[发明专利]硅基薄膜太阳能电池制造方法及其制造装置

说明书

技术领域

本发明涉及薄膜太阳能电池技术领域，尤其涉及一种硅基薄膜太阳能电池制造方法及其制造装置。

背景技术

薄膜太阳能电池是在玻璃、金属或塑料等基板上沉积很薄(几微米至几十微米)的光电材料而形成的一种太阳能电池。薄膜太阳能电池具备弱光条件下仍可发电、生产过程能耗低及可大幅度降低原料和制造成本等一系列优势，已成为近年来的研究热点，其市场发展潜力巨大。

在公开号为CN101775591A的中国专利申请中公开了一种非晶硅薄膜太阳能电池，如图1所示。所述非晶硅薄膜太阳能电池依次包括：玻璃基板10、透明电极层11、P型非晶硅层12、本征非晶硅层13、N型非晶硅层14、背电极18和保护板19，其中P型非晶硅层12、本征非晶硅层13和N型非晶硅层14共同组成一个非晶硅光电单元。

现有技术中还存在一种微晶硅薄膜太阳能电池，参考图2所示，所述微晶硅薄膜太阳能电池依次包括：玻璃基板10、透明电极层11、P型微晶硅层15、本征微晶硅层16、N型微晶硅层17、背电极18和保护板19，其中P型微晶硅层15、本征微晶硅层16和N型微晶硅层17共同组成一个微晶硅光电单元。

现有技术中还发展了一种非晶硅和微晶硅叠层薄膜太阳能电池，如图3所示，所述非晶硅和微晶硅叠层薄膜太阳能电池依次包括：玻璃基板10、透明电极层11、非晶硅光电单元、微晶硅光电单元、背电极18、保护板19，其中所述非晶硅光电单元由P型非晶硅层12、本征非晶硅层13和N型非晶硅层14共同组成；所述微晶硅光电单元由P型微晶硅层15、本征微晶硅层16和N型微晶硅层17共同组成。

以下以非晶硅和微晶硅叠层薄膜太阳能电池为例，说明现有技术中薄膜太阳能电池的制造过程。参考图3和图4，图4是现有技术中非晶硅和微晶硅叠层薄膜太阳能电池生产设备的俯视结构示意图。该设备用于制造图3中的非晶硅和微晶硅叠层薄膜太阳能电池，包括：加载腔31，用于加载包括透明电极层11的玻璃基板10；卸载腔32，用于卸载包括N型微晶硅层17的玻璃基板10；非晶硅处理腔33，用于在所述透明电极层11上依次形成P型非晶硅层12、本征非晶硅层13和N型非晶硅层14；微晶硅处理腔34，用于在所述N型非晶硅层14上依次形成P型微晶硅层15、本征微晶硅层16和N型微晶硅层17；真空传输腔35分别连接所述加载腔31、卸载腔32、非晶硅处理腔33和微晶硅处理腔34，所述真空传输腔35包括：搬运机械手36，用于将包括透明电极层11的玻璃基板10从加载腔31传输至非晶硅处理腔33，并将包括N型非晶硅层14的玻璃基板10从非晶硅处理腔33传输至微晶硅处理腔34，并将包括N型微晶硅层17的玻璃基板10从微晶硅处理腔34传输至卸载腔32。所述加载腔31和卸载腔32的两端都有阀门30，所述非晶硅处理腔33和微晶硅处理腔34只在连接真空传输腔35的一端有阀门30。

所述非晶硅处理腔33和微晶硅处理腔34一般都是等离子体增强化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD)装置，图5为现有技术中PECVD装置的一实施例的示意图。所述PECVD装置主要包括：反应腔103、上电极101、电源104和下电极102，其中上电极101和下电极102位于反应腔103内，所述上电极101与所述电源104相连，所述下电极102接地，反应气体通过反应腔103的进气口(图未示)进入上电极101，通过上电极101将气体均匀分布进入反应腔103内。在PECVD沉积所述非晶硅光电单元或所述微晶硅光电单元的步骤包括：将玻璃基板10置于下电极102上；向反应腔103中通入硅烷及氢气，电源104向上电极101通入射频信号以产生辉光放电并产生等离子体，从而在上电极101和下电极102之间形成等离子体。等离子体中的电子与硅烷发生化学反应，以在玻璃基板10形成所述非晶硅光电单元或所述微晶硅光电单元。

一并结合图3和图4，所述非晶硅和微晶硅叠层薄膜太阳能电池的制造方法具体包括：

第一步，提供玻璃基板10，并在玻璃基板10上形成透明电极层11；

第二步，将包括透明电极层11的玻璃基板10加载至加载腔31中，真空传输腔35中的搬运机械手36将该玻璃基板10从加载腔31传输至非晶硅处理腔33中，在所述透明电极层11上依次沉积形成P型非晶硅层12、本征非晶硅层13和N型非晶硅层14；