[发明专利]一种太阳能电池片钝化用Al2O3镀膜系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池片生产技术领域，特别涉及一种太阳能电池片钝化用Al₂O₃镀膜系统和方法。

背景技术

随着光伏发电的应用越来越广及生产成本的越来越高，有效控制晶体硅光伏组件的成本，特别是硅片成本尤其重要，即采用更薄的硅片以及增加电池的转换效率是降低硅片成本的重要手段。目前，转换效率大于20%的电池结构都具有电介质层的钝化表面，即通常在P型太阳能电池片背面镀有一层Al₂O₃薄膜形成表面钝化（非受光面）或在N型太阳能电池片正面镀有一层Al₂O₃薄膜形成钝化（受光面），通过表面钝化使太阳能电池片获得如下特性：

①Al₂O₃薄膜钝化层作为背反射器，可以增加长波光的吸收；

②Al₂O₃薄膜钝化层介于硅基体和铝背面场间，可以有效减少电池片的翘曲，有利于产业化良率的提高；

③原子态的氢饱和基体表面悬挂键，有效降低界面复合，提高载流子收集效率；

④大量的固定电荷的场钝化效应，可以提高载流子收集效率，增加短路电流，改善电池的整体性能。

目前，业界普遍采用的太阳能电池片表面Al₂O₃钝化方法有如下几种：

①原子层沉积（ALD）Al₂O₃：具有沉积温度低，薄膜厚度易控制、精确度高、钝化性能良好且可满足工业话生产的优点，但成本高且镀膜速度低；

②反应性溅射：该方法获得的Al₂O₃薄膜层具有烧结稳定性差的缺点；

③等离子体增强化学的气相沉积法（PECVD）：该种方法获得的Al₂O₃薄膜层质量高，且镀膜速度快、成本低，易于量产，因而是目前主流的Al₂O₃镀膜钝化方法。

本发明的目的在于提供一种基于PECVD的太阳能电池片钝化用Al₂O₃镀膜系统和方法，以实现太阳能电池片表面的高效钝化。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种太阳能电池片钝化用Al₂O₃镀膜系统，包括依次连接的上料台、红外加热腔、缓冲腔一、工艺腔、缓冲腔二、卸载腔、缓存台及自动上下料装置，两端的所述上料台及自动上下料装置通过系统底部设置的下传输装置连通以用于将装载有待镀膜硅片的载板从所述自动上下料装置传输至所述上料台；

所述工艺腔包括：设置在所述工艺腔底部的底部加热器，设置在所述底部加热器上方的至少一个离子源，对应设置在所述离子源侧部的侧部加热器，及设置于所述离子源两侧的分气块；所述离子源的下方两侧还设置有陶瓷板。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种太阳能电池片钝化用Al₂O₃镀膜方法，包括如下步骤：

①装载有待镀膜硅片的载板进入所述上料台完成上料状态；

②在传输系统的作用下将装载有待镀膜硅片的载板输送至红外加热腔进行预热至300~500℃；

③经红外预热的硅片被输送至缓冲腔一并保持硅片恒温在300~500℃，并等待后续装载有待镀膜硅片的载板的预热；

④硅片进入工艺腔内，在300~500℃恒温及真空状态下进行等离子体增强化学的气相沉积并在硅片表面形成Al₂O₃薄膜镀层；

⑤经等离子体增强化学的气相沉积镀膜后的硅片被输送至所述缓冲腔二，并等待后续载板上硅片的等离子体增强化学的气相沉积镀膜；

⑥硅片镀膜后的载板进入所述卸载腔并使载板从真空状态过渡到大气状态；

⑦大气状态的载板进入所述缓存台以保障设备的连续运行，并在所述自动上下料装置短时故障时存放多张载板进行缓存；

⑧载板进入所述自动上下料装置将镀膜后的硅片放入花篮，然后将新的待镀膜硅片放置于载板上；

⑨装置有待镀膜硅片的载板经镀膜系统底部的下传输装置输送至所述上料台实现上料状态并使载板实现循环。