[发明专利]一种异质结太阳能电池成膜生产工艺

说明书

本发明公开了一种异质结太阳能电池成膜生产工艺。其具体工艺为：先将制绒清洗后、待成膜的单晶硅片装至一块基板上，并至少在一个成膜单元对该单晶硅片采用等离子体处理后再直接对单晶硅片进行一次i型非晶硅成膜和n型非晶硅成膜；还采用另外一个或多个成膜单元对单晶硅片进行另外的非晶硅成膜；最后将完成工艺处理的承载单晶硅片的基板移出沉积系统外，冷却，卸载硅片。优点在于：在保证成膜工艺稳定及薄膜质量良好的前提下节约了镀膜及在沉积腔中的处理时间，由此在保证产品质量的同时，并达到了提高设备产能、降低生产成本、提高设备运行稳定性的目的，从镀膜效果看，有利于提高产品的开路电压和短路电流，弥补了带来的交叉污染的弊端。

技术领域

本发明涉及一种异质结太阳能电池成膜生产工艺，属于太阳能电池制造领域和半导体制造技术领域。

背景技术

薄膜/晶硅异质结(HJT)属于第三代高效太阳能电池技术，是一种利用晶体硅基板和非晶硅薄膜制成的混合型太阳能电池，在表面织构化后的基片的一面沉积很薄的本征非晶硅薄膜(称为i型非晶硅薄膜) 和p型非晶硅薄膜，然后在基片的另一面沉积薄的i型非晶硅薄膜和n 型非晶硅薄膜；再在两面沉积透明氧化物导电薄膜，用丝网印刷的方法在透明氧化物导电薄膜上制作Ag电极。

其中，沉积非晶硅的设备及工艺为异质结电池生产的核心部分，目前用于沉积非晶硅薄膜的设备主要有PECVD(等离子体增强化学气相沉积)和Cat-CVD(热丝化学气相沉积)两种。在现有的HJT电池生产线中，使用的非晶硅真空镀膜设备只是参照了薄膜太阳能电池的设备，为了避免非晶硅层与层之间的交叉污染，都会将I/P/N工艺镀膜系统完全分开。

在生产上，为了结合异质结太阳能电池的双面镀膜特点，寻求工艺搭配的优化和产能的最大化，基本上都采用I-P-I-N或I-N-I-P流程，即设计四个镀膜腔室来完成该镀膜工序。其优点是能达到避免工艺交叉污染的要求，但是带来的弊端也有很多，主要表现在以下几个方面：1) 承载硅片的基板或载体在不同沉积腔室之间(或完成每一层镀膜工艺时)进行频繁的传输、真空抽气、通气预热、通气工艺、破真空出腔室等循环动作，需要消耗较长时间，同时，受基板的尺寸和质量的影响，机械手是传输过程中的速度受到限制，使该工序成为整个制程的产能瓶颈；2)生产设备通常配置多个沉积腔，这也大大提高了设备的开发和制造成本；3)机械手在传输腔中需要实现多角度旋转，还要实现在不同沉积腔之间频繁传送基板，增加了开发和设计的难度，还面临更高的运行风险和更高的调试复杂性。

目前的工业实际生产中，人们为了进一步提高产能、降低生产成本，会采用预热腔与进片腔合二为一，但是，进片腔常周期性暴露于大气中，腔内容易残留氧气、水汽等物质，这些物质容易在高温时在硅片表面发生反应，影响异质结界面的钝化效果，从而影响到最终的电池效率。还有些设计为了节省传输时间，将沉积腔中的加热器温度预先设置为高于所需沉积薄膜工艺温度，来节约硅片在沉积腔中的处理时间，但是这样做易导致加热环境不稳定，且HJT电池又对制程温度较为敏感，这种方法会影响镀膜质量、增加硅片应力和降低工艺稳定性，导致产品的生产良率下降，因此，如何对该类型太阳能电池进行生产是目前工业生产的一大挑战。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够提高设备运行稳定性、保证成膜工艺稳定性及薄膜质量、节约镀膜及处理时间，从而提高设备产能和产品质量、降低生产成本的异质结太阳能电池成膜工艺。

为了解决上述技术问题，本发明的异质结太阳能电池成膜工艺，其具体工艺为：先将制绒清洗后、待成膜的单晶硅片装至基板上，并至少在一个成膜单元对基板上的单晶硅片采用等离子体处理后再直接对单晶硅片进行一次i型非晶硅成膜和n型非晶硅成膜或单独进行i型非晶硅成膜；还采用另外一个或多个成膜单元对单晶硅片进行另外一面的非晶硅成膜；最后将完成工艺处理的承载单晶硅片的基板移出沉积系统外，冷却，卸载硅片。

一种异质结太阳能电池成膜生产工艺，包括以下步骤：

A、将制绒清洗后、待成膜的单晶硅片装至第一基板上；