[發(fā)明專利]用于制作透明導電氧化物薄膜的鍍膜設備及鍍膜方法

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• 申請日: 2019-07-18
• 公開（公告）號: CN112239847A
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發(fā)明（設計）人: 石建華;孟凡英;劉正新
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所
• 主分類號: C23C14/08
• 分類號: C23C14/08;C23C14/35;C23C14/50
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 余明偉

本發(fā)明提供一種用于制作透明導電氧化物薄膜的鍍膜設備及鍍膜方法，鍍膜設備包括陰極鍍膜源及載盤，載盤包括追盤部件及承載臺階；通過陰極鍍膜源，在同一真空腔內(nèi)、無需翻轉(zhuǎn)的情況下進行雙面鍍膜；通過追盤部件，遮擋多個載盤之間的縫隙，實現(xiàn)陰極鍍膜源的隔離式布局，避免陰極鍍膜源的相互影響；通過承載臺階承載待鍍膜件并對待鍍膜件進行遮擋，避免透明導電氧化物薄膜的導通，避免引起SHJ太陽電池的短路；通過加固部件，防止載盤的變形，提高產(chǎn)品質(zhì)量。本發(fā)明實現(xiàn)了“無應力”雙面同位連續(xù)鍍膜，減小鍍膜設備的占地面積、避免待鍍膜件的翻轉(zhuǎn)、提高產(chǎn)品質(zhì)量、具有低成本、高穩(wěn)定性、廣泛的應用前景和經(jīng)濟價值。

技術領域

本發(fā)明屬于硅基異質(zhì)結太陽電池領域，涉及用于制作透明導電氧化物薄膜的鍍膜設備及鍍膜方法。

背景技術

硅基異質(zhì)結太陽電池(晶體硅/薄膜硅異質(zhì)結太陽電池)是一種高效太陽電池，簡稱HITR太陽電池(Heterojunction with Intrinsic Thin-layer)或SHJ太陽電池(SiliconHetero Junction)，在中國多使用后者。SHJ太陽電池的基本結構如圖1所示，該電池以N型晶體硅101為基板，首先對其進行表面制絨和化學清洗，形成提高光吸收的金字塔限光結構，再經(jīng)過化學清洗后形成清潔的表面。然后利用等離子體化學氣相沉積(PECVD)、金屬熱催化化學氣相沉積(Cat-CVD)、熱絲化學氣相沉積(Hot-wire CVD)等方法在N型晶體硅101的上表面形成本征非晶硅薄膜102和N型摻雜非晶硅薄膜103的疊層，在N型晶體硅101的下表面形成本征非晶硅薄膜102和P型摻雜非晶硅薄膜104的疊層，然后在N型摻雜非晶硅薄膜103及P型摻雜非晶硅薄膜104的表面沉積透明導電氧化物(TCO)薄膜105，再通過絲網(wǎng)印刷或電鍍等金屬化技術，在透明導電氧化物薄膜105的表面制作金屬電極106，形成具有對稱結構的雙面受光的SHJ太陽電池。

在SHJ太陽電池中，常用的TCO薄膜制備技術有磁控濺射鍍膜技術和反應等離子體沉積鍍膜技術。其中，磁控濺射鍍膜技術可以使待鍍膜件面朝下鍍膜或面朝上鍍膜，可以在不破壞真空的條件下，單面依次制備TCO薄膜，實現(xiàn)雙面鍍膜，是目前傳統(tǒng)光電半導體器件的TCO薄膜制備的主要技術。反應等離子體沉積鍍膜技術需要使待鍍膜件面朝下鍍膜，因此必須在完成一面鍍膜后，破壞真空，進行待鍍膜件的翻面，才能完成另一面的鍍膜，以單面依次形成雙面鍍膜，這種鍍膜方式設備制造成本較高，而且翻轉(zhuǎn)會增加SHJ太陽電池表面污染、機械損傷甚至破損的概率，造成SHJ太陽電池性能下降，影響成品率。與其他高效太陽電池相比，SHJ太陽電池最大的優(yōu)點是薄片化、柔性化，據(jù)國際光伏技術線路圖發(fā)布和預測，到2025年，SHJ太陽電池用硅片的原始厚度將減小到120μm以下，濕化學表面制絨后，硅片厚度將減小到100μm，甚至小于100μm。硅片厚度越小，制備的SHJ太陽電池的柔性越高，但目前的鍍膜設備所采用的單面依次制備TCO薄膜的工藝技術，隨著硅片厚度的減小，因應力問題而導致的硅片彎曲量較大，鍍膜傳輸過程中待鍍膜件的移位、掉片或者卡片的概率增加，因而制造難度較大。

因此，提供一種新型的用于制作透明導電氧化物薄膜的鍍膜設備及鍍膜方法，以解決SHJ太陽電池因厚度的減小，由單面依次制備薄膜，所引起的上述鍍膜應力的問題，實屬必要。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種用于制作透明導電氧化物薄膜的鍍膜設備及鍍膜方法，用于解決上述鍍膜過程中，因應力問題而導致的一系列制備及質(zhì)量的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于制作透明導電氧化物薄膜的鍍膜設備，所述鍍膜設備包括：

陰極鍍膜源，所述陰極鍍膜源包括對應設置于真空腔內(nèi)的第一陰極鍍膜源及第二陰極鍍膜源，其中，所述第一陰極鍍膜源位于所述真空腔上方，所述第二陰極鍍膜源位于所述真空腔下方；