一種晶硅太陽能電池的反應離子刻蝕設備的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種晶硅太陽能電池的反應離子刻蝕設備，包括電極平板、氣體系統(tǒng)和射頻電源，所述電極平板包括陰極和陽極，所述陰極與所述射頻電源相連接，所述氣體系統(tǒng)用于產生反應氣體、刻蝕氣體和保護氣體。采用本實用新型，硅片置于電極平板中，啟動反應離子，搭配刻蝕氣體對硅片的正面絨面進行刻蝕，然后保護氣體生成聚合物形成側璧保護，使得正面絨面的垂直方向的蝕刻速率遠大于對側璧的蝕刻速率，從而在硅片的表面形成良好微結構，有效減少光子反射，大幅提高了電池短路電流，增加了電池發(fā)電效率。
【專利說明】一種晶硅太陽能電池的反應離子刻蝕設備
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電池【技術領域】，尤其涉及一種晶硅太陽能電池的反應離子刻蝕設備。
【背景技術】
[0002]太陽能電池是一種有效地吸收太陽輻射能，利用光生伏打效應把光能轉換成電能的器件，當太陽光照在半導體P-N結(P-N Junct1n)上，形成新的空穴-電子對(V_Epair)，在P-N結電場的作用下，空穴由N區(qū)流向P區(qū)，電子由P區(qū)流向N區(qū)，接通電路后就形成電流。由于是利用各種勢壘的光生伏特效應將太陽光能轉換成電能的固體半導體器件，故又稱太陽能電池或光伏電池，是太陽能電池陣電源系統(tǒng)的重要組件。太陽能電池主要有晶硅(Si)電池，三五族半導體電池(GaAs，Cds/Cu2S，Cds/CdTe，Cds/InP，CdTe/Cu2Te)，無機電池，有機電池等，其中晶硅太陽能電池居市場主流主導地位。晶硅太陽能電池的基本材料為純度達0.999999、電阻率在10歐.厘米以上的P型單晶硅，包括正面絨面、正面p_n結、正面減反射膜、正背面電極等部分。在組件封裝為正面受光照面加透光蓋片(如高透玻璃及EVA)保護，防止電池受外層空間范愛倫帶內高能電子和質子的輻射損傷。由于電池發(fā)電效率損失在正面絨面上主要為光子反射以及漫射損失，因此如何減少光子反射，利用漫射增大有效侵透深度，進而提高電池效率將是一重要課題。
實用新型內容
[0003]本實用新型所要解決的技術問題在于，提供一種結構簡單、可以有效提高晶硅太陽能電池的發(fā)電效率的反應離子刻蝕設備。
[0004]為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種晶硅太陽能電池的反應離子刻蝕設備，包括電極平板、氣體系統(tǒng)和射頻電源，所述電極平板包括陰極和陽極，所述陰極與所述射頻電源相連接，所述氣體系統(tǒng)用于產生反應氣體、刻蝕氣體和保護氣體。
[0005]作為上述方案的改進，所述反應氣體為O2，所述刻蝕氣體為SF6，所述保護氣體為
C4F8。
[0006]作為上述方案的改進，所述刻蝕氣體SF6的流量設置為8?18 cmVmin,所述反應氣體O2的流量設置為2?13cm3/min，所述保護氣體C4F8的流量設置為8?18 cm3/min。
[0007]作為上述方案的改進,所述刻蝕氣體SF6的流量設置為l(Tl5 cm3/min,所述反應氣體O2的流量設置為5?10cm3/min，所述保護氣體C4F8的流量設置為l(Tl5 cm3/min。
[0008]作為上述方案的改進，通入刻蝕氣體SF6的時間設置為2?8秒，通入反應氣體O2的時間設置為2?8秒，通入保護氣體C4F8的時間設置為廣7秒。
[0009]作為上述方案的改進，通入刻蝕氣體SF6的時間設置為3飛秒，通入反應氣體O2的時間設置為3飛秒，通入保護氣體C4F8的時間設置為2?5秒。
[0010]作為上述方案的改進，所述電極平板的功率設置為5(T150 W ;所述射頻電源的功率設置為300?450 W。
[0011]作為上述方案的改進，所述電極平板的功率設置為8(T130 W ;所述射頻電源的功率設置為350?400 W。
[0012]作為上述方案的改進，所述反應離子刻蝕設備包括真空系統(tǒng)，所述真空系統(tǒng)將反應離子刻蝕設備的壓強控制為2?12 Pa。
[0013]作為上述方案的改進，所述陰極與射頻電源之間還設有匹配系統(tǒng)。
[0014]實施本實用新型，具有如下有益效果:
[0015]本實用新型提供了一種晶硅太陽能電池的反應離子刻蝕設備，包括電極平板、氣體系統(tǒng)和射頻電源，其中，電極平板包括陰極和陽極，陰極與射頻電源相連接，氣體系統(tǒng)用于產生反應氣體、刻蝕氣體和保護氣體。反應氣體優(yōu)選為O2，刻蝕氣體優(yōu)選為SF6，保護氣體優(yōu)選為C4F8。
[0016]硅片置于電極平板中，啟動反應離子，搭配刻蝕氣體對硅片的正面絨面進行刻蝕，然后保護氣體生成聚合物形成側璧保護，使得正面絨面的垂直方向的蝕刻速率遠大于對側璧的蝕刻速率，從而在硅片的表面形成良好微結構(微結構的深寬比3 20:1 )，可以有效減少光子反射，利用漫射增大有效侵透深度，從而大幅提高了電池短路電流，增加了電池發(fā)電效率。
[0017]而且，與傳統(tǒng)的化學表面刻蝕制絨設備相比，本實用新型設備的結構簡單、投資少，操作方法簡單，生產率高，適用于工業(yè)化大規(guī)模的量產。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型反應離子刻蝕設備的結構示意圖；
[0019]圖2是經過圖1所示反應離子刻蝕設備處理的硅片的示意圖。
【具體實施方式】
[0020]為使本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型作進一步地詳細描述。
[0021]參見圖1，本實用新型提供了一種晶硅太陽能電池的反應離子刻蝕設備，包括電極平板1、氣體系統(tǒng)2和射頻電源3，所述電極平板I包括陽極11和陰極12，所述陰極12與射頻電源3相連接，所述氣體系統(tǒng)2用于產生反應氣體、刻蝕氣體和保護氣體。
[0022]其中，所述反應氣體優(yōu)選為O2，所述刻蝕氣體優(yōu)選為SF6，所述保護氣體優(yōu)選為
C4F8。
[0023]所述氣體系統(tǒng)2在通入刻蝕氣體SF6的時間設置為2?8秒，所述刻蝕氣體SF6的流量設置為8?18cm3/min ;通入反應氣體O2的時間設置為2?8秒，所述反應氣體O2的流量設置為2?13cm3/min ;通入保護氣體C4F8的時間設置為f 7秒，所述保護氣體C4F8的流量設置為 8?18 cm3/min。
[0024]優(yōu)選的，所述氣體系統(tǒng)2在通入刻蝕氣體SF6的時間設置為3飛秒，所述刻蝕氣體SF6的流量設置為l(Tl5cm3/min ;通入反應氣體O2的時間設置為3飛秒，所述反應氣體O2的流量設置為5?10cm3/min ;通入保護氣體C4F8的時間設置為2?5秒，所述保護氣體C4F8的流量設置為10?15 cm3/min。
[0025]電極平板I的功率優(yōu)選設置為5(Tl50 W，但不限于此；更佳的，電極平板I的功率設置為80?130 W。
[0026]射頻電源3的功率優(yōu)選設置為30(Γ450 W，但不限于此。更佳的，射頻電源3的功率設置為350?400 W。
[0027]進一步，所述反應離子刻蝕設備包括真空系統(tǒng)4，所述真空系統(tǒng)4將反應離子刻蝕設備的壓強控制為疒12 Pa，但不限于此。更佳的，所述真空系統(tǒng)4將反應離子刻蝕設備的壓強控制為5?8 Pa。
[0028]所述陰極12與射頻電源3之間還設有匹配系統(tǒng)5。匹配系統(tǒng)5具體可以選用射頻匹配器，但不限于此。射頻匹配器可以使負載阻抗與射頻電源的阻抗相匹配，從而減少反射功率，使射頻電源的傳輸功率最大化。
[0029]使用時，將硅片6置于陰極12之上，硅片的正面絨面朝向陽極11，啟動氣體系統(tǒng)2，通入O2反應離子，搭配SF6刻蝕氣體進行刻蝕，然后C4F8保護氣體生成聚合物形成側璧保護，使得正面絨面的垂直方向的蝕刻速率遠大于對側璧的蝕刻速率。
[0030]參見圖2，硅片6經過本實用新型反應離子刻蝕設備處理之后，在硅片6的正表面61上形成良好的微結構62，所述微結構62的深寬比3 20:1，可以有效減少光子反射，利用漫射增大有效侵透深度，從而大幅提高了電池短路電流，增加了電池發(fā)電效率。
[0031]而且，與傳統(tǒng)的化學表面刻蝕制絨設備相比，本實用新型設備的結構簡單、投資少，操作方法簡單，生產率高，適用于工業(yè)化大規(guī)模的量產。
[0032]以上所述是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.一種晶硅太陽能電池的反應離子刻蝕設備，其特征在于，包括電極平板、氣體系統(tǒng)和射頻電源，所述電極平板包括陰極和陽極，所述陰極與所述射頻電源相連接，所述氣體系統(tǒng)用于產生反應氣體、刻蝕氣體和保護氣體。
2.如權利要求1所述的晶硅太陽能電池的反應離子刻蝕設備，其特征在于，所述反應氣體為O2，所述刻蝕氣體為SF6，所述保護氣體為C4F8。
3.如權利要求1所述的晶硅太陽能電池的反應離子刻蝕設備，其特征在于，所述刻蝕氣體SF6的流量設置為8?18 cmVmin，所述反應氣體O2的流量設置為2?13cm3/min，所述保護氣體C4F8的流量設置為8?18 cmVmin。
4.如權利要求3所述的晶硅太陽能電池的反應離子刻蝕設備，其特征在于，所述刻蝕氣體SF6的流量設置為1(T15 cmVmin,所述反應氣體O2的流量設置為5?10cm3/min，所述保護氣體C4F8的流量設置為1(T15 cmVmin。
5.如權利要求1所述的晶硅太陽能電池的反應離子刻蝕設備，其特征在于，通入刻蝕氣體SF6的時間設置為2?8秒，通入反應氣體O2的時間設置為2?8秒，通入保護氣體C4F8的時間設置為廣7秒。
6.如權利要求5所述的晶硅太陽能電池的反應離子刻蝕設備，其特征在于，通入刻蝕氣體SF6的時間設置為3飛秒，通入反應氣體O2的時間設置為3飛秒，通入保護氣體C4F8的時間設置為2?5秒。
7.如權利要求1所述的晶硅太陽能電池的反應離子刻蝕設備，其特征在于，所述電極平板的功率設置為5(Tl50 W ;所述射頻電源的功率設置為300?450 W。
8.如權利要求7所述的晶硅太陽能電池的反應離子刻蝕設備，其特征在于，所述電極平板的功率設置為8(Tl30 W ;所述射頻電源的功率設置為350?400 W。
9.如權利要求1所述的晶硅太陽能電池的反應離子刻蝕設備，其特征在于，所述反應離子刻蝕設備包括真空系統(tǒng)，所述真空系統(tǒng)將反應離子刻蝕設備的壓強控制為2?12 Pa。
10.如權利要求1所述的晶硅太陽能電池的反應離子刻蝕設備，其特征在于，所述陰極與射頻電源之間還設有匹配系統(tǒng)。
【文檔編號】H01L31/18GK204118097SQ201420404075
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年7月22日 優(yōu)先權日:2014年7月22日
【發(fā)明者】秦崇德, 方結彬, 石強, 何達能, 陳剛 申請人:廣東愛康太陽能科技有限公司