[发明专利]在硅片表面制备二氧化硅和多晶硅薄膜的装置及制备方法

说明书

在硅片表面制备二氧化硅和多晶硅薄膜的装置，包括从前至后依次串联的进口预抽室、进口过渡室、至少一个氧化室、至少一个工艺室、回火室、冷却室、出口缓冲室、出口室，任意相邻的两个腔室之间的连接处均设有真空隔离插板阀，进口预抽室、出口室的分别设有翻板阀，进口预抽室和出口室上连接有真空泵，进口过渡室、氧化室、工艺室、回火室、冷却室、出口缓冲室上均连接有涡轮分子泵，氧化室上连接有低能氧离子源，工作室内设有硅靶和气态掺杂源，回火室内的前部设有红外加热源、后部设有紫外激光回火系统。使用时将硅片放在石墨托盘上依次经过各腔室反应即可，上述设备结构简单，造价便宜，使用过程成本低。

技术领域

本发明涉及在硅片表面制备二氧化硅和多晶硅薄膜的装置及制备方法。

背景技术

目前平价上网要求光伏行业的发展以更高的光电转换效率为核心。现有高效晶硅太阳能电池技术路线：P-PERC(Passivated Emitter and Rear Cell,钝化发射极背场点接触)、N-PERT(Passivated Emitter Rear Totally-diffused cell,钝化发射极背表面全扩散)，HJT(Heterojunction,异质结)，IBC(Inter-digitated back-contact,插指背结背接触)，MWT(Metal Wrap Through,金属穿孔卷绕)；TOPCon(Tunnel Oxide PassivatedContact，隧穿氧化钝化接触)。

P-PERC电池将背面的接触范围限制在开孔区域，增加了工艺的复杂度外，开孔处的高复合速率依然存在,光致衰减LID问题没有完全解决。

N-PERT特点是背表面扩散全覆盖以减小和降低电池的背面接触电阻和复合速率，但无隧穿氧化钝化层。

HJT和IBC技术由于成本和良品率的问题，产业界尚未大规模投入。

根据量子隧穿效应制造的太阳能电池称为隧穿氧化钝化接触太阳能电池TunnelOxide Passivated Contact,简称TOPCon。TOPCon技术是在电池背面制备一层超薄的可隧穿的SiO₂氧化层和一层高掺杂的多晶硅薄膜层，二者共同形成了钝化接触结构，为硅片的背面提供了良好的表面钝化。由于SiO2氧化层很薄，硅薄层有掺杂，多子(电子)可以隧穿透这两层钝化层，而少子(空穴)则被阻挡，如果在其上再沉积金属，就可以得到无需开孔的钝化接触。TOPCon技术，既能实现背面整面钝化，又无需开孔接触，是一种进一步降低背面金属接触区复合速率以实现背面整体钝化接触技术。

但是现有技术中在硅片表面制备致密的SiO₂膜层和一层高掺杂的多晶硅膜层技术不成熟，成本高，影响产业的发展。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供在硅片表面制备二氧化硅和多晶硅薄膜的装置，该装置结构简单，不会发生绕射，成本低。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供在硅片表面制备二氧化硅和多晶硅薄膜的制备方法，该方法可以制备均匀致密的SiO₂薄膜以及掺杂浓度可调的掺杂多晶硅薄膜，而且制备过程节能，靶材便宜，成本低。

为解决上述第一个技术问题，本发明提供了在硅片表面制备二氧化硅和多晶硅薄膜的装置，包括从前至后依次串联的进口预抽室、进口过渡室、至少一个氧化室、至少一个工艺室、回火室、冷却室、出口缓冲室、出口室，任意相邻的两个腔室之间的连接处均设有真空隔离插板阀，所述的进口预抽室前侧设有第一翻板阀，出口室的后侧设有第二翻板阀，所述的进口预抽室和出口室上均连接有真空泵，所述的进口过渡室、氧化室、工艺室、回火室、冷却室、出口缓冲室上均连接有涡轮分子泵，所述的氧化室上连接有低能氧离子源，工作室内设有至少一个硅靶和至少一个气态原位掺杂源，回火室内的前部设有红外加热源、后部设有波长为200-300nm的紫外激光回火系统。