本發(fā)明涉及一種材料應(yīng)用，具體涉及負(fù)熱膨脹系數(shù)材料在鍍膜載盤中的應(yīng)用及負(fù)熱膨脹型載盤；屬于鍍膜設(shè)備配件技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

真空鍍膜機(jī)主要指一類需要在較高真空度下進(jìn)行的鍍膜，具體包括：pecvd、pvd、mbe分子束外延、pld激光濺射沉積等多種。鍍膜原理可分為蒸發(fā)和濺射兩種，其中，蒸發(fā)鍍膜一般是加熱靶材使表面組分以原子團(tuán)或離子形式被蒸發(fā)出來，并且沉降在基片表面，通過成膜過程（散點(diǎn)－島狀結(jié)構(gòu)-迷走結(jié)構(gòu)-層狀生長）形成薄膜；濺射類鍍膜是利用電子或高能激光轟擊靶材，并使表面組分以原子團(tuán)或離子形式被濺射出來，并且最終沉積在基片表面，經(jīng)歷成膜過程，最終形成薄膜。

需要鍍膜的被成為基片，鍍的材料被成為靶材，托載或承載基片的部件即為載盤，三者同在真空腔中。由于pecvd和pvd的機(jī)臺制程溫度大多為100~300℃，因而，傳統(tǒng)的鋁或不銹鋼材料制成的載盤在高溫下會發(fā)生膨脹，導(dǎo)致基片的有效鍍膜面積減小，鍍膜面積的減小對于器件的性能有顯著影響，特別是在太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，一旦硅片的鍍膜面積減少了，必然導(dǎo)致太陽能電池效率降低。如圖1和圖2所示，長度l為156mm的硅片被托載于載盤上，載盤空隙l1為154mm，在制程溫度100℃下，由于受熱膨脹，硅片長度l’為156.004mm，載盤空隙l1’為153.99mm，可見，被遮擋的鍍膜面積為156.004-153.99=2.014mm，這對器件的性能有至關(guān)重要的影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于保護(hù)負(fù)熱膨脹系數(shù)材料在鍍膜載盤上的應(yīng)用，以有效減少高溫制程下的鍍膜遮蔽面積，從而提升器件性能。

為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

本發(fā)明首先要保護(hù)負(fù)熱膨脹系數(shù)材料的應(yīng)用，具體為：負(fù)熱膨脹系數(shù)材料在pecvd或pvd鍍膜載盤中的應(yīng)用。

如前所述的負(fù)熱膨脹系數(shù)材料的應(yīng)用，其中，所述負(fù)熱膨脹系數(shù)材料選自以下材料中的任一種：y2(wo4)3、er2(wo4)3、yb2(wo4)3、lu2(wo4)3、sc2(wo4)3、y2(moo4)3、er2(moo4)3、yb2(moo4)3、lu2(moo4)3及sc2(moo4)3。

上述各負(fù)熱膨脹材料的制備方法在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)有所公布，為了更好地理解和實(shí)施本發(fā)明，對上述各負(fù)熱膨脹系數(shù)材料的制備方法進(jìn)行如下簡要陳述：

目前最常用的制備負(fù)熱膨脹系數(shù)材料的方法是基于激光應(yīng)用技術(shù)和材料合成技術(shù)：該技術(shù)的詳細(xì)方案在公開號為cn100497259的發(fā)明專利中進(jìn)行了公布，以激光束直接加熱能夠生成負(fù)熱膨脹系數(shù)物質(zhì)的原料成份，使其在激光熔池中反應(yīng)并快速凝固。選用co2氣體激光器或nd:yag固體激光器，激光波長10.6μm或1.06μm，功率密度0.2-1.5kw/cm²，光束掃描速度0.2-12mm/s，即可合成所需的負(fù)膨脹系數(shù)材料。

此外，本發(fā)明還要保護(hù)一種負(fù)熱膨脹型載盤，其局部或全部由前面所述的負(fù)熱膨脹系數(shù)材料制成。

作為一種實(shí)施例，載盤包括框體和設(shè)置于框體邊緣的托舉部，相鄰兩個托舉部之間留有間隙，該結(jié)構(gòu)的載盤適用于自下而上式鍍膜。

作為一種優(yōu)選，所述框體由負(fù)熱膨脹系數(shù)材料制成，所述托舉部由鋁或不銹鋼制成。

作為另一種優(yōu)選，所述框體上半部由鋁或不銹鋼制成，所述框體下半部和托舉部均由負(fù)熱膨脹系數(shù)材料制成，所述托舉部的頂面低于所述框體下半部的頂面。

作為另一種實(shí)施例，載盤包括框體和將相鄰框體連接的承載部，該結(jié)構(gòu)的載盤適用于自上而下式鍍膜。

作為一種優(yōu)選，所述框體上半部由負(fù)熱膨脹系數(shù)材料制成，所述框體下半部和承載部均由鋁或不銹鋼制成。

再優(yōu)選地，所述框體上半部的底部高于所述承載部的頂面。

進(jìn)一步優(yōu)選地，前述負(fù)熱膨脹系數(shù)材料與鋁或不銹鋼通過如下方法實(shí)現(xiàn)復(fù)合：膠黏法或800-1300℃下高溫熔融固態(tài)焊接。其中，膠黏法是采用一般市售的耐高溫結(jié)構(gòu)膠水(聚氨酯,環(huán)氧等),將負(fù)熱膨脹系數(shù)材料與鋁或不銹鋼做接合。高溫熔融固態(tài)焊接制程具體為：先加熱鋁或不銹鋼使材料到達(dá)白熾狀態(tài)，然后加上一片負(fù)熱膨脹系數(shù)材料，之后以槌子反復(fù)敲打，使負(fù)熱膨脹系數(shù)材料與鋁或不銹鋼熔合，焊接成一塊。另外，還可以將鋁或不銹鋼與負(fù)熱膨脹系數(shù)材料在較低溫的熔合狀況下，讓兩種材料直接形成共晶結(jié)構(gòu)（eutectic）。

本發(fā)明的有益之處在于：鑒于負(fù)熱膨脹系數(shù)材料的特殊性能，制成的負(fù)熱膨脹型載盤應(yīng)用在pecvd或pvd鍍膜機(jī)上進(jìn)行鍍膜時，在高溫制程下能夠有效減少對硅片的遮蔽面積，從而提升太陽能電池的效率和良率。

附圖說明

圖1是自下而上式鍍膜時載盤與硅片的放置方式示意圖；

圖2是背景技術(shù)中100℃制程下鍍膜時載盤和硅片長度變化示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例1在200℃制程下鍍膜時載盤和硅片長度變化示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例2中載盤與硅片的放置方式示意圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例3中載盤與硅片的放置方式示意圖；

圖6是本發(fā)明實(shí)施例3在200℃制程下鍍膜時載盤形變示意圖；

圖7是本發(fā)明實(shí)施例4中載盤與硅片的放置方式示意圖；

圖8是本發(fā)明實(shí)施例4在200℃制程下鍍膜時載盤形變示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作具體的介紹。

實(shí)施例1

本實(shí)施例公布了一種負(fù)熱膨脹型載盤，全部由負(fù)熱膨脹系數(shù)材料制成，負(fù)熱膨脹系數(shù)材料選自以下材料中的任一種：y2(wo4)3、er2(wo4)3、yb2(wo4)3、lu2(wo4)3、sc2(wo4)3、y2(moo4)3、er2(moo4)3、yb2(moo4)3、lu2(moo4)3及sc2(moo4)3。

經(jīng)驗(yàn)證，如圖3所示，在200℃制程下進(jìn)行鍍膜時，硅片長度l’’為156.004mm，載盤空隙l1’’為154.008mm，可見，被遮擋的鍍膜面積為156.004-154.008=1.996mm，相較于圖2的現(xiàn)有技術(shù)（不銹鋼或鋁材制成的載盤）可見，本實(shí)施例的載盤能夠有效減少鍍膜遮蔽面積，從而提高太陽能電池的效率。

實(shí)施例2

本實(shí)施例的載盤如圖4所示，包括框體（深灰色所示）和設(shè)置于框體邊緣的托舉部（淺灰色所示），相鄰兩個托舉部之間留有間隙，該結(jié)構(gòu)的載盤適用于自下而上式鍍膜，待鍍膜的硅片（灰色薄片所示）位于相鄰兩個托舉部之間。

其中，框體由負(fù)熱膨脹系數(shù)材料制成，托舉部由鋁或不銹鋼制成，框體與托舉部的復(fù)合方式為：膠黏法或800-1300℃下高溫熔融燒結(jié)。也就是說，跟硅片接觸的地方采用金屬材質(zhì)，非接觸的部分采用負(fù)膨脹材料，這樣的好處有兩點(diǎn)：（1）、可有效降低鍍膜時的遮蔽面積；（2）、由于鋁與不銹鋼的導(dǎo)熱性好，所以跟硅片接觸處采用金屬材質(zhì)可有效降低加熱時間。

實(shí)施例3

本實(shí)施例的載盤如圖5所示，其結(jié)構(gòu)與實(shí)施例2的載盤相似，也適用于自下而上式鍍膜。主要區(qū)別在于：本實(shí)施例的載盤框體上半部（淺灰色所示）由鋁或不銹鋼制成，框體下半部（深灰色所示）和托舉部（深灰色所示）均由負(fù)熱膨脹系數(shù)材料制成，且托舉部的頂面低于所述框體下半部的頂面。

在200℃制程下進(jìn)行鍍膜時，如圖6所示，載盤框體的上半部為金屬材料，下半部和托局部為負(fù)熱膨脹系數(shù)材料，由于負(fù)熱膨脹系數(shù)材料的收縮力，導(dǎo)致載盤發(fā)生如圖6所示的變形，該變形可減少硅片（深灰色薄片）鍍膜遮蔽面積，從而有效提升太陽能電池效率。

實(shí)施例4

本實(shí)施例的載盤如圖7所示，包括框體和將相鄰框體連接的承載部，該結(jié)構(gòu)的載盤適用于自上而下式鍍膜，待鍍膜的硅片直接放置在承載部上。其中，框體上半部（深灰色所示）由負(fù)熱膨脹系數(shù)材料制成，框體下半部（深灰色下方的淺灰色所示）和承載部（相鄰框體之間的淺灰色連接所示）均由鋁或不銹鋼制成，且框體上半部的底部高于承載部的頂面。

在現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)鍍膜方向?yàn)橛缮舷蛳洛兡r，沉積薄膜時可能會鍍到硅片（淺灰色連接上的深灰色薄片）的側(cè)面，或是有繞鍍到電池背后的現(xiàn)象發(fā)生，因而太陽能電池容易發(fā)生上下電極導(dǎo)通的問題，產(chǎn)生漏電流，影響到后續(xù)的hjt（異質(zhì)結(jié)太陽能）電池效率。而在本實(shí)施例中，載盤采用負(fù)熱膨脹系數(shù)材料與金屬材料共同壓合，在一般腔體制程溫度為200℃的狀態(tài)下，由于負(fù)熱膨脹系數(shù)材料的收縮力，使得載盤會有如圖8所示的微幅變形，可在鍍膜前遮蔽硅片的側(cè)面，減少鍍膜繞鍍與側(cè)鍍機(jī)會，從而有效提升太陽能電池良率。

綜上，實(shí)施例1-4均為負(fù)熱膨脹系數(shù)材料在鍍膜載盤中的應(yīng)用，局部或全部由負(fù)熱膨脹材料制成的負(fù)熱膨脹型載盤應(yīng)用在pecvd或pvd鍍膜機(jī)上進(jìn)行鍍膜時，在高溫制程下能夠有效減少對硅片的遮蔽面積，從而提升太陽能電池的效率和良率。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個或多個實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，上述實(shí)施例不以任何形式限制本發(fā)明，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。