專利名稱：用于非晶硅薄膜太陽電池制作的pecvd裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及太陽能利用設(shè)備，具體地說是一種用于非晶硅薄膜太陽電池制作的PECVD裝置。
背景技術(shù)：
我們知道，非晶硅薄膜太陽電池是利用輝光放電氣相沉積反應(yīng)在具有透明導(dǎo)電膜的玻璃基板(以下簡稱玻璃基片)上形成非晶硅p-i-n結(jié)構(gòu)的平板式光電轉(zhuǎn)換器件，當(dāng)太陽光照射到電池上時，電池吸收光能產(chǎn)生電子一空穴對，在內(nèi)建電場作用下，光生電子和光生空穴被分離，兩側(cè)出現(xiàn)異性電荷積累，即光生伏特現(xiàn)象，用電極從兩側(cè)引出，接上負載，則在負載中有光生電流流過；在太陽光的照射下，持續(xù)獲得功率輸出。現(xiàn)有的用于工業(yè)生產(chǎn)的非晶硅薄膜太陽電池制作的PECVD設(shè)備來源于國外進口，其結(jié)構(gòu)為在一個真空室內(nèi)放置多個電極板，電極板為垂直放置，電極板之間背靠背放置兩片玻璃基片，反應(yīng)氣體從真空室的頂部進入，經(jīng)過電極板與玻璃板之間狹縫，廢氣從真空室的底部排出，氣流方向與電場方向垂直，該結(jié)構(gòu)會造成反應(yīng)氣體在電極板與玻璃板形成狹縫中以層流的狀態(tài)流動，氣體的反應(yīng)為界面反應(yīng)，其反應(yīng)效率與界面滯留層的厚度與反應(yīng)氣體的濃度有關(guān)，由于反應(yīng)氣體的行程較長，反應(yīng)氣體的濃度從上到下處于連續(xù)降低過程，同時氣體反應(yīng)的解析過程難以充分完成，使產(chǎn)品的微觀缺陷增加，氣體的界面反應(yīng)對布氣和排氣的均勻性要求很高，控制難度大，產(chǎn)品的重復(fù)性較差，難以生產(chǎn)出較高轉(zhuǎn)化效率非晶硅薄膜太陽電池產(chǎn)品，這也是造成同一配方在實驗室與實際生產(chǎn)中轉(zhuǎn)化效率差別較大的原因。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于非晶硅薄膜太陽電池制作的PECVD裝置，其結(jié)構(gòu)緊湊、易于操作、工作穩(wěn)定、工作效率高。
本實用新型可以通過如下措施達到一種用于非晶硅薄膜太陽電池制作的PECVD裝置，包括真空室、真空獲得裝置、尾氣處理裝置及冷卻裝置，其特征是真空室是由結(jié)構(gòu)件和保溫件組成的外殼體、電加熱板、散熱板及軌道車組成的密閉長立方體，盒式反應(yīng)器是由蓋板、可加工陶瓷絕緣塊、微孔式電極板組成的氣腔與阻尼噴嘴及復(fù)合式電極板組成的反應(yīng)腔構(gòu)成，盒式反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有玻璃基片，軌道車上設(shè)有若干盒式反應(yīng)器。
本實用新型中所述的真空室與盒式反應(yīng)器通過阻尼噴嘴形成的雙層真空結(jié)構(gòu)。
本實用新型所述的真空獲得裝置與尾氣處理裝置共用一個液氮冷阱，微孔式電極板連接射頻電源(rf-13.56MHz)。
本實用新型所述的復(fù)合式電極板是由電極板、絕緣板及屏蔽電磁板構(gòu)成。
本實用新型所述的微孔式電極板與復(fù)合式電極板之間的距離為30nm-70mm。
本實用新型所述的微孔式電極板噴淋式的布氣結(jié)構(gòu)。
本實用新型所述的真空獲得裝置還可以是由機械泵和分子泵組成，通過液氮冷阱與真空室相連接。
另外，本實用新型尾氣處理裝置是由增壓泵、機械泵組及氣體反應(yīng)塔組成，通過液氮冷阱與真空室相連接。
本實用新型具有如下優(yōu)點，1、結(jié)構(gòu)簡單緊湊，裝片、卸片易于操作；2、獨立的盒式反應(yīng)器，避免相互之間的影響；3、采用微孔式電極板噴淋式布氣，增加了布氣的均勻性，氣流方向與玻璃基板垂直，無滯留層，氣體分解的解析過程更加充分，微觀均勻性好，外觀顏色均勻；4、采用阻尼排氣嘴使反應(yīng)室與真空室之間分割，反應(yīng)室的真空度略低于反應(yīng)室，廢氣通過阻尼排氣嘴排入真空室，對真空室的排氣均勻性要求較低，設(shè)備的操作性和重復(fù)性提高。5、復(fù)合式電極板是由電極板、絕緣扳及屏蔽電磁板構(gòu)成，有效地避免盒式反應(yīng)器相互之間的電磁干擾。


圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是盒式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步描述附圖所示，一種用于非晶硅薄膜太陽電池制作的PECVD裝置，包括真空室6、真空獲得裝置12、盒式反應(yīng)器4、尾氣處理裝置14及冷卻裝置11，真空室6是由結(jié)構(gòu)件和保溫件組成的外殼體1、電加熱板2、散熱板3及軌道9組成的密閉長立方體，盒式反應(yīng)器4是由蓋板15、可加工陶瓷絕緣塊16、微孔式電極板18組成的氣腔17與阻尼噴嘴5及復(fù)合式電極板20組成的反應(yīng)腔19構(gòu)成，復(fù)合式電極板20是由電極板、絕緣板及屏蔽電磁板構(gòu)成，微孔式電極板18與復(fù)合式電極板20之間的距離為30mm-70mm，微孔式電極板18采用噴淋式的布氣結(jié)構(gòu)，本實用新型所述的本實用新型所述的玻璃基片7放入盒式反應(yīng)器4的反應(yīng)腔19內(nèi)，置于軌道車9上，依次向上安裝有玻璃基片7盒式反應(yīng)器4，如圖所示通過輸送車把載有盒式反應(yīng)器4的軌道車9放入真空室6內(nèi)，在軌道車9上放置8個盒式反應(yīng)器4。
本實用新型真空室6與盒式反應(yīng)器4通過阻尼噴嘴5形成的雙層真空空間；盒式反應(yīng)器4均勻噴淋式的布氣結(jié)構(gòu)，微孔式電極板與氣室構(gòu)成均勻布氣裝置，電場方向與氣流方向一致；通過阻尼排氣嘴5調(diào)整真空室6與盒式反應(yīng)器4之間的壓差；由兩側(cè)和頂部的電加熱器2、散熱板3組成的三面加熱裝置。
工作時，為了提高該PECVD裝置的利用率，配置一臺預(yù)熱爐，一臺退火爐，用輸送車將在軌道車9上放置8個盒式反應(yīng)器4放入預(yù)熱爐中預(yù)熱；打開電極冷卻液氮冷阱和進氣管水冷卻裝置閥門，同時給該PECVD裝置升溫到指定溫度，一般為200-350℃；預(yù)熱爐溫度略高，一般為205-355℃。用輸送車將預(yù)熱到指定溫度的組件推入該PECVD裝置的真空室6內(nèi)，連接電極和進氣管的快速接頭，固定反應(yīng)室腔19真空度測量探頭，關(guān)閉真空室6的密封門，擰緊密封手輪，啟動真空獲得裝置12，先把真空室6抽置約102Pa，關(guān)閉真空獲得裝置12，打開進氣電磁閥沖入氮氣至大氣壓，關(guān)閉進氣電磁閥；在啟動真空獲得裝置12，把真空室6抽置約5×10-5Pa-5.5×10-6Pa。再次關(guān)閉真空獲得裝置12，打開進氣電磁閥沖入氮氣至(0.5-5)×105Pa，關(guān)閉進氣電磁閥。打開連接微孔式電極板18、復(fù)合式電極板20的RF射頻電源，調(diào)節(jié)功率，產(chǎn)生輝光放電，接通一定配比的反應(yīng)氣體，按順序依次沉淀p1-i1-n1-p2-i2-n2非晶硅薄膜。所產(chǎn)生的廢氣由尾氣處理裝置14排出。雙結(jié)的非晶硅薄膜淀積完成后，打開進氣電磁閥沖入氮氣至大氣壓，打開關(guān)閉真空室6的密封門，用輸送車將在軌道車9上放置8個盒式反應(yīng)器從真空室6內(nèi)取出，送至退火爐中退火只室溫，將淀積非晶硅薄膜的基片取出，經(jīng)激光刻槽和磁控濺射背電極后進入下一道太陽電池制作工序。
權(quán)利要求1.一種用于非晶硅薄膜太陽電池制作的PECVD裝置，包括真空室、真空獲得裝置、尾氣處理裝置及冷卻裝置，其特征在于真空室是由結(jié)構(gòu)件和保溫件組成的外殼體、電加熱板、散熱板及軌道車組成的密閉長立方體，盒式反應(yīng)器是由蓋板、可加工陶瓷絕緣塊、微孔式電極板組成的氣腔與阻尼噴嘴及復(fù)合式電極板組成的反應(yīng)腔構(gòu)成，盒式反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有玻璃基片，軌道車上設(shè)有若干盒式反應(yīng)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于非晶硅薄膜太陽電池制作的PECVD裝置，其特征在于真空室與盒式反應(yīng)器通過阻尼噴嘴形成的雙層真空結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于非晶硅薄膜太陽電池制作的PECVD裝置，其特征在于真空獲得裝置與尾氣處理裝置共用一個液氮冷阱。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于非晶硅薄膜太陽電池制作的PECVD裝置，其特征在于復(fù)合式電極板是由電極板、絕緣板及屏蔽電磁板構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于非晶硅薄膜太陽電池制作的PECVD裝置，其特征在于微孔式電極板與復(fù)合式電極板之間的距離為30mm-70mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于非晶硅薄膜太陽電池制作的PECVD裝置，其特征在于微孔式電極板噴淋式的布氣結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實用新型公開了一種用于非晶硅薄膜太陽電池制作的PECVD裝置，其特征是真空室是由結(jié)構(gòu)件和保溫件組成的外殼體、電加熱板、散熱板及軌道車組成的密閉長立方體，盒式反應(yīng)器是由蓋板、可加工陶瓷絕緣塊、微孔式電極板組成的氣腔與阻尼噴嘴及電極板組成的反應(yīng)腔構(gòu)成，盒式反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有玻璃基片，軌道車上設(shè)有若干盒式反應(yīng)器，在輝光放電及一定溫度的條件下，反應(yīng)氣體經(jīng)過分解反應(yīng)均勻得在玻璃基片上淀積非晶硅薄膜，所產(chǎn)生廢氣經(jīng)過阻尼排氣嘴均勻的進入真空室，通過增壓泵、機械泵組把廢氣引入氣體反應(yīng)塔進行尾氣處理，本實用新生產(chǎn)的非晶硅薄膜太陽電池，膜層均勻，微觀性能一致，操作簡單，具有良好的重復(fù)性。
文檔編號C23C16/52GK2931495SQ20062008462
公開日2007年8月8日 申請日期2006年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月18日
發(fā)明者王偉, 莫建良, 汪建勛, 解欣業(yè), 王華新, 劉先平 申請人:威海藍星玻璃股份有限公司