[发明专利]内联式超薄弱光型非晶硅光电池生产线

说明书

本发明涉及一种内联式超薄弱光型非晶硅光电池生产线，属半导体器件生产技术领域。具体地说在特定的工艺流程条件下的生产线设备，生产一种内联式结构、超薄、弱光型非晶硅太阳电池。

目前，已公知的非晶硅太阳电池的生产线有两种：其一，是生产内联式厚基片(大于2mm)，而且是一种强光型非晶硅太阳电池的生产线设备。此种生产线亦分两种形式，

即全自动化与半自动化生产线。其中，全自动生产线投资达1000万美元以上。特点是整条线由一套设备组成，只有一个进口及出口，全封闭式，自动化程度极高。但其缺点是生产稳定性差，故障率高。面半自动化生产线投资约700万美元，其特点是由多道工序组成，每道工序由自动化设备组成，其生产稳定性好，故障率相对于前一种低。

以上生产线设备是专用于生产大面积内联式厚基片(大干2mm)强光型非晶硅太阳电池系列产品的。因此，以上两种专为生产厚基片强光型非晶硅太阳电池而设计制造生产线设备，均无法对超薄弱光型非晶硅太阳电池的生产进行操作与制造。鉴于对目前国内引进的两条生产内联式厚基片(大于2mm)强光型非晶硅太阳电池的生产线几年生产实践与技术分析。以上所说的生产线设备不能生产内联式超薄弱光型非晶硅太阳电池系列产品。

其二，是外联式超薄弱光型非晶硅太阳电池系列产品的生产线设备。主要以日本为代表，生产线设备使用传统的光刻腐蚀工艺，专用于生产外联式超薄弱光型非晶硅太阳电池系列产品，根本不能用于生产内联式结构的超薄弱光型非晶硅太阳电池系列产品。而且该生产线设备繁多，工装设备投资较大，工艺过程复杂，导致产品成本高，影响市场竞争力。且生产过程中使用大量的有毒化学试剂，对环境造成极大的危害及污染，这与目前环境保护相孛。申请专利90104410.5中提到的生产设备，亦是一种于生产外联式超薄弱光型非晶硅太阳电池系列产品专用设备。因此，不能用来生产内联式超薄弱光型非晶硅光电池系列产品。

本发明的目的之一，为内联式的超薄弱光型非晶硅光电池系列产品提供一种可操作性强，既能减少工装设备投资，又能保障产率和质量提高的设备生产线。

本发明的目的之二，提供一种生产技术先进的激光切割工艺，将光电池小芯片进行大面积集成化生产线设备，对环境无污染。

内联式超薄弱光型非晶硅光电池是为以低电压、小电流、低功耗液晶器显示器提供电源用的小面积芯片。为提高其生产效率，本发明创造性地充分利用部分大面积光电池生产设备，将光电池小芯片进行大面积集成化生产设计。

本发明生产线设备的设计方案是，将部分大面积厚基片生产设备加以改进，并设计制造适应于超薄玻璃基片、复合透明电极、PIN非晶硅膜、铝背电极、封装保护层为结构和以电池各极层集成化设计、集成透明电极制备、集成非晶硅膜沉积、集成铝背电极制备、背电极测试等工艺而设计的部分专用生产设备，综合应用磁控溅射、化学汽相沉积、激光、电子计算机、自动控制、等离子体沉积、真空蒸镀、丝网印刷等技术，组成本发明生产线设备。

本发明的突出特征是：在线生产设备概括为集成透明电极制造单元、集成非晶硅膜制造单元、集成铝背电极制造单元、切片测试等单元组成。

集成透明电极制造单元

设备主要包括ITO磁控溅射镀膜机、化学汽相沉积氧化锡沉积炉、清洗干燥机、集成透明电极激光刻划机。其功能是应用磁控溅射、化学汽相沉积、激光等技术，在305mm×178mm，厚度0.5-1.1mm的超薄玻璃基片上制备集成复合膜透明电极。

集成非晶硅膜制造单元

将上述已集成复合膜透明电极玻璃基片传送到由非晶硅沉积预热炉、计算机程序控制沉积工艺非晶硅薄膜沉积炉及由电脑控制激光刻划机组成的设备中，其功能是应用等离子体沉积技术，在超薄玻璃基片透明电极膜上沉积PIN三层厚度4000A的集成非晶硅薄膜，形成光电池的主体结构。

集成铝背电极制造单元

将上述集成非晶硅膜基片送到集成铝背电极制造单元，其主要设备包括铝蒸镀机、集成铝背电极激光机、集成背漆字符丝印机、集成可焊电极丝印机及丝网模具等，其功能是应用真空蒸发、激光等技术在非晶硅薄膜上蒸镀一厚度为0.4μ厚的铝膜，用激光将铝膜切割为光电池的铝背电极。应用丝网印刷技术将保护漆、字符及可焊电极料丝印于电池片铝背电极上及两个电极引出点上。

切片测试单元

将上述制造而成的光电池送切片测试单元，设备包括电池片切片机、电池片测试机。其功能是将已印好保护漆、字符及电极引出点后的集成光电池大面积基片切割为单体光电池小芯片，然后进行电性能测试。