[发明专利]在晶体硅太阳能电池片上镀抗反射钝化膜的方法及设备

说明书

技术领域：

本发明涉及镀抗反射钝化膜的生产方法及设备，特别涉及的是一种在晶体硅太阳能电池片上镀抗反射钝化膜的方法及设备。

背景技术：

目前，多晶硅太阳能电池的抗反射钝化膜都是采用等离子体增强的化学气相沉积法(PECVD)生产的掺氢氮化硅膜层(SixNy:H)，这是由于该膜层与其他抗反射膜(如TiO2)相比，它具有很好的表面和体钝化功能。但采用PECVD技术来生产SixNy:H膜存在几个显著的缺点：首先，由于化学气相沉积法(PECVD)生产SixNy:H膜时使用的是硅烷气体，它是一种爆炸性的气体，很不安全，不小心会发生爆炸；其次，生产时的维护周期较短(几乎每天需停机检修维护设备)，不利于产量的提高；第三，在大面积在线镀膜时的厚度均匀性很难保证，因此，大批量生产时产品的质量难于保证。如专利200380107849.9和200510042673.4，前者公开的是一种加热衬底至550℃热分解含硅和氮源气体，这实际上还是一种化学汽相沉积工艺(PECVA)，只不过是将传统的化学汽相沉积工艺(PECVA)的高温(800-900℃)热分解含硅和氮源气体下降为550℃或更低，但仍然是一种较为危险的作业，特别是在多晶硅片上沉积氮化硅，其生产过程中产生的硅烷气体(SiH)极易引起燃烧爆炸，生产极不安全。后者(200510042673.4)公开的是一种硅片太阳能电池制造方法，其中沉积氮化硅工艺仍采用化学汽相沉积工艺(PECVA)，同样存在安全隐患。

发明内容：

本发明的目的是为了克服以上不足，提供一种安全可靠、在较低温度下、采用物理方式(不用硅烷气体)在晶体硅太阳能电池片上镀抗反射钝化膜的方法。本发明的另一个目的是为了提供一种确保工艺的稳定性，提高沉积效率，沉积氧化硅效率高，成本低的在晶体硅太阳能电池片上镀抗反射钝化膜的设备。

本发明的目的是这样来实现的：

本发明在在晶体硅太阳能电池片上镀抗反射钝化膜的方法，该方法是在200～400℃范围对太阳能电池片进行加温情况下，在磁控溅射镀膜工作室中充入反应性气体氮气，同时充入氨气，利用旋转的孪生中频靶对其磁控溅射，同时利用等离子体发射谱强度监测器闭环平衡控制装置对充入反应气体氮气进行闭环流量控制，用质量流量计控制氨气流量，在电池片上沉积掺氢氮化硅的抗反射钝化膜。在对太阳能电池片进行200∽400℃范围加温情况下，在磁控溅射镀膜工作室中充入反应性气体氮气(N2)，同时充入氨气(NH3)，利用旋转的孪生中频硅(Si)靶对其磁控溅射，同时利用等离子体发射谱强度监测器闭环平衡控制装置(PEM)对充入反应性气体氮气(N2)进行闭环流量控制，用质量流量计控制氨气(NH3)流量，在电池片上沉积掺氢氮化硅(SixNy:H)的抗反射钝化膜，镀膜采用PEM(等离子体强度监控器)闭环控制的孪生中频反应磁控溅射的工艺加上用质量流量控制器控制NH3(氨气)的流量，来实现镀制掺氢的氮化硅(SixNy:H)膜层(其工作的原理见图2带PEM闭环控制的孪生中频反应磁控溅射及掺氢示意图。)，用该方法生产SixNy:H膜克服了用PECVD方法生产时存在的三大缺陷，既没有爆炸性的气体，生产时十分安全又环保，维护的周期又较长，同时可以大面积的连续生产。采用PEM控制及生产线完善的结构设计，保证了产品的均匀性，大大提高了产品的质量和产量，是工业化生产最理想的方法。

上述的在晶体硅太阳能电池片上镀抗反射钝化膜的方法，将晶体硅太阳能电池片装入基片运载小车，用平面卧式方法对电池基片表面镀制抗反射钝化膜。

上述的在晶体硅太阳能电池片上镀抗反射钝化膜的方法，对太阳能电池片的加热是利用红外灯箱或不锈钢加热管对电池片在200～400℃范围内进行加热。为保证镀出的SixNy:H膜层具有表面和体钝化功能，镀膜时要求在200℃～400℃可调，故在设置红外灯管(或不锈钢加热管)并带有热屏蔽结构，同时设有PID温控仪的温度控制系统。