[發(fā)明專利]一種異質(zhì)結(jié)太陽能電池成膜生產(chǎn)工藝

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201911420457.7
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN111312853A
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鮑少娟;白焱輝;王繼磊;張娟;黃金
• 申請（專利權(quán)）人: 晉能光伏技術(shù)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H01L31/18
• 分類號(hào): H01L31/18;H01L31/0747;H01L21/205
• 代理公司: 鎮(zhèn)江京科專利商標(biāo)代理有限公司 32107
• 代理人: 朱坤保

本發(fā)明公開了一種異質(zhì)結(jié)太陽能電池成膜生產(chǎn)工藝。其具體工藝為：先將制絨清洗后、待成膜的單晶硅片裝至一塊基板上，并至少在一個(gè)成膜單元對該單晶硅片采用等離子體處理后再直接對單晶硅片進(jìn)行一次i型非晶硅成膜和n型非晶硅成膜；還采用另外一個(gè)或多個(gè)成膜單元對單晶硅片進(jìn)行另外的非晶硅成膜；最后將完成工藝處理的承載單晶硅片的基板移出沉積系統(tǒng)外，冷卻，卸載硅片。優(yōu)點(diǎn)在于：在保證成膜工藝穩(wěn)定及薄膜質(zhì)量良好的前提下節(jié)約了鍍膜及在沉積腔中的處理時(shí)間，由此在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，并達(dá)到了提高設(shè)備產(chǎn)能、降低生產(chǎn)成本、提高設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性的目的，從鍍膜效果看，有利于提高產(chǎn)品的開路電壓和短路電流，彌補(bǔ)了帶來的交叉污染的弊端。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種異質(zhì)結(jié)太陽能電池成膜生產(chǎn)工藝，屬于太陽能電池制造領(lǐng)域和半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

薄膜/晶硅異質(zhì)結(jié)(HJT)屬于第三代高效太陽能電池技術(shù)，是一種利用晶體硅基板和非晶硅薄膜制成的混合型太陽能電池，在表面織構(gòu)化后的基片的一面沉積很薄的本征非晶硅薄膜(稱為i型非晶硅薄膜) 和p型非晶硅薄膜，然后在基片的另一面沉積薄的i型非晶硅薄膜和n 型非晶硅薄膜；再在兩面沉積透明氧化物導(dǎo)電薄膜，用絲網(wǎng)印刷的方法在透明氧化物導(dǎo)電薄膜上制作Ag電極。

其中，沉積非晶硅的設(shè)備及工藝為異質(zhì)結(jié)電池生產(chǎn)的核心部分，目前用于沉積非晶硅薄膜的設(shè)備主要有PECVD(等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積)和Cat-CVD(熱絲化學(xué)氣相沉積)兩種。在現(xiàn)有的HJT電池生產(chǎn)線中，使用的非晶硅真空鍍膜設(shè)備只是參照了薄膜太陽能電池的設(shè)備，為了避免非晶硅層與層之間的交叉污染，都會(huì)將I/P/N工藝鍍膜系統(tǒng)完全分開。

在生產(chǎn)上，為了結(jié)合異質(zhì)結(jié)太陽能電池的雙面鍍膜特點(diǎn)，尋求工藝搭配的優(yōu)化和產(chǎn)能的最大化，基本上都采用I-P-I-N或I-N-I-P流程，即設(shè)計(jì)四個(gè)鍍膜腔室來完成該鍍膜工序。其優(yōu)點(diǎn)是能達(dá)到避免工藝交叉污染的要求，但是帶來的弊端也有很多，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1) 承載硅片的基板或載體在不同沉積腔室之間(或完成每一層鍍膜工藝時(shí))進(jìn)行頻繁的傳輸、真空抽氣、通氣預(yù)熱、通氣工藝、破真空出腔室等循環(huán)動(dòng)作，需要消耗較長時(shí)間，同時(shí)，受基板的尺寸和質(zhì)量的影響，機(jī)械手是傳輸過程中的速度受到限制，使該工序成為整個(gè)制程的產(chǎn)能瓶頸；2)生產(chǎn)設(shè)備通常配置多個(gè)沉積腔，這也大大提高了設(shè)備的開發(fā)和制造成本；3)機(jī)械手在傳輸腔中需要實(shí)現(xiàn)多角度旋轉(zhuǎn)，還要實(shí)現(xiàn)在不同沉積腔之間頻繁傳送基板，增加了開發(fā)和設(shè)計(jì)的難度，還面臨更高的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)和更高的調(diào)試復(fù)雜性。

目前的工業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中，人們?yōu)榱诉M(jìn)一步提高產(chǎn)能、降低生產(chǎn)成本，會(huì)采用預(yù)熱腔與進(jìn)片腔合二為一，但是，進(jìn)片腔常周期性暴露于大氣中，腔內(nèi)容易殘留氧氣、水汽等物質(zhì)，這些物質(zhì)容易在高溫時(shí)在硅片表面發(fā)生反應(yīng)，影響異質(zhì)結(jié)界面的鈍化效果，從而影響到最終的電池效率。還有些設(shè)計(jì)為了節(jié)省傳輸時(shí)間，將沉積腔中的加熱器溫度預(yù)先設(shè)置為高于所需沉積薄膜工藝溫度，來節(jié)約硅片在沉積腔中的處理時(shí)間，但是這樣做易導(dǎo)致加熱環(huán)境不穩(wěn)定，且HJT電池又對制程溫度較為敏感，這種方法會(huì)影響鍍膜質(zhì)量、增加硅片應(yīng)力和降低工藝穩(wěn)定性，導(dǎo)致產(chǎn)品的生產(chǎn)良率下降，因此，如何對該類型太陽能電池進(jìn)行生產(chǎn)是目前工業(yè)生產(chǎn)的一大挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠提高設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性、保證成膜工藝穩(wěn)定性及薄膜質(zhì)量、節(jié)約鍍膜及處理時(shí)間，從而提高設(shè)備產(chǎn)能和產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本的異質(zhì)結(jié)太陽能電池成膜工藝。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的異質(zhì)結(jié)太陽能電池成膜工藝，其具體工藝為：先將制絨清洗后、待成膜的單晶硅片裝至基板上，并至少在一個(gè)成膜單元對基板上的單晶硅片采用等離子體處理后再直接對單晶硅片進(jìn)行一次i型非晶硅成膜和n型非晶硅成膜或單獨(dú)進(jìn)行i型非晶硅成膜；還采用另外一個(gè)或多個(gè)成膜單元對單晶硅片進(jìn)行另外一面的非晶硅成膜；最后將完成工藝處理的承載單晶硅片的基板移出沉積系統(tǒng)外，冷卻，卸載硅片。

一種異質(zhì)結(jié)太陽能電池成膜生產(chǎn)工藝，包括以下步驟：

A、將制絨清洗后、待成膜的單晶硅片裝至第一基板上；