[实用新型]薄膜太阳能电池的沉积装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于沉积薄膜太阳能电池的离子体增强化学气相沉积（PECVD）装置，属于太阳能电池技术领域。

背景技术

PECVD（等离子体增强化学气相沉积）是通过工艺气体的等离子放电产生活性基团来促进薄膜生成的反应，能显著降低化学气相沉积（CVD）薄膜制备的温度，使某些原本需要在高温下进行的CVD镀膜反应可以在较低温度下进行,PECVD的主要优点是适合在低温条件下制备大面积的薄膜，可以制得优质的半导体薄膜和介质薄膜，近年来在薄膜太阳能电池、平板显示等领域获得了广泛的应用。对于目前广泛采用的PECVD设备架构，如采用单室沉积的美国专利《Low-Cost and High Performance Solar Cell Manufacturing Machine》(US 2007/0137574 A1)和并联多室沉积如美国专利《Chamber for PECVD》(US 2011/0097878 A1)等，工艺气体的等离子体在流动并成膜的过程中其成分随着工艺气体的消耗而发生变化，造成PECVD制备的薄膜的均匀性在气流方向上产生变化。为解决此类均匀性问题，可以采用加大工艺气体流量/流速的方法，但这种方法往往会降低PECVD对工艺气体（如SiH₄、GeH₄等）的利用率，目前市场上很多PECVD设备对工艺气体的实际利用率不到50%。而PECVD设备所用的工艺气体（如SiH₄、GeH₄等）大多纯度要求很高，价格昂贵，例如2010年国内市场上纯度99.999%以上SiH₄价格大多在800元/kg以上，而高纯度GeH₄价格是高纯度SiH₄价格的20倍以上。因此，提高PECVD设备的气体利用率对于降低PECVD的生产成本和推广高性价比的PECVD薄膜产品（如硅基薄膜太阳能电池等）具有重要意义。中国专利ZL200880024496.9“硅烷的在循环和再利用”，收集等离子体增强化学气相沉积法制备薄膜太阳能电池中未反应的硅烷或硅烷和氢气的混合物，并将收集的气体再循环到沉积室，使硅烷的利用率提高2-5倍。中国专利ZL200880024496.9虽然能够提高硅烷的利用率，但是其操作复杂，主要是用于并联连接的多个沉积室，且回收的气体必须与气体源一同使用。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的不足，解决PECVD沉积设备工艺气体利用率低、操作复杂等技术问题，提供一种用于沉积薄膜太阳能电池的等离子体增强化学气相沉积（PECVD）装置。

为了实现以上任务，本实用新型采用的技术方案是：设计一种薄膜太阳能电池的沉积装置，包括真空室和沉积盒，沉积盒的框架上装有进气室和混气室，沉积盒是由至少两个沉积腔室相互串联连接构成的多级沉积腔体，相邻沉积腔室之间由混气室连接，每个沉积腔室内均设有电极板，电极板上装有沉积基片。

进气室的下隔板和混气室的上下隔板均设有安装电极板的插槽。

混气室内设有气体过滤装置，把上一级沉积腔体内没有充分利用的工艺气体收集在混气室内并过滤，然后再流到下一级沉积腔体进行薄膜沉积，实现工艺气体的充分利用。

进气室的下隔板和混气室的上下隔板均设有安装电极板的插槽。

多级沉积腔体中的上一级沉积腔室内的电极板数量大于下一级沉积腔室内的电极板数量。

进气室的下隔板的通气孔数量大于混气室中任何一块隔板上的通气孔数量。混气室的隔板上的通气孔呈递减分布。混气室的上、下隔板均开有气体流通缝隙或圆孔，其大小和密度可以设置不同，以使得工艺气体可以在混气室内聚集并调整浓度。多级沉积腔体中的上一级沉积腔室的体积大于或等于下一级沉积腔室的体积。依据工艺气体的消耗，一般下一级沉积腔体内放置的基片数量小于上一级沉积腔体内放置的基片数量，这样既能保证不同沉积腔体内沉积的基片都有良好均匀性和性能，又使得工艺气体得到充分利用。不同级的沉积腔体可以沉积相同尺寸规格的基片，也可以沉积不同尺寸规格的基片。

本实用新型的积极效果是：通过混气室把沉积盒分成多个相互串联的沉积腔室，形成多级沉积腔体结构，各级沉积腔体通过相互之间的混气室得到有效连接，以实现工艺气体能够依次流入各级沉积腔体并通过等离子放电反应来沉积薄膜，操作简单，有效地提高了PECVD薄膜制备过程中对工艺气体的利用率。

附图说明

图1：本实用新型的结构示意图。

图2：图1中沉积盒02的框架结构示意图。

图3：实施例一的结构示意图。