專利名稱：一種鍍膜設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鍍膜設(shè)備。
背景技術(shù)：
在目前的太陽能電池市場上以晶體硅太陽電池為主，發(fā)展的趨勢是在減少生產(chǎn)成本的同時進一步提聞太陽電池的效率。提聞太陽能電池效率有兩種途徑，一方面是減少光學(xué)損失以提高太陽能電池的效率，稱為陷光理論及技術(shù)，包括最佳減反射的表面織構(gòu)化及技術(shù)和最佳減反射(前表面)及背表面反射技術(shù)；另一方面是減少電學(xué)損失以提高太陽能電池效率，包括理想p-n結(jié)技術(shù)和鈍化理論及技術(shù)。常規(guī)太陽能電池的表面都有一層減反射膜，減反膜的材料一般為氮化硅，且其中含有H原子，其作用主要有兩個方面:一方面是降低反射率，使反射率降低到3%以下，從而減少光學(xué)損失；另一方面是H原子能鈍化硅片的懸掛鍵和復(fù)合中心，起表面鈍化和體鈍化的作用，從而減少太陽能電池的電學(xué)損失；即減反射膜可以分別減少光學(xué)損失和電學(xué)損失，進而提聞太陽能電池的效率。最常用的鍍膜設(shè)備是等離子增強型化學(xué)氣相沉積技術(shù)(Plasma EnhancedChemical Vapor Deposition,簡稱PECVD),將娃片放入PECVD設(shè)備的反應(yīng)腔室,通入適量反應(yīng)氣體，氣體經(jīng)一系列化學(xué)反應(yīng)和等離子體反應(yīng)，在樣品表面形成固定膜態(tài)。在制作氮化硅減反射膜時，將硅片放入反應(yīng)腔室，然后通入反應(yīng)氣體SiH4和NH3,由于等離子體含有大量高能量的電子，能提供反應(yīng)所需的激活能，反應(yīng)可以在低溫下實現(xiàn)，在0.1mbar Imbar鍍膜壓力，200°C 450°C低溫下，反應(yīng)氣體SiH4和NH3反應(yīng)后沉積一層厚度為75nm左右，折射率為2.05左右的氮化硅層，從而使電池表面的反射率降低到3%以下。但是在實際使用中發(fā)現(xiàn)，上述具有單層氮化硅減反射膜的太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率仍有待提聞。

實用新型內(nèi)容有鑒于此，本實用新型提供一種鍍膜設(shè)備，可以在不額外增加大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)流程的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)熱氧化層的制備，從而形成低溫氧化層和氮化層的疊層結(jié)構(gòu)，從而提高太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率，同時滿足大規(guī)模生產(chǎn)的實際需求。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型實施例提供了如下技術(shù)方案:一種鍍膜設(shè)備，在該設(shè)備中可形成氧化層和氮化層的疊層，且所述氧化層為低溫氧化層，該設(shè)備包括:反應(yīng)腔室；與該反應(yīng)腔室相連的氣體管路，該氣體管路連接氧化性氣體源，該氣體管路為在離子束蒸發(fā)設(shè)備、磁控濺射設(shè)備、APCVD設(shè)備、LPCVD設(shè)備或PECVD設(shè)備上新增的氣體管路。優(yōu)選的，所述鍍膜設(shè)備還包括:等離子發(fā)生裝置；[0013]與所述反應(yīng)腔室相連的等離子加速裝置。優(yōu)選的，所述氧化性氣體源是氧氣源或臭氧源。與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案具有以下優(yōu)點:在減反射膜鍍膜設(shè)備中引入氧化性氣體管路，在鍍膜前先通氧化性氣體，使硅片在低溫下與氧化性氣體接觸足夠長的時間，在硅片表面形成一層薄氧化硅，然后再進行鍍膜步驟，在氧化硅層表面鍍減反射膜，形成氧化硅層和氮化硅層的疊層結(jié)構(gòu)，這種疊層結(jié)構(gòu)由于薄氧化硅層的作用，可以進一步提高減反射膜的鈍化作用，改進了對硅片的懸掛鍵和復(fù)合中心的鈍化效果，并排除在P型硅基底上由于氮化硅的固定正電荷導(dǎo)致的反型層漏電，從而提高太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率。同時，這種鍍膜設(shè)備的設(shè)計，只是在鍍膜設(shè)備中增加一個氧化性氣體管路，連接氧化性氣體源和鍍膜反應(yīng)腔室，投入簡單，并且可以將減反射膜的制作過程與氧化硅形成過程集成到一個設(shè)備，避免從氧化設(shè)備到鍍膜設(shè)備轉(zhuǎn)移過程中帶來的雜質(zhì)污染，也省略了氧化之后進入減反射膜沉積設(shè)備之前對硅片的再次清洗，避免了增加額外的設(shè)備成本，也使工序更加簡單，簡化了流程，方便投入大規(guī)模生產(chǎn)。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實用新型實施例一公開的一種鍍膜設(shè)備；圖2為本實用新型實施例二公開的另一種鍍膜設(shè)備。
具體實施方式
為使本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
做詳細(xì)的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本實用新型，但是本實用新型還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本實用新型內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本實用新型不受下面公開的具體實施例的限制。其次，本實用新型結(jié)合示意圖進行詳細(xì)描述，在詳述本實用新型實施例時，為便于說明，表示的設(shè)備會不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應(yīng)限制本實用新型保護的范圍。正如背景技術(shù)部分所述，現(xiàn)有的鍍膜設(shè)備形成的減反射膜為氮化硅單層結(jié)構(gòu)，鈍化效果有限。發(fā)明人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在磷摻雜的N型擴散層表面高溫?zé)嵫趸疭i02/PECVD技術(shù)SiNx的疊層結(jié)構(gòu)能取得很好的鈍化效果；在？型硅基底上采用高溫?zé)嵫趸疭i02/PECVD技術(shù)SiNx的疊層結(jié)構(gòu)可以保證高質(zhì)量的化學(xué)鈍化并且能排除由于SiNx的固定正電荷導(dǎo)致的反型層漏電。一方面，現(xiàn)有的單層氮化硅減反射膜的化學(xué)鈍化作用有限，且對于P型硅基底的太陽能電池，會由于氮化硅層的固定正電荷作用導(dǎo)致反型層的漏電，從而降低太陽能電池的效率，而另一方面，氧化硅層有降低太陽能電池表面復(fù)合的作用，那么將氧化硅層和減反射膜集合在一起，形成一種氧化硅與氮化硅的疊層結(jié)構(gòu)，這種疊層結(jié)構(gòu)就能保證高質(zhì)量的化學(xué)鈍化作用，并且排除在P型硅基底上由于氮化硅的固定正電荷導(dǎo)致的反型層漏電，同時，考慮到疊層結(jié)構(gòu)的光學(xué)性能，應(yīng)使氧化硅層的厚度很薄，以保證不會對疊層結(jié)構(gòu)的光學(xué)性能產(chǎn)生負(fù)面影響?；谏鲜鲈颍緦嵱眯滦蛯嵤├峁┝艘环N鍍膜設(shè)備，以解決上述問題，具體描述參見以下實施例。實施例一本實用新型實施例一提供了一種鍍膜設(shè)備，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，下面結(jié)合圖1對該鍍膜設(shè)備的結(jié)構(gòu)進行詳細(xì)說明。該鍍膜設(shè)備可形成氧化層和氮化層的疊層，且所述氧化層為低溫氧化層；所述低溫氧化層，即形成氧化層的過程中，所述反應(yīng)腔室的溫度接近正常制作減反射膜氮化層的工藝溫度。這樣就能克服高溫?zé)嵫趸^程中的帶來的一些弊端，首先減少了耗能成本，高溫?zé)嵫趸臏囟韧ǔＴ?000°c，且速度較慢，工藝時間長，耗能成本高；其次避免高溫環(huán)境對硅片質(zhì)量的影響，對于一些低質(zhì)量的硅片材料，高溫會導(dǎo)致硅片質(zhì)量的惡化，多晶硅的少子壽命很容易在高溫下衰減，而在低溫條件下就克服以上問題，減少了物料成本；第三，隨著硅片薄片化的發(fā)展趨勢，高溫容易導(dǎo)致硅片發(fā)生彎曲變形，而采用低溫形成氧化層則克服了這一缺點，適應(yīng)了硅片薄片化的發(fā)展趨勢。所述低溫氧化層的厚度可以通過控制反應(yīng)溫度、氧化性氣體流量、氧化時間長短等方式調(diào)節(jié)，一般情況下，低溫氧化層的厚度很薄，在0.1nm IOnm之間，以避免對疊層結(jié)構(gòu)的光學(xué)性能產(chǎn)生負(fù)面影響。該鍍膜設(shè)備具體包括:反應(yīng)腔室；所述鍍膜設(shè)備是離子束蒸發(fā)設(shè)備、磁控濺射設(shè)備、APCVD設(shè)備、LPCVD設(shè)備或PECVD設(shè)備，每種鍍膜設(shè)備都有其對應(yīng)的反應(yīng)腔室，放置硅片或者其他種類需要鍍膜的材料。與該反應(yīng)腔室相連的氣體管路，該氣體管路連接氧化性氣體源，該氣體管路為在離子束蒸發(fā)設(shè)備、磁控濺射設(shè)備、APCVD設(shè)備、LPCVD設(shè)備或PECVD設(shè)備上新增的氣體管路。所述氣體管路連接反應(yīng)腔室和氧化性氣體源的方式有多種，在一些本身具有氣體管路的鍍膜設(shè)備中，可以直接通過對氣體管路的外接端口進行改進，使其能根據(jù)需要先后通入氧化性氣體和形成減反射膜所需氣體；在一些本身不具有氣體管路的鍍膜設(shè)備中，則直接從腔室向外引入管路，管路可以依附腔室內(nèi)壁，也可以貫穿腔室中間，且該氣體管路的制作及布置按照氧化性特種氣體要求操作，只要能達到將氧化性氣體注入反應(yīng)腔室的目的，就符合本實用新型的精神，落入本實用新型的保護范圍。所述連接的氧化性氣體源是氧氣源和臭氧源，也可以為其他具有氧化性的氣體源，或者同時含有多種不同氧化性氣體的混合氣體源。需要強調(diào)的是，所述氧化性氣體源中也可以是摻雜氯元素的氣體，例如在氧化性氣體中摻入氯氣、氯化氫、三氯乙烯氣體和三氯乙烷氣體中的至少一種，用來減少氧化硅層中的鈉離子等離子污染，改善氧化硅層的質(zhì)量。在本實用新型的另一實施例中，也可以包括等離子發(fā)生裝置和與所述反應(yīng)腔室相連的等離子加速裝置，在通氧化性氣體的過程中，同時輔助以等離子轟擊，將氧化性氣體或者摻雜有氯元素的氧化性氣體離子化，以增強硅片的氧化速度。下面以直接式管式PECVD鍍膜設(shè)備為例，如圖1所示，對上述鍍膜設(shè)備的結(jié)構(gòu)進行詳細(xì)說明。在直接式管式PECVD設(shè)備基礎(chǔ)上，增加一根氧化性氣體管路101，氧化性氣體管路101連接了氧氣源108和PECVD石英管102 ；將正常清洗后的硅片104放置在石墨舟105上，然后通過泵106帶著載有硅片的石墨舟進入PECVD石英管102內(nèi)，在進行石英管保護氣清洗并抽空后，通過加熱器103加熱石英管102至200°C左右，開始通入純凈的氧氣，氧氣流量為10L/min，此時繼續(xù)加熱石英管，直至達到正常制作氮化硅減反射膜的工藝溫度，此時停止通入氧氣；在對石英管進行保護氣清洗并抽空后，啟動射頻電源107，運行正常制作氮化硅減反射膜的工藝，在硅片上制備出低溫?zé)嵫趸瘜雍偷瘜拥寞B層結(jié)構(gòu)。本實施例通過在直接式管式PECVD設(shè)備上增加氧化性氣體管路，使得可以直接應(yīng)用直接式管式PECVD實現(xiàn)氧化層和氮化層的疊層結(jié)構(gòu)，且氧化層為低溫氧化層。在加熱石英管到預(yù)設(shè)減反射膜工藝溫度的過程中，通入氧化性氣體，在低溫條件下形成氧化層，克服了高溫形成氧化層的弊端，然后停止通入氧化性氣體，進行正常的減反射膜的制作工藝，即直接應(yīng)用PECVD就能實現(xiàn)氧化層和氮化層的疊層結(jié)構(gòu)的制作，避免從氧化設(shè)備到鍍膜設(shè)備轉(zhuǎn)移過程中帶來的雜質(zhì)污染，也省略了氧化之后進入減反射膜沉積設(shè)備之前對硅片的再次清洗，避免了增加額外的設(shè)備成本，也使工序更加簡單，簡化了流程，方便投入大規(guī)模生產(chǎn)。實施例二本實施例二提供了另外一種鍍膜設(shè)備，本實施例以間接式板式PECVD設(shè)備為例，對上述鍍膜設(shè)備的結(jié)構(gòu)進行詳細(xì)說明，如圖2所示，為此種鍍膜設(shè)備的立體圖。在間接式板式PECVD設(shè)備基礎(chǔ)上，增加一根氧氣管路201，該氧化性氣體管路201連接了氧化性氣體源208和PECVD真空腔室203 ；將正常清洗后的硅片204置于載物板205上，然后隨同載物板205 —起進入PECVD真空腔室203內(nèi)，然后靜置于真空腔室，在進行保護氣清洗并抽空后，通過帶銅線的石英管202對真空腔室203進行加熱，并開始通入純凈的氧氣，氧氣流量為2L/min，繼續(xù)加熱真空腔室，直至達到正常制作氮化硅減反射膜的工藝溫度，此時停止通入氧氣；在對真空腔室進行保護氣清洗并抽空后，啟動微波發(fā)生器207，進行正常運行制作氮化硅減反射膜的工藝，此時載物板在真空腔室中移動，同時在硅片表面沉積氮化硅減反射膜，最后在硅片上制備出低溫?zé)嵫趸瘜雍偷瘜拥寞B層結(jié)構(gòu)。本實施例通過在間接式板式PECVD設(shè)備上增加氧化性氣體管，使得可以直接應(yīng)用間接式板式PECVD實現(xiàn)氧化層和氮化層的疊層結(jié)構(gòu)的制作，且氧化層為低溫氧化層。在加熱石英管到預(yù)設(shè)減反射膜工藝溫度的過程中，通入氧化性氣體，在低溫條件下形成氧化層，克服了高溫形成氧化層的弊端，然后停止通入氧化性氣體，進行正常的減反射膜的制作工藝，即直接應(yīng)用間接式板式PECVD就能實現(xiàn)氧化層和氮化層的疊層結(jié)構(gòu)的制作，避免從氧化設(shè)備到鍍膜設(shè)備轉(zhuǎn)移過程中帶來的雜質(zhì)污染，也省略了氧化之后進入減反射膜沉積設(shè)備之前對硅片的再次清洗，避免了增加額外的設(shè)備成本，也使工序更加簡單，簡化了流程，方便投入大規(guī)模生產(chǎn)。以上所述實施例，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制。雖然本實用新型已以較佳實施例披露如上，然而并非用以限定本實用新型。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本實用新型技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案保護的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種鍍膜設(shè)備，其特征在于，在該設(shè)備中可形成氧化層和氮化層的疊層，且所述氧化層為低溫氧化層，該設(shè)備包括: 反應(yīng)腔室； 與該反應(yīng)腔室相連的氣體管路，該氣體管路連接氧化性氣體源，該氣體管路為在離子束蒸發(fā)設(shè)備、磁控濺射設(shè)備、APCVD設(shè)備、LPCVD設(shè)備或PECVD設(shè)備上新增的氣體管路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍍膜設(shè)備，其特征在于，所述鍍膜設(shè)備還包括: 等離子發(fā)生裝置； 與所述反應(yīng)腔室相連的等離子加速裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍍膜設(shè)備，其特征在于，所述氧化性氣體源是氧氣源或臭氧源。
專利摘要本實用新型公開了一種鍍膜設(shè)備，在該設(shè)備中可形成氧化層和氮化層的疊層，且所述氧化層為低溫氧化層，該設(shè)備包括反應(yīng)腔室；與該反應(yīng)腔室相連的氣體管路，該氣體管路連接氧化性氣體源，該氣體管路為在常規(guī)鍍膜設(shè)備上新增的氣體管路。本實用新型實施例通過在鍍膜設(shè)備中引入氧化性氣體管路，可以在此種鍍膜設(shè)備中形成氧化層和氮化層的疊層結(jié)構(gòu)，進一步提高減反射膜的鈍化作用，從而提高太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率；并且將氧化層和氮化層的制作過程集成在一個鍍膜設(shè)備中，此種鍍膜設(shè)備避免在疊層結(jié)構(gòu)制作過程中增加額外設(shè)備成本，簡化了制作工藝，方便投入大規(guī)模生產(chǎn)。
文檔編號H01L31/18GK203034099SQ20122051067
公開日2013年7月3日 申請日期2012年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月29日
發(fā)明者金井升, 黃紀(jì)德, 許佳平, 王單單, 蔣方丹 申請人:上饒光電高科技有限公司