[发明专利]一种制备大面积太阳能电池片硅膜的微波等离子体装置

说明书

技术领域

本发明涉及微波等离子体技术领域，更具体地说，涉及一种制备大面积太阳能电池片硅膜的微波等离子体装置。

背景技术

微波等离子体技术是近年来发展起来的一项新技术，其在很多方面都有很好的应用，如微波等离子体刻蚀、微波等离子体表面改性以及微波等离子体化学气相沉积等。微波等离子体化学气相沉积技术主要用于制备各种新材料，如金刚石薄膜、纳米碳管等，是目前比较实用的一种薄膜制备方法。

太阳能电池一直是科学研究的热点课题，而薄膜太阳能电池片由于其独特的优势，在近几年的研究比重逐渐增大，即将成为今后太阳能电池研究领域的主流。大面积太阳能电池片的制备，是薄膜太阳能电池研究的重点。目前国内外制备的大面积电池片多为射频等离子体法制得，大面积微波等离子体设备的研发还没有实质性的进展，不能应用于制备大面积电池片。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种制备大面积太阳能电池片硅膜的微波等离子体装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种制备大面积太阳能电池片硅膜的微波等离子体装置，包括等功率狭缝板、反应腔、多路微波源和多路微波传输系统，所述反应腔的顶部设有石英玻璃板，所述石英玻璃板位于所述等功率狭缝板下方，多路微波源和多路微波传输系统并排设置在所述等功率狭缝板上方，所述反应腔内部设有电池片传动系统，所述微波源产生的微波通过微波传输系统后在等功率狭缝板下方的石英玻璃板下表面激发表面波等离子体，所述反应腔上设有抽真空接口和通工作气体接口。

上述方案中，所述微波传输系统包括环形器、水负载、三销钉螺栓匹配器和短路活塞，所述微波源产生的微波通过环形器、三销钉螺栓匹配器后进入溃入区域，在溃入区域，微波通过功率狭缝板的狭缝溃入到反应腔中，通过所述短路活塞调节微波的波形。

上述方案中，所述反应腔上设有观察窗口。

上述方案中，所述电池片传动系统的下方设有红外加热系统。

上述方案中，所述石英玻璃板通过橡胶密封圈与反应腔体密封连接，所述密封圈四周设有水冷系统。

实施本发明的制备大面积太阳能电池片硅膜的微波等离子体装置，具有以下有益效果：

1、本发明的多路微波源和多路微波传输系统并排排列于反应腔上方，工作过程中，由微波源产生高稳定度的微波通过传输系统后在等功率狭缝板下方的石英玻璃板下表面激发表面波等离子体，各路等离子体系统综合作用，从而产生大面积均匀的等离子体区域。

2、本发明可以完成大面积薄膜太阳能电池片PIN层的沉积，沉积过程中电池片在传动系统的带动下匀速运动，从而保证制备的薄膜的均匀性，此外在微波等离子体反应腔体底部配有红外加热系统，能够对电池片均匀加热，从而保证沉积过程中的温度要求。

3、微波等离子体法具有无极放电的特点，相比射频等离子体等方法而言制备的硅薄膜纯度更高，这样有助于提高电池的转换效率。本装置适合大面积制备电池片，能够与其他反应腔室形成生产线，将极大地提高大面积电池片的生产效率。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明制备大面积太阳能电池片硅膜的微波等离子体装置的结构示意图；

图2是反应腔及与其连接部件的结构示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1、图2所示，本发明制备大面积太阳能电池片硅膜的微波等离子体装置包括等功率狭缝板6、反应腔8、多路微波源1和多路微波传输系统。

微波源1中采用磁控管获得2.45GHz的稳定微波，其微波的输出功率在0.1～3kW范围内连续可调。

微波传输系统包括环形器2、水负载3、三销钉螺栓匹配器4和短路活塞5，微波源1产生的微波通过环形器2、三销钉螺栓匹配器4后进入溃入区域，在溃入区域，微波通过功率狭缝板6的狭缝溃入到反应腔8中，通过短路活塞5调节微波的波形。