[发明专利]用流动梯度设计沉积均匀硅膜的方法和装置

说明书

技术领域

本发明的实施方式一般涉及处理室中的气体分布板组件及其制造方法。 

背景技术

光伏器件(PV)或太阳能电池是将阳光转化为直流(DC)电能的器件。PV或太阳能电池一般具有一个或多个p-i-n结。在半导体材料中每个结包括两个不同的区域，其中一侧表示p-型区域而另一侧表示n-型区域。当PV电池的p-i-n结暴露在阳光(由光能组成)下时，通过PV效应将阳光直接转化为电。PV太阳能电池产生特定量的电能并且电池被搭建成一定尺寸的模式来输送预定量的系统能量。PV模式通过连接多个PV太阳能电池然后使用特定框架和连接器结合在面板中而形成。 

PV太阳能电池一般包括形成在大透明基板上的光电转换单元。光电转换单元包括顺序沉积在透明基板上的p-型、本征型(i-型)和n-型硅层。可用于形成光电转换单元的硅膜可以包括多晶硅(多晶-硅)、微晶硅(μc-Si)和非晶硅(a-Si)膜。一般利用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)在透明基板上形成硅膜。PECVD处理是通过将前驱物气体或气体混合物导入包括透明基板的真空室而进行。前驱物气体或气体混合物由分布板朝向透明基板供给。将RF能源施加到室中的分布板和/或基板支撑组件来形成前驱物气体或气体混合物的等离子体，接着在透明基板上沉积具有预定膜性质的硅层。 

由于对较大太阳能电基板的需求不断增长，在越来越大的基板的表面积上的PECVD处理期间保持均匀的等离子体和/或处理气体流速变得越来越困难。在沉积膜的中心和边缘区域之间膜性质的差异对生产大型且高效的太阳能电池存在巨大挑战。随着不断增加的基板尺寸，边缘到中心的特性变化已变得更加不能预知的。 

因此，需要一种改进的装置，用于在大面积基板上通过化学气相沉积处理来沉积具有预定性质的均匀的膜。 

发明内容

本发明提供一种产生流速梯度的方法和装置，该流速梯度从适于沉积用于太阳能电池应用的硅膜的气体分布板产生。在一个实施例中，用于沉积太阳能电池用膜的装置可以包括处理室，和设置在处理室中并具有至少四个由四个边分隔的角的四边形气体分布板。气体分布板还包括穿过气体分布板形成的第一多个节流口、位于角的第一多个节流口，和通过气体分布板形成的第二多个节流口、沿角区域之间的气体分布板一边的第二多个节流口，其中第一多个节流口具有比第二多个节流口更大的流动阻力。 

在另一个实施例中，用于沉积太阳能电池用膜的装置可以包括处理室，和设置在处理室中并具有至少四个由四个边分隔的角的四边形气体分布板。气体分布板还包括通过气体分布板形成的第一多个节流口、位于角的第一多个节流口，和通过气体分布板形成的第二多个节流口、沿角区域之间的气体分布板一边的第二多个节流口，其中第一多个节流口具有比第二多个节流口更长的长度。 

在另一个实施例中，用于沉积太阳能电池用膜的装置可以包括处理室，和沉积在处理室中具有多个贯通形成的节流口的气体分布板，布置节流口以限定至少三个不同流动阻力的区域，其中限定在气体分布板角的第一区域具有比沿气体分布板边限定的第二区域更大的流动阻力，限定在气体分布板中心的第三区域具有比第二区域更小的流动阻力。 

在另一实施例中，在室中沉积太阳能电池用均匀膜的方法可以包括将基板提供至室中，该室具有面对设置在室中的基板支撑组件的气体分布板；使处理气体通过气体分布板的角向基板以小于通过气体分布板中心流动的处理气体流速的流速流动；以及由处理气体在基板上沉积硅膜。 

附图说明

为了实现并能详细理解本发明上述特征的方式，通过参照下面附图所示的实施例可以进行上述简要概括的本发明更详细的描述。 

图1示出处理室的一个实施方式的截面示意图； 

图2A-C示出在产生流动梯度的制造的不同阶段的气体分布板的截面示意 图； 

图3A-B示出产生流动梯度的气体分布板在制造的不同阶段的截面示意图； 

图4A-B示出产生流动梯度的气体分布板在制造的不同阶段的另一实施例的截面示意图； 

图5示出适于制造气体分布板的热处理的一个实施例； 

图6A-B示出图5中所示热处理的不同阶段； 

图7示出可以形成在气体分布板上的节流口的一个实施例； 

图8示出具有贯通形成的节流口的不同结构的气体分布板的另一实施例的截面图； 

图9A-C示出具有多个提供气体流动梯度的节流口的气体分布板的另一实施例；