[发明专利]一种制备肖特基结单面电极太阳能电池铝背电极的设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种晶体硅太阳能电池设备制造领域，尤其是一种制备肖特基结单面电极太阳能电池铝背电极的设备。

背景技术

晶体硅太阳能电池是目前太阳能电池产业化的主流产品，其中丝网印刷然后烧结是其制备背电极的典型工艺。这道工艺对丝印设备要求较高，目前为止，国内太阳能电池生产厂家所选用的设备绝大多数都为国外设备。即使这样，这道工序仍然是破片率最高的一道工序，对于太阳能电池的成品率极为关键。

丝印中使用的铝浆或者银铝浆料随着晶体硅生产的扩大也变得非常紧俏，导致生产成本较高。同时，丝印时电极的厚度远远大于做为背电极所需的厚度，对于材料来说也是一种浪费。

为了解决上述问题，以实现高效快速生产的同时又能节约材料，降低成本，发展出一种免接触式制备晶体硅电池背电极，采用真空镀膜及激光烧结相结合的方式实现晶体硅电池背电极的制备，从而简化了工艺流程，节省了电极材料，同时也降低了破片率，其中，针对于肖特基结的单面电极太阳能电池这种结构，利用这种新的工艺并且整合掺杂工艺，可设计出一种连续式设备，将镀铝膜工艺、肖特基结的制备及激光烧结工艺采用同一条生产线实现，以实现其大规模，自动化生产的需要。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对新型太阳能电池结构肖特基结单面电极太阳能电池，提供一种工艺简单、质量可靠、可操作性强的连续式生产线，便其镀铝膜、肖特基结制备及背电场烧结工艺形成一条连续的生产线。

技术方案：

本方案包括连续式真空室、气路控制系统，电控系统、真空抽气系统、镀膜系统、激光系统等，其中镀膜系统采用溅射镀膜方式，用以在晶体硅表面均均布置电极材料；激光系统位于真室室上方，分掺杂用激光系统和烧结用激光系统，其中所述掺杂用激光系统可对真空室内的晶体硅表面的电极材料选择性加热使其渗入晶体硅片内形成栅状或梳状PN结；所述烧结用激光系统可对真空室内的晶体硅表面的电极材料选择性加热使其渗入晶体硅片内形成铝背电极；传动系统可分段独立无级调速的，适应各段工艺不同的传送速度。

连续真空室与气路控制系统通过导气管、阀等，与电控系统通过各种电气组件，与真空抽气系统通过真空元器件分别连接。其中气路控制系统为连续真空室中的缓冲室及镀膜真空室提供工艺气体；各工艺气体通过阀门、质量流量计流进镀膜真空室。电控系统分别与连续真空室、气路控制系统、真空机组进行连接并实施控制，电控系统对连续真空室的控制主要是进出样片、激光器功率、工艺气体压力、样片加热温度、激光器照射样片时间等；电控系统对气路控制系统的控制主要是导气阀门的开闭时间、气体流量计的测量等；电控系统对真空机组的控制主要是机械泵启动、停止，真空阀门的开闭及互锁、抽气时间等。其中真空机组与连续真空室相连接，主要对连续真空室抽真空，为溅射、激光掺杂及激光烧结工序提供本底真空度，保证掺杂质量；真空机组中前级泵排气口与废气管路相连接，废气经管道排出后经过处理至符合环保标准后排入大气。

连续真空室依次由进片室、缓冲室、镀膜室、缓冲室、激光掺杂室、激光烧结室、缓冲室、卸片室组成，其中各位置上的缓冲室可设为若干或者取消，镀膜室、激光掺杂室及激光烧结室可设成若干。真空室材质为可耐酸碱的不锈钢，通常采用316L不锈钢，腔室整体外形为长方形，内部为多腔室结构。进出片室装有带翻转活动阀门并可手动开关的真空门，以方便取放样片，其余各室以真空阀门相联接，可采用真空翻板阀或者真空插板阀，可在样片在各室间传送时快速开闭。

镀膜真空室内部顶端设有方形平面靶，采用用卧式溅射镀膜，其镀膜厚度控制在控制在0.5-1.0μ之间。

激光掺杂真空室顶部装有真空密封的玻璃窗，其尺寸面积大于样片面积，玻璃窗上方装有激光系统，可发出若干道横向线激光或者面激光，激光的横向长度大于待处理样片的长度，保证激光可以对基片进行选择性照射。采用激光器可为连续式固体激光器或者准分子激光器。

激光烧结真空室顶部装有真空密封的玻璃窗，其尺寸面积大于样片面积，玻璃窗上方装有激光系统，可发出若干道横向线激光或者面激光，激光的横向长度大于待处理样片的长度，保证样片全部的面积可以得到激光照射。采用激光器可为连续式固体激光器或者准分子激光器，优选为连续式固体激光器。

做为其中一个优选方案，激光掺杂和激光烧结真空室可设计为一个真空室。

缓冲室、镀膜室、激光掺杂室、激光烧结室之中设有加热系统，可对基片加热。其加热系统可以在缓冲室、镀膜室、激光掺杂室及激光烧结室内设置成不同温度，以模拟普通烧结设备的加热曲线。其加热系统温控调节范围在0-500℃之间。