[发明专利]在适用于太阳能电池应用的激光划线透明导电氧化层上沉积硅层的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在适用于生产光电器件的透明导电氧化物(TCO)层上沉积硅层的方法和装置。

背景技术

光电(PV)器件或太阳能电池是将阳光转换为直流(DC)电能的器件。PV或太阳能电池通常具有一个或多个p-i-n结。每个结包括半导体材料中的两个不同区域，一边表示为p-型区域，另一边表示为n-型区域。当将PV电池的p-i-n结暴露于阳光(由光子能量构成)时，通过PV效应直接将阳光转换为电。PV太阳能电池产生特定量的电能，并且将电池平铺成尺寸适于发送所需数量的系统能量的模块。通过连接多个PV太阳能电池而产生PV模块，然后使用特定框架和连接器将PV模块连接成面板。

通常，PV太阳能电池包括光电转换单元和透明导电氧化物(TCO)膜。将透明导电氧化物(TCO)膜作为前电极设置在PV太阳能电池底部与玻璃基板接触，和/或作为后表面电极设置在太阳能电池的顶部。透明导电氧化物(TCO)层是为太阳能电池提供高电能采集和高光电转换效率的导电层。光电转换单元包括p-型硅层、n-型硅层和夹在p-型与n-型硅层之间的本征型(i-型)硅层。包括微晶硅膜(μc-Si)、非晶硅膜(a-Si)、多晶硅膜(poly-Si)等的几种类型硅膜可以用于形成光电转换单元的p-型、n-型和i-型层。通常，光电转换单元的硅膜通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺沉积。目前薄膜太阳能电池形成的一个问题是在其上沉积材料期间可能在TCO层上形成雾状、变色或其它相似类型的缺陷。

因此，需要一种用于在TCO层上沉积硅层的改进方法和装置。

发明内容

本发明提供用于在透明导电氧化物(TCO)层上沉积硅层的方法和装置。在一个实施例中，用于在透明导电氧化物(TCO)层上沉积硅层的方法可以包括：激光划线设置在用于太阳能应用的基板上的TCO层的集成电池区域，该TCO层具有在电池集成区域之外的无激光划线外围区域，该外围区域从基板的边缘测量的宽度在大约10mm到大约30mm之间，将划线基板传送到沉积室内，并在沉积室内将含硅层沉积到TCO层上。

在另一实施例中，用于在透明导电氧化物(TCO)层上沉积硅层的方法可以包括：提供具有设置在其上的TCO层的基板，其中TCO层具有外围区域和电池集成区域，该电池集成区域具有设置在其上的激光划线图案，将基板放置在设置在处理室中的基板支架组件上，其中该基板支架组件具有与基板接触的粗糙表面，将阴影框架与TCO层的外围区域及基板支架组件接触，以由此通过该阴影框架在TCO层和基板支架之间形成电接地通路，以及通过阴影框架的孔将含硅层沉积到TCO层上。

附图说明

为了获得并详细理解本发明的上述特征的方式，参考附图中描述的实施例对本发明的上面的简要概述进行更加详细的描述。

图1示出了根据本发明的处理室的一个实施例的示意性横截面视图；

图2A示出了设置在图1的基板支架上的阴影框架的边缘的放大截面视图；

图2B示出了设置在图1的基板支架上的基板之间界面的放大截面视图；

图3A-C示出了在具有设置在其上的TCO层的基板表面上的激光划线图案设计的俯视图的不同实施例；

图4示出了具有设置在基板支架组件上的TCO层的基板的横截面视图。

为了便于理解，尽可能地使用相同附图标记来表示在附图中的相同元件。预期一个实施例的元件和特征可以有利地结合到其它实施例中而不用进一步描述。

然而，需要指出的是，附图仅描述了本发明的示例性实施例，并因此不能认为是对本发明范围的限制，因为本发明可能承认其它等效实施例。

具体实施方式

本发明的实施例提供用于在适于太阳能电池应用的透明导电氧化物(TCO)层上沉积硅层的方法和装置，等等。在一个实施例中，可以通过由良好接地沉积环境释放积累在TCO表面上积累的电荷，从而减少诸如黑色变色、雾状、电弧放电的潜在缺陷。某些用于提供良好接地沉积环境的实施例包括TCO层上的改进表面设计图案、粗糙基板支架组件和/或用于在硅沉积期间提供良好电接地的改进阴影框架。

图1是可以在其中实施本发明的等离子体增强化学气相沉积(PECVD)系统100的一个实施例的示意性横截面视图。一种合适的等离子体增强化学气相沉积(PECVD)系统可由California的Santa Clara的应用材料公司提供。预期其它等离子体处理室，包括由其它制作商提供的，可以用于实施本发明。