專利名稱：一種太陽能電池片用納米薄膜蒸發(fā)套件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于太陽能電池片制造領(lǐng)域，具體的說就是在現(xiàn)有單晶硅太陽能電池生產(chǎn)工藝上，無需對現(xiàn)有生產(chǎn)線進(jìn)行大規(guī)模的改造，利用本裝置對生產(chǎn)過程中的太陽能電池進(jìn)行進(jìn)一步加工，以實現(xiàn)在其表面蒸鍍金屬薄膜。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有單晶太陽能電池的生產(chǎn)主要包括表面絨面的制備，PN結(jié)的制備，氮化硅減反 射層的制備，絲網(wǎng)電極印刷等流程，其中絨面結(jié)構(gòu)與氮化硅減反射層的作用是對入射光進(jìn)行光捕獲，以提聞單晶娃太陽能電池對太陽光的有效吸收，而提聞單晶娃太陽能電池對太陽光的有效吸收對提高太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率有著重要影響。如今有多篇文獻(xiàn)報道，如果適當(dāng)調(diào)節(jié)氮化硅減反射層的厚度，并且能夠在氮化硅減反射層表面蒸鍍大小合適的金屬顆粒(主要是銀)，便可以在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高單晶硅太陽能電池對太陽光的吸收效率，從而提聞轉(zhuǎn)化效率。

發(fā)明內(nèi)容
就目前的生產(chǎn)而言，并沒有與單晶硅太陽能電池生產(chǎn)相配套的蒸發(fā)裝置。同時由于現(xiàn)在工藝已經(jīng)相當(dāng)成熟，考慮到企業(yè)不能夠大規(guī)模的改變生產(chǎn)線及生產(chǎn)工藝，我們必須想辦法制造出一套能夠適用于企業(yè)生產(chǎn)線的蒸發(fā)裝置，并且此裝置能夠滿足高效率的操作，同時保證金屬薄膜蒸發(fā)的均勻。本發(fā)明的目的即在于提供一種具有多尺寸、低沉本、大面積、高均勻適用于工業(yè)化應(yīng)用的大面積納米金屬薄膜蒸發(fā)套件。本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種太陽能電池片用納米薄膜蒸發(fā)套件，包括球形蒸發(fā)樣品架，圓柱形空腔和多尺寸樣品槽；所述的圓柱形空腔由圓形頂板，圓柱空腔，圓形底板組成；圓柱空腔側(cè)面含有進(jìn)氣孔及觀測窗，圓形底板含有三個圓形孔洞分別為真空泵接口的圓形孔洞，真空電阻規(guī)管接口的圓形孔洞和真空電離規(guī)管接口的圓形孔洞，分別用來連接真空泵，真空電阻規(guī)管，真空電離規(guī)管；圓形底板含有下球殼固定架，絕緣臺以及蒸發(fā)用電極，球殼固定架有四個對稱圓柱及一個具有一定厚度的圓環(huán)組成，用來固定下球殼，蒸發(fā)用電極用來懸掛蒸發(fā)絲，其需穿過絕緣臺與圓柱形空腔外面的導(dǎo)線相連接，當(dāng)下球殼固定到下球殼固定架后，絕緣臺與蒸發(fā)用電極能夠穿過下球殼底部圓形孔洞，而蒸發(fā)用電極處于球殼球心處；所述的球形蒸發(fā)樣品架為一金屬球殼，球殼鏤空，鏤空圖案為圓孔陣列，球殼由中心處一剖為二，分為上球殼與下球殼，其中下球殼底部挖有一所述的圓形孔洞，上、下球殼的剖切處均焊有圓環(huán)固定帶，分別稱為上球殼圓環(huán)固定帶、下球殼圓環(huán)固定帶，上、下球殼圓環(huán)固定帶表面應(yīng)分別與上、下球殼的切面重合，當(dāng)上、下球殼圓環(huán)固定帶貼緊時，上、下球殼應(yīng)嚴(yán)格吻合，即重新組裝成完整球殼，上球殼與所述的圓形頂板固定連接，下球殼與所述的圓形底板固定連接；所述的多尺寸樣品槽下底面為部分球弧面，上底面為正方形平面，多尺寸樣品槽上底面四周含有卡槽，用來固定太陽能電池片，其中一邊的卡槽可繞此邊旋轉(zhuǎn)，方便太陽能電池片的取放，另外此旋轉(zhuǎn)卡槽含有卡箍，與此旋轉(zhuǎn)卡槽相互垂直的兩個卡槽上均含有相應(yīng)的卡扣，當(dāng)卡箍與卡扣扣緊時，電池片方可固定，多尺寸樣品槽下底面含有圓柱陣列。其中，所述的球形蒸發(fā)樣品架為內(nèi)徑38cm、外徑39cm的金屬球殼。其中，所述的鏤空圖案為半徑O. Icm圓孔陣列，陣列中圓孔間隔O. 2cm。
其中，下球殼底部挖有圓形孔洞的半徑為10cm。其中，所述的圓柱形空腔的圓形頂板下表面含有一類圓柱體固定用部件，用來固定圓形頂板與上球殼。其中，所述的圓柱空腔半徑60cm,高80cm,厚度4cm,材質(zhì)為鋼。其中，所述的多尺寸樣品槽下底面為半徑38cm的部分球弧面，材料為塑料。其中，所述的圓柱陣列中圓柱半徑為O. 12cm,材質(zhì)為橡膠，圓柱之間間隔Icm,圓柱高度I. 5cm。與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于(I)、本發(fā)明采用球形蒸發(fā)樣品架，將蒸發(fā)源置于球殼中心保證了蒸發(fā)均勻。(2)、本發(fā)明球形蒸發(fā)樣品架的大小及多尺寸樣品槽的大小是經(jīng)過計算得出，保證了薄膜均勻性在±5%。(3)、本發(fā)明球形蒸發(fā)樣品架的圓孔陣列鏤空結(jié)構(gòu)與多尺寸樣品槽圓柱陣列結(jié)構(gòu)保證了二者的固定，而多尺寸樣品槽下底面的球弧面設(shè)計保證了二者的貼合程度。(4)、本發(fā)明將球形蒸發(fā)樣品架與多尺寸樣品槽分開設(shè)計是為了實際生產(chǎn)中操作的可實施性，即采用多線操作，一線負(fù)責(zé)將太陽能電池片安裝到多尺寸樣品槽中，一線負(fù)責(zé)將多尺寸樣品槽安裝到球形蒸發(fā)樣品架中，使得太陽能電池片的安裝工作變得高效。


圖I為樣品的整體圖，部分剖開；圖2為圓柱形空腔下底板及固定在其上的下球殼；圖3為球形蒸發(fā)樣品架的鏤空圓形孔洞的局部細(xì)節(jié)圖；圖4為圓柱形空腔；圖5為圓柱形空腔上頂板及固定在其上的上球殼；圖6為多尺寸樣品槽；圖7為多尺寸樣品槽下表面局部側(cè)面細(xì)節(jié)圖。圖中1.圓柱形空腔；2.圓柱形空腔與上頂板連接處；3.觀察窗；4.進(jìn)氣孔；
5.下球殼圓環(huán)固定帶；6.下球殼；7.真空泵接口的圓形孔洞；8.下球殼固定架；9.絕緣臺；10.蒸發(fā)用電極；11.真空電阻規(guī)管接口的圓形孔洞；12.真空電離規(guī)管接口的圓形孔洞；13.圓形底板；14.圓形頂板；15.類圓柱體固定用部件(固定上球殼)；16.上球殼圓環(huán)固定帶；17.上球殼；18.多尺寸樣品槽卡槽及卡扣；19. 125*125mm2太陽能電池片；20.多尺寸樣品槽；21.多尺寸樣品槽旋轉(zhuǎn)卡槽及卡箍；22.圓孔陣列；23.橡膠圓柱。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。
本裝置主要包括球形蒸發(fā)樣品架，多尺寸樣品槽20，圓柱形空腔1，觀察窗3，進(jìn)氣孔4，真空泵接口 7，真空規(guī)管接口 11、12，蒸發(fā)用電極10等部件組成。球形蒸發(fā)樣品架為內(nèi)徑38cm、外徑39cm的金屬球殼，球殼鏤空，鏤空圖案為半徑O. Icm圓孔陣列22，陣列中圓孔間隔O. 2cm。球殼由中心處一剖為二，分為上球殼17與下球殼6,其中下球殼底部挖有一半徑IOcm的圓形孔洞。上下球殼的剖切處均焊有圓環(huán)固定帶，分別稱為上球殼圓環(huán)固定帶16、下球殼圓環(huán)固定帶5，上下固定帶表面應(yīng)分別與上下球殼的切面重合，當(dāng)上下固定帶貼緊時，上下球殼應(yīng)嚴(yán)格吻合，即重新組裝成球殼。上球殼17與圓柱形空腔I的圓形頂板固定連接，下球殼6與圓柱形空腔I的下底板固定連接。多尺寸樣品槽20下底面為半徑38cm的部分球弧面，上底面為正方形平面，材料為塑料，大小依據(jù)不同太陽能產(chǎn)品而定，對于單晶125*125的硅片，正方形平面邊長為14cm，圓弧面的象限點與正方形平面中心點距離為I. 3cm。多尺寸樣品槽上底面四周含有卡槽，用 來固定太陽能電池片，其中一邊的卡槽可繞此邊旋轉(zhuǎn)，方便太陽能電池片的取放，另外此旋轉(zhuǎn)卡槽含有卡箍，與此旋轉(zhuǎn)卡槽相互垂直的兩個卡槽上均含有相應(yīng)的卡扣，當(dāng)卡箍與卡扣扣緊時，電池片方可固定。多尺寸樣品槽下底面含有圓柱陣列，圓柱半徑為O. 12cm，材質(zhì)為橡膠，圓柱之間間隔1cm，圓柱高度I. 5cm。這種結(jié)構(gòu)與球形蒸發(fā)樣品架相對應(yīng)，可以使兩者緊密固定，由于多尺寸樣品槽的下底面是與球形蒸發(fā)樣品架半徑相同的球弧面，故兩者可緊密貼合，而圓柱陣列此時嵌入圓孔陣列，故可實現(xiàn)固定功能。注意到此處圓柱半徑略寬于圓孔半徑，這種固定結(jié)構(gòu)實施的可能性來自圓柱的橡膠材質(zhì)的彈性。圓柱形空腔I由圓形頂板14,圓柱空腔,圓形底板13組成。其中圓形頂板下表面含有一類圓柱體固定用部件，用來固定圓形頂板與上球殼。圓柱空腔半徑60cm,高80cm,厚度4cm，材質(zhì)為鋼，其側(cè)面含有進(jìn)氣孔4及觀測窗3。圓形底板含有三個圓形孔洞7、11、12，下球殼固定架8，絕緣臺9以及蒸發(fā)用電極10。三個圓形孔洞半徑均為7cm，分別用來連接真空泵，真空電阻規(guī)管，真空電離規(guī)管。球殼固定架8有四個對稱圓柱及一個具有一定厚度的圓環(huán)組成，用來固定下球殼6。蒸發(fā)用電極用來懸掛蒸發(fā)絲，其需穿過絕緣臺與圓柱形空腔外面的導(dǎo)線相連接，當(dāng)下球殼6固定到下球殼固定架8后，絕緣臺9與蒸發(fā)用電極10能夠穿過下球殼底部圓形孔洞，而蒸發(fā)用電極10恰好處于球殼球心處。下底板與圓柱形空腔I為一體結(jié)構(gòu)。上頂板與圓柱形空腔I連接處須有真空墊圈，并涂抹真空脂，以保證真空，不需要用螺絲固定。另外，儀器所連其他部件如用于抽真空的分子泵，機(jī)械泵；用于升降圓柱形空腔上頂板的升降機(jī)；電源配置，可根據(jù)實際需要自行組合，不在本裝置范疇之內(nèi)。本裝置的各類參數(shù)的選擇是為了更加均勻的蒸發(fā)，使得誤差范圍±5%。球殼鏤空結(jié)構(gòu)的設(shè)計既可以尺寸樣品槽與球殼的固定，又能適用于不同尺寸樣品槽貼合。另外多功能樣品槽的設(shè)計使得生產(chǎn)分工明確，可使樣品安裝與樣品固定的步驟分開，便于流水線作業(yè)。利用升降機(jī)將圓柱形空腔I上頂板升起，將事先加工過的太陽能電池片插裝到多尺寸卡槽，根據(jù)需要將一定數(shù)量卡槽固定在上下球殼內(nèi)表面，將錐形籃狀蒸發(fā)絲掛于兩蒸發(fā)用電極之間(材料根據(jù)蒸發(fā)材料選擇)，根據(jù)蒸發(fā)厚度將適量蒸發(fā)源置于蒸發(fā)絲內(nèi)。在圓柱形空腔與上頂板連接處涂抹適量真空酯。降下圓柱形空腔上頂板，此時圓柱形空腔上頂板應(yīng)與圓柱形空腔緊密貼合，上下球殼的固定帶表面應(yīng)緊密貼合。打開真空泵抽真空(分子泵與機(jī)械泵的級聯(lián)裝置)，待壓強(qiáng)降至I. 2*10_3-1. 3*10_3Pa時，接通蒸發(fā)電極電源，蒸發(fā)時通關(guān)觀察窗觀察蒸發(fā)情況，待蒸發(fā)完畢時，關(guān)閉電源。打開進(jìn)氣口，待內(nèi)部壓強(qiáng)變?yōu)榇髿鈮簳r，升起圓柱形空腔上頂板，取出電池。 以上所述，僅為本發(fā)明中的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉該技術(shù)的人在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可理解想到的變換或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的包含范圍之內(nèi)，因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種太陽能電池片用納米薄膜蒸發(fā)套件，其特征在于包括球形蒸發(fā)樣品架，圓柱形空腔(I)和多尺寸樣品槽(20)； 所述的圓柱形空腔(I)由圓形頂板(14)，圓柱空腔，圓形底板(13)組成；圓柱空腔側(cè)面含有進(jìn)氣孔(4)及觀測窗(3)，圓形底板含有三個圓形孔洞分別為真空泵接口的圓形孔洞(7)，真空電阻規(guī)管接口的圓形孔洞(11)和真空電離規(guī)管接口的圓形孔洞(12)，分別用來連接真空泵，真空電阻規(guī)管，真空電離規(guī)管；圓形底板含有下球殼固定架(8)，絕緣臺(9)以及蒸發(fā)用電極(10)，球殼固定架(8)有四個對稱圓柱及一個具有一定厚度的圓環(huán)組成，用來固定下球殼(6)，蒸發(fā)用電極(10)用來懸掛蒸發(fā)絲，其需穿過絕緣臺(9)與圓柱形空腔外面的導(dǎo)線相連接，當(dāng)下球殼(6)固定到下球殼固定架(8)后，絕緣臺(9)與蒸發(fā)用電極(10)能夠穿過下球殼底部圓形孔洞，而蒸發(fā)用電極(10)處于球殼球心處； 所述的球形蒸發(fā)樣品架為一金屬球殼，球殼鏤空，鏤空圖案為圓孔陣列，球殼由中心處一剖為二，分為上球殼(17)與下球殼(6),其中下球殼(6)底部挖有一所述的圓形孔洞,上、下球殼的剖切處均焊有圓環(huán)固定帶，分別稱為上球殼圓環(huán)固定帶(16)、下球殼圓環(huán)固定帶(5)，上、下球殼圓環(huán)固定帶表面應(yīng)分別與上、下球殼的切面重合，當(dāng)上、下球殼圓環(huán)固定帶貼緊時，上、下球殼應(yīng)嚴(yán)格吻合，即重新組裝成完整球殼，上球殼與所述的圓形頂板(14)固定連接，下球殼與所述的圓形底板(13)固定連接； 所述的多尺寸樣品槽(20)下底面為部分球弧面，上底面為正方形平面，多尺寸樣品槽上底面四周含有卡槽，用來固定太陽能電池片，其中一邊的卡槽可繞此邊旋轉(zhuǎn)，方便太陽能電池片的取放，另外此旋轉(zhuǎn)卡槽含有卡箍，與此旋轉(zhuǎn)卡槽相互垂直的兩個卡槽上均含有相應(yīng)的卡扣，當(dāng)卡箍與卡扣扣緊時，電池片方可固定，多尺寸樣品槽下底面含有圓柱陣列。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種太陽能電池片用納米薄膜蒸發(fā)套件，其特征在于所述的球形蒸發(fā)樣品架為內(nèi)徑38cm、外徑39cm的金屬球殼。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種太陽能電池片用納米薄膜蒸發(fā)套件，其特征在于所述的鏤空圖案為半徑O. Icm圓孔陣列，陣列中圓孔間隔O. 2cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種太陽能電池片用納米薄膜蒸發(fā)套件，其特征在于下球殼(6)底部挖有圓形孔洞的半徑為10cm。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種太陽能電池片用納米薄膜蒸發(fā)套件，其特征在于所述的圓柱形空腔的圓形頂板下表面含有一類圓柱體固定用部件(15)，用來固定圓形頂板與上球殼。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種太陽能電池片用納米薄膜蒸發(fā)套件，其特征在于所述的圓柱空腔半徑60cm,高80cm,厚度4cm,材質(zhì)為鋼。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種太陽能電池片用納米薄膜蒸發(fā)套件，其特征在于所述的多尺寸樣品槽(20)下底面為半徑38cm的部分球弧面，材料為塑料。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種太陽能電池片用納米薄膜蒸發(fā)套件，其特征在于所述的圓柱陣列中圓柱半徑為O. 12cm,材質(zhì)為橡膠,圓柱之間間隔Icm,圓柱高度I. 5cm。
全文摘要
本發(fā)明提供一種太陽能電池片用納米薄膜蒸發(fā)套件，主要包括球形蒸發(fā)樣品架，多尺寸樣品槽，圓柱形空腔，觀察窗，進(jìn)氣孔，真空泵接口，真空規(guī)管接口，蒸發(fā)用電極等部件組成?？梢栽诓桓淖儸F(xiàn)有硅基太陽能電池片生產(chǎn)流程的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)對商用太陽能電池片進(jìn)行多片同時蒸鍍均勻微納米級金屬薄膜的目的。獨特的球形蒸發(fā)樣品架和多尺寸樣品槽的設(shè)計，使得本發(fā)明可以對不同尺寸的太陽能電池片進(jìn)行加工以及保證金屬薄膜的均勻性。另外此結(jié)構(gòu)使得生產(chǎn)線分工明確，可操作性強(qiáng)，生產(chǎn)效率高。
文檔編號C23C14/24GK102877029SQ20121033686
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月11日
發(fā)明者郁菁, 許小亮 申請人:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)