專利名稱：太陽能電池納米晶硅薄膜的物理氣相沉積裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能源新材料領(lǐng)域中太陽能電池納米晶硅薄膜的制作方法；具體地說，涉及一種等離子體離子束沉積太陽能電池納米晶硅薄膜的物理氣相沉積(PVD)方法。
背景技術(shù)：
非晶硅(a-Si∶H)薄膜太陽能電池，近幾年在基礎(chǔ)理論研究和生產(chǎn)技術(shù)方面都有長足的進(jìn)步，光電轉(zhuǎn)換效率不斷提高，成為地面推廣應(yīng)用太陽能電池的重要方面。([1]陳光華、鄧金祥編著，新型電子薄膜材料，化學(xué)工業(yè)出版社)。非晶硅的材料結(jié)構(gòu)不同于完美的單晶體，它的微觀結(jié)構(gòu)是一種共價(jià)鍵無規(guī)網(wǎng)絡(luò)，短程有序，長程無序，沒有晶格周期性。由于在非晶硅中存在有大量的氫原子，飽和了硅原子的懸掛鍵，使非晶硅成為一種亞穩(wěn)態(tài)半導(dǎo)體材料，光電性能得到較大的改善。非晶硅太陽能電池遇到一個(gè)重大技術(shù)難題是光衰問題，至今尚未徹底解決。非晶硅薄膜經(jīng)過長時(shí)間強(qiáng)光照射后，它的光電特性出現(xiàn)明顯的衰退現(xiàn)象。普遍認(rèn)為，非晶硅中的大量氫原子，在受到光照后會(huì)產(chǎn)生氫擴(kuò)散，氫釋放等，產(chǎn)生新的復(fù)合中心和陷阱中心，改變了光照前硅中氫的鍵合方式，從而使非晶硅的光電性能變差。制備非晶硅薄膜，通常采用輝光放電化學(xué)氣相沉積(PCVD)，這種沉積方法很難獲得不含氫的、結(jié)晶品質(zhì)優(yōu)良的結(jié)晶硅薄膜。
結(jié)晶硅的禁帶寬度比非晶硅窄，可以提高長波響應(yīng)，更有效利用太陽光能，理論光電轉(zhuǎn)換效率比非晶硅高。結(jié)晶硅薄膜太陽能電池，比單晶硅和鑄造多晶硅太陽能電池有更多的優(yōu)越性。相同功率的太陽能電池，單晶硅和鑄造硅電池對硅材料的消耗量比結(jié)晶硅薄膜大100倍以上。硅材料是一種高耗能產(chǎn)品，目前供不應(yīng)求，我國目前多依靠進(jìn)口，市場價(jià)格高漲。
納米晶硅薄膜被公認(rèn)為是高效、低耗的最理想的太陽能電池材料。制備不含氫的硅薄膜，就能從源頭上消除非晶太陽能電池光衰的原因。獲得缺陷態(tài)密度低，結(jié)晶品質(zhì)優(yōu)良的納米晶硅薄膜，是提高太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。
離子源是近幾年真空鍍膜逐漸應(yīng)用較多的先進(jìn)鍍膜輔助方法，在制備光學(xué)膜、硬質(zhì)膜、耐蝕膜中顯著提高了膜層的質(zhì)量。我國學(xué)者楊會(huì)生等在離子源中通入碳?xì)浠衔铮糜诔练e類金剛石(DLC)薄膜取得良好的效果。([2]孫書龍、楊會(huì)生、王燕斌等，真空科學(xué)與技術(shù)，第23卷，第3期，2003年6月)本發(fā)明將離子源用于納米晶硅薄膜的沉積，不存在理論上的障礙。通常沉積非晶硅薄膜，采用氫稀釋硅烷輝光放電方法，讓硅烷激發(fā)并化學(xué)分解，它的能量狀態(tài)大約為1-10eV，生成含氫的非晶硅。當(dāng)硅烷、硼烷或磷烷等氣體通過離子源時(shí)，受到離子源中電場、磁場的激發(fā)，可以達(dá)到100-1000eV甚至更高的能量狀態(tài)。在如此之高的能態(tài)下，足以使它們分子中氫原子全部離化，分別生成帶正電荷的硅離子Si+、磷離子P+和硼離子B+，它們各自在基片負(fù)偏置電壓作用下，在電場中被加速，以較高的動(dòng)能飛向基片，形成摻雜的結(jié)晶致密的硅薄膜。該膜不含氧，結(jié)晶品質(zhì)接近冶金硅。
反觀硅烷SiH4輝光放電PCVD沉積微晶硅薄膜，由于硅烷受激發(fā)的能量狀態(tài)較低，與非晶硅相比，雖然晶粒尺寸有增長，但仍然含有較高比率的氫原子，這種硅薄膜制作太陽能電池不能根本解決光衰問題。輝光放電沉積微晶硅，受激發(fā)的硅原子團(tuán)，在電場中能量狀態(tài)低，它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是漂移行為，在沉積過程中遷移、擴(kuò)散能力都很差，不可能避免膜中形成大量晶格缺陷，這種高缺陷的無規(guī)網(wǎng)絡(luò)，須用氫原子來飽和懸掛鍵，它又離不開氫原子，于是這樣的硅薄膜制作太陽能電池方法大大限制了光電轉(zhuǎn)換效率和使用壽命的提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)沉積硅薄膜的缺陷和不足，提供一種太陽能電池納米晶硅薄膜的物理氣相沉積裝置及其方法，即提供一種可應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的不含氫，結(jié)晶品質(zhì)優(yōu)良的硅薄膜納米材料的沉積方法，以獲得高效率、低成本、地面大面積應(yīng)用的太陽能電池，解決制約太陽能電池發(fā)展的瓶頸，即硅材料的供應(yīng)問題。
本發(fā)明是基于真空鍍膜機(jī)采用物理氣相沉積(PVD)方法沉積納米晶硅薄膜。其目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一是設(shè)計(jì)沉積硅薄膜的真空鍍膜機(jī)的配置，二是采用離子束方法沉積納米晶硅薄膜、氣相摻雜制備薄膜硅太陽能電池PIN結(jié)構(gòu)的完整工藝。
一、裝置本裝置即一種基于真空鍍膜機(jī)的配置如圖1，真空鍍膜機(jī)由真空室3、爐門4、抽氣口5、工件架6、基片烘烤加熱器7、配套電源和控制系統(tǒng)等組成。
在真空室3中，共設(shè)置8套等離子體氣體離子源在爐門4和抽氣口5處分別設(shè)置第一輔助源1.1和第二輔助源1.2；在真空室3內(nèi)靠外壁處，以爐門4和抽氣口5中點(diǎn)連線為對稱軸，右邊設(shè)置有第一沉積源2.1、第二沉積源2.2、第三沉積源2.3，左邊設(shè)置有第四沉積源2.4、第五沉積源2.5、第六沉積源2.6。
第二沉積源2.2、第五沉積源2.5為沉積n型結(jié)晶硅用，其余四套沉積源用于沉積P型和i層結(jié)晶硅用。沉積i層結(jié)晶硅時(shí)，摻入微量的硼會(huì)顯著改善電池的特性。
在真空室3中央的φ450mm的圓上，設(shè)置有烘烤加熱基片的電加熱器7。在熟練掌握本發(fā)明的基本技術(shù)之后，也可采用多反應(yīng)室分離技術(shù)，以適應(yīng)更高檔的疊層太陽能電池的生產(chǎn)。
二、方法如圖2，在不銹鋼基片8上，依次沉積金屬底電極F，n型摻雜硅薄膜C，i層本征硅薄膜D，P型摻雜硅薄膜E，金屬上電極B，ITO透明導(dǎo)電膜A；如圖3，在玻璃基片9上，依次沉積ITO透明導(dǎo)電膜A，P型摻雜硅薄膜E，i層本征硅薄膜D，n型摻雜硅薄膜C，金屬底電極F。
(1)n型摻雜硅薄膜C的制備將表面經(jīng)拋光處理和化學(xué)清洗的基片放置于真空室3中的工件架6上，按真空鍍膜機(jī)的工藝規(guī)范操作，沉積硅薄膜。在第二沉積源2.2和第五沉積源2.5中通入氬稀釋的硅烷氣(SiH4)和磷烷氣(PH3)，控制摻雜比率為PH3∶SiH4＝0.1～1％，調(diào)控沉積壓力、離子源陽極電壓、基片溫度和旋轉(zhuǎn)速率等，在基片上有摻磷的n型結(jié)晶硅析出，第一輔助源1.1和第二輔助源1.2實(shí)時(shí)轟擊生長的硅薄膜，促使硅原子有序排列、致密生長，結(jié)晶硅的晶粒尺度為納米至微米級?？刂苙型結(jié)晶硅層的厚度為200-300nm。
(2)i層本征硅薄膜的制備開啟第一輔助源1.1和第二輔助源1.2，采用離子束對n型硅薄膜進(jìn)行物理清洗，控制陽極電壓為450-500V，清除硅薄膜表面的浮塵和鍵合不牢的原子。
然后開通第一沉積源2.1、第三沉積源2.3、第四沉積源2.4和第六沉積源2.6，通入硅烷氣(SiH4)，控制沉積壓力、離子源陽極電壓、基片溫度和旋轉(zhuǎn)速率，在n型結(jié)晶硅上面生長本征結(jié)晶硅；啟動(dòng)第一輔助源1.1和第二輔助源1.2實(shí)時(shí)轟擊硅薄膜，促進(jìn)晶粒生長。它的晶粒尺度為納米至微米級，控制i層硅薄膜的厚度為1.4～2.0μm。結(jié)晶硅薄膜的光學(xué)、電學(xué)參數(shù)如吸收系數(shù)α、暗電導(dǎo)σ、光學(xué)帶隙Eg等，都與硅薄膜的沉積工藝有很大的關(guān)系，要根據(jù)結(jié)晶硅薄膜的實(shí)測光學(xué)、電學(xué)參數(shù)來設(shè)計(jì)每層硅薄膜的精確厚度。
(3)p型摻雜硅薄膜的制備開通第一輔助源1.1和第二輔助源1.2，采用離子束對結(jié)晶硅薄膜表面進(jìn)行清洗，控制陽極電壓為450-500V，除去浮塵和鍵合不牢的原子。然后開啟第一沉積源2.1和第四沉積源2.4，或者第三沉積源2.3和第六沉積源2.6，沉積P型結(jié)晶硅，控制摻硼比率為B2H6∶SiH4＝0.1～2％，控制壓力、離子源陽極電壓、基片溫度和旋轉(zhuǎn)速率，在I層結(jié)晶硅表面生長P型結(jié)晶硅，同時(shí)采用第一輔助源1.1和第二輔助源1.2適時(shí)轟擊硅薄膜表面，促進(jìn)硅原子有序化生長。它的晶粒尺度為納米至微米級，控制P型硅薄膜的厚度為100-150nm左右。
(4)按照制備非晶硅或微晶硅薄膜太陽能電池的成熟經(jīng)驗(yàn)，在表面沉積ITO透明導(dǎo)電膜A和收集光電流的上電極B；在適當(dāng)?shù)牟课辉O(shè)置金屬電極，以收集光電流。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果1、本發(fā)明采用物理氣相沉積(PVD)方法沉積結(jié)晶硅薄膜，是一種新穎的結(jié)晶硅薄膜的沉積方法。硅烷(SiH4)和其它摻雜氣通過離子源時(shí)，受到強(qiáng)磁場和電場的激發(fā)，達(dá)到較高的能量狀態(tài)，分子中的氫元素被充分離化，生成帶正電的硅離子(Si+)和摻雜元素磷離子(P+)、硼離子(B+)，它們受到基片負(fù)偏置電壓的作用而被加速，以較高的動(dòng)能飛向基片，生成不含氫的硅薄膜，從源頭上消除了太陽能電池光衰的問題。
2、本發(fā)明采用輔助沉積離子源，首先對基片進(jìn)行物理清洗，獲得原子級的潔凈度，活化基片表面，使硅薄膜與基體有較高的附著力；在硅薄膜的生長過程中，輔助沉積離子源發(fā)射的載能氬離子束對硅薄膜實(shí)時(shí)轟擊，增加硅原子在薄膜表面的擴(kuò)散、遷涉能力，硅薄膜在生長過程中硅原子有序排列，生成結(jié)晶硅，提高薄膜的結(jié)晶品質(zhì)，有利于光電轉(zhuǎn)換效率的提高。
3、本發(fā)明采用的離子源是為太陽能光伏材料硅薄膜生長設(shè)計(jì)的專用離子源，它具有束流大，能量調(diào)控范圍寬，薄膜生長速度快，薄膜結(jié)晶的品質(zhì)好的優(yōu)點(diǎn)。國內(nèi)外十分關(guān)注的熱絲法生長結(jié)晶硅的方法，使用熾熱的鎢絲發(fā)射電子，讓硅烷離化，具有重金屬雜質(zhì)玷污硅薄膜的缺點(diǎn)。常用的離子源中，霍爾離子源同樣有鎢絲重金屬雜質(zhì)污染的問題?？挤蚵x子源和潘寧離子源的工作束流為幾百毫安，因?yàn)槭鲝?qiáng)度低，不適合硅薄膜的工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明采用的離子源陽極電壓0-1500V可調(diào)，最大束流再20A以上。
4、本發(fā)明制備的結(jié)晶硅薄膜，沉積溫度低，可以采用廉價(jià)基片材料，可以大面積沉積均勻的硅薄膜，為降低成本使地面應(yīng)用太陽能電池提供了基本的條件。所獲得的硅薄膜結(jié)晶品質(zhì)好，是理想的高效、低耗光伏材料。
總之，本發(fā)明獲得納米至微米尺度的結(jié)晶硅薄膜，對于提高硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率，解決非晶硅太陽電池光衰的技術(shù)難題和大規(guī)模地面應(yīng)用有重大意義，對于解決制約硅太陽能電池發(fā)展的瓶頸，即硅材料的供應(yīng)，發(fā)展節(jié)能型高效硅太陽能電池也有重大應(yīng)用價(jià)值。


圖1-真空離子鍍膜機(jī)真空室橫截面示意圖；圖2-不銹鋼基片沉積硅薄膜示意圖；圖3-透光玻璃基片沉積硅薄膜示意圖。
其中
1-離子束輔助沉積離子源，簡稱輔助源，包括1.1-第一離子束輔助沉積離子源，簡稱第一輔助源；1.2-第二離子束輔助沉積離子源，簡稱第二輔助源。
2-硅薄膜沉積離子源，簡稱沉積源，包括2.1-第一硅薄膜沉積離子源，簡稱第一沉積源；2.2-第二硅薄膜沉積離子源，簡稱第二沉積源；2.3-第三硅薄膜沉積離子源，簡稱第三沉積源；2.4-第四硅薄膜沉積離子源，簡稱第四沉積源；2.5-第五硅薄膜沉積離子源，簡稱第五沉積源；2.6-第六硅薄膜沉積離子源，簡稱第六沉積源。
3-真空室。4-爐門。5-抽氣口。6-工件架。
7-加熱器，包括7.1-第一加熱器；7.2-第二加熱器；7.3-第三加熱器；7.4-第四加熱器；8-不銹鋼基片。 9-玻璃基片。
A-ITO透明導(dǎo)電膜。
B-金屬上電極。 C-n型摻雜硅薄膜。
D-i層本征硅薄膜。
E-p型摻雜硅薄膜。
F-金屬底電極。
具體實(shí)施例方式
例以不銹鋼基片8為例，說明具體實(shí)施工藝。
1、基片拋光、清洗將不銹鋼基片8進(jìn)行機(jī)械拋光處理，表面平整光亮無劃痕，反光系數(shù)＞85％。然后經(jīng)化學(xué)清洗干凈，脫水烘干后備用。
2、裝架將清洗干凈的不銹鋼基片8裝到工件架6上，掛到真空室3中工作旋轉(zhuǎn)軸上。整個(gè)操作過程要保持基片和真空室部件的清潔度。
3、抽真空關(guān)閉爐門4，按照鍍膜機(jī)的操作規(guī)程抽高真空至3×10-3Pa。
4、基片烘烤真空度達(dá)到3×10-3Pa之后，開啟烘烤加熱電源對基片烘烤，控制烘烤溫度280～300℃，待真空度恢復(fù)至3×10-3Pa后，保溫30分鐘。
5、輝光清洗通入氬氣(Ar)，控制氣壓為2Pa，開啟偏壓電源，將偏壓調(diào)升至1200V，占空比75％，基片公轉(zhuǎn)速度4圈/分鐘；輝光清洗15分鐘。
6、離子束清洗開啟第一輔助源1.1和第二輔助源1.2，通入工作氣體氬氣(Ar)，控制真空室壓力為0.1Pa。調(diào)升輔助源1的陽極電壓為1000V，束流強(qiáng)度4～6A。控制偏壓為800V，占空比60％?；瑴囟群娃D(zhuǎn)速不變。離子束清洗時(shí)間15～20分鐘。
7、沉積n型摻雜硅薄膜C第二沉積源2.2和第五沉積源2.5通入硅烷(SiH4)和摻雜氣磷烷(PH3)，控制摻雜比為PH3∶SiH4＝0.1～1％，真空室壓力1.0～2.0Pa。調(diào)控沉積源2的陽極電壓為250-300V，束流強(qiáng)度10A；輔助源1的陽極電壓為300～350V，束流強(qiáng)度15A。偏壓150～200V，占空比50％?；瑴囟群娃D(zhuǎn)速不變。n型硅薄膜的厚度控制在200～300nm。達(dá)到后關(guān)閉第二沉積源2.2和第五沉積源2.5。
8、沉積i層本征硅薄膜D將第一輔助源1.1和第二輔助源1.2，的陽極電壓調(diào)整為450～500V，束流控制在8～10A，采用離子束對沉積的n型摻雜硅薄膜C表面清洗10分鐘，除去表面浮塵和鍵合不牢的原子。然后開啟第一沉積源2.1、第三沉積源2.3、第四沉積源2.4和第六沉積源2.6，通入SiH4氣，控制沉積壓力為1.0～2.0Pa，控制沉積源陽極電壓250～300V，束流強(qiáng)度8～10A，調(diào)控輔助源1的陽極電壓為300～350V，束流強(qiáng)度為5A；偏壓和占空比、基片溫度、轉(zhuǎn)速和真空室壓力不變。在n型摻雜硅薄膜C表面上生長i層本征硅薄膜D，控制膜厚度為1.5～2.0μm，達(dá)到后關(guān)閉在工作的沉積源2。
9、沉積p型摻雜硅薄膜E調(diào)整第一輔助源1.1和第二輔助源1.2的陽極電壓為450～500V，束流控制在8～10A，對i層本征硅薄膜D表面進(jìn)行離子束清洗10分鐘；然后開啟第一沉積源2.1和第四沉積源2.4，或者第三沉積源2.3和第六沉積源2.6，通入硅烷(SiH4)和摻雜氣乙硼烷(B2H6)，控制它們的比率為B2H6∶SiH4＝0.1～2.0％?？刂瞥练e源的陽極電壓為250～300V，束流強(qiáng)度8～10A；第一輔助源1.1和第二輔助源1.2的陽極電壓為300～350V，束流強(qiáng)度15A；真空室壓力、偏壓和占空比、基片溫度和轉(zhuǎn)速不變。在i層本征硅薄膜D表面生長P型摻雜硅薄膜E，控制P型摻雜硅薄膜E的厚度為100～150nm，達(dá)到后關(guān)閉在工作的沉積離子源和偏壓電源、氣源。
10、硅薄膜的真空退火熱處理提升基片烘烤溫度至400～450℃，真空度保持3×10-3Pa，真空熱處理時(shí)間60分鐘。
11、停爐關(guān)閉基片烘烤加熱電源，停止基片旋轉(zhuǎn)，高真空泵繼續(xù)運(yùn)行至基片溫度降到200℃以下，方可停高真空泵；基片溫度降至80℃以下，才可以從真空室中取出基片。
權(quán)利要求
1.一種太陽能電池納米晶硅薄膜的物理氣相沉積裝置，包括真空鍍膜機(jī)，真空鍍膜機(jī)由真空室(3)、爐門(4)、抽氣口(5)、工件架(6)、加熱器(7)、配套電源和控制系統(tǒng)等組成；其特征在于在爐門(4)和抽氣口(5)處分別設(shè)置第一輔助源(1.1)和第二輔助源(1.2)；在真空室(3)內(nèi)靠外壁處，以爐門(4)和抽氣口(5)中點(diǎn)連線為對稱軸，右邊設(shè)置有第一沉積源(2.1)、第二沉積源(2.2)、第三沉積源(2.3)，左邊設(shè)置有第四沉積源(2.4)、第五沉積源(2.5)、第六沉積源(2.6)；在真空室3中央設(shè)置有加熱器(7)。
2.一種太陽能電池納米晶硅薄膜的物理氣相沉積方法，其特征在于在不銹鋼基片(8)上，依次沉積金屬底電極(F)，n型摻雜硅薄膜(C)，i層本征硅薄膜(D)，P型摻雜硅薄膜(E)，金屬上電極(B)，ITO透明導(dǎo)電膜(A)；在玻璃基片(9)上，依次沉積ITO透明導(dǎo)電膜(A)，p型摻雜硅薄膜(E)，i層本征硅薄膜(D)，n型摻雜硅薄膜(C)，金屬底電極(F)；n型摻雜硅薄膜(C)的制備；i層本征硅薄膜(D)的制備；p型摻雜硅薄膜(E)的制備；按照制備非晶硅或微晶硅薄膜太陽能電池的成熟經(jīng)驗(yàn)，在表面沉積ITO透明導(dǎo)電膜(A)和收集光電流的上電極(B)；在適當(dāng)?shù)牟课辉O(shè)置金屬電極。
3.按權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于n型摻雜硅薄膜(C)的制備第二沉積源(2.2)和第五沉積源(2.5)通入硅烷和摻雜氣磷烷，控制摻雜比為PH3∶SiH4＝0.1～1％，真空室壓力1.0～2.0Pa；調(diào)控沉積源(2)的陽極電壓為250-300V，束流強(qiáng)度10A；輔助源(1)的陽極電壓為300～350V，束流強(qiáng)度15A；偏壓150～200V，占空比50％；基片溫度和轉(zhuǎn)速不變；n型摻雜硅薄膜(C)的厚度控制在200～300nm，達(dá)到后關(guān)閉第二沉積源(2.2)和第五沉積源(2.5)。
4.按權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于i層本征硅薄膜(D)的制備將第一輔助源(1.1)和第二輔助源(1.2)的陽極電壓調(diào)整為450～500V，束流控制在8～10A，采用離子束對沉積的n型摻雜硅薄膜(C)表面清洗10分鐘，除去表面浮塵和鍵合不牢的原子，然后開啟第一沉積源(2.1)、第三沉積源(2.3)、第四沉積源(2.4)和第六沉積源(2.6)，通入SiH4氣，控制沉積壓力為1.0～2.0Pa，控制沉積源陽極電壓250～300V，束流強(qiáng)度8～10A，調(diào)控輔助源(1)的陽極電壓為300～350V，束流強(qiáng)度為5A；偏壓和占空比、基片溫度、轉(zhuǎn)速和真空室壓力不變；在n型摻雜硅薄膜(C)表面上生長i層本征硅薄膜(D)，控制膜厚度為1.5～2.0μm，達(dá)到后關(guān)閉在工作的沉積源(2)。
5.按權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于p型摻雜硅薄膜(E)的制備調(diào)整第一輔助源(1.1)和第二輔助源(1.2)的陽極電壓為450～500V，束流控制在8～10A，對i層本征硅薄膜(D)表面進(jìn)行離子束清洗10分鐘；然后開啟第一沉積源(2.1)和第四沉積源(2.4)，或者第三沉積源(2.3)和第六沉積源(2.6)，通入硅烷和摻雜氣乙硼烷，控制它們的比率為B2H6∶SiH4＝0.1～2.0％。控制沉積源(2)的陽極電壓為250～300V，束流強(qiáng)度8～10A；第一輔助源(1.1)和第二輔助源(1.2)的陽極電壓為300～350V，束流強(qiáng)度15A；真空室壓力、偏壓和占空比、基片溫度和轉(zhuǎn)速不變；在i層本征硅薄膜(D)表面生長P型摻雜硅薄膜(E)，控制P型摻雜硅薄膜(E)的厚度為100～150nm，達(dá)到后關(guān)閉在工作的沉積源(2)和偏壓電源、氣源。
全文摘要
本發(fā)明公開了太陽能電池納米晶硅薄膜的物理氣相沉積裝置及其方法，涉及能源新材料領(lǐng)域中太陽能電池納米晶硅薄膜的制作方法；本發(fā)明是基于真空鍍膜機(jī)采用物理氣相沉積(PVD)方法沉積納米晶硅薄膜。其目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一是設(shè)計(jì)沉積硅薄膜的真空鍍膜機(jī)的配置，二是采用離子束方法沉積納米晶硅薄膜、氣相摻雜制備薄膜硅太陽能電池PIN結(jié)構(gòu)的完整工藝。本發(fā)明獲得納米至微米尺度的結(jié)晶硅薄膜，對于提高硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率，解決非晶硅太陽電池光衰的技術(shù)難題和大規(guī)模地面應(yīng)用有重大意義，對于解決制約硅太陽能電池發(fā)展的瓶頸，即硅材料的供應(yīng)，發(fā)展節(jié)能型高效硅太陽能電池也有重大應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號C23C14/56GK1760405SQ200510019798
公開日2006年4月19日 申請日期2005年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月14日
發(fā)明者吳大維, 吳越俠, 徐建平 申請人:吳大維