)刀組溫度維持穩(wěn)定。

本發(fā)明的另一方面在提供一種應(yīng)用上述噴涂式超聲波鍍膜系統(tǒng)的鍍膜方法，包含：準備一噴涂式超聲波鍍膜系統(tǒng)；準備一基板材料，基板材料設(shè)置與噴涂式超聲波鍍膜系統(tǒng)間隔一距離；準備一加熱裝置，加熱裝置與基板材料連接，用以加熱基板材料至一預(yù)設(shè)溫度；以及加熱基板材料，并利用噴涂式超聲波鍍膜系統(tǒng)將霧化的漿料噴涂于基板材料的一表面。

依據(jù)本發(fā)明一實施例，噴涂式超聲波鍍膜系統(tǒng)可將霧化的漿料噴涂于基板材料的上表面或下表面。

附圖說明