[实用新型]管式PECVD设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池领域，尤其涉及一种管式PECVD设备。

背景技术

晶硅太阳能电池是一种有效吸收太阳辐射能，利用光生伏打效应把光能转换成电能的器件，当太阳光照在半导体P-N结上，形成新的空穴-电子对，在P-N结电场的作用下，空穴由N区流向P区，电子由P区流向N区，接通电路后就形成电流。

传统晶硅太阳能电池基本上只采用正面钝化技术，在硅片正面用PECVD的方式沉积一层氮化硅，降低少子在前表面的复合速率，可以大幅度提升晶硅电池的开路电压和短路电流，从而提升晶硅太阳电池的光电转换效率。

随着对晶硅电池的光电转换效率的要求越来越高，人们开始研究背钝化太阳电池技术。目前主流的做法是采用板式PECVD来对背面镀膜，板式PECVD由不同的腔室组成，每个腔室镀一层膜，一旦设备固定，复合膜的层数就已经固定，因此板式PECVD的缺点是不能灵活调节复合膜的组合，不能更好的优化背面膜的钝化效果，从而限制电池的光电转换效率。同时，板式PECVD使用的是间接等离子法，膜层的钝化效果不太理想。板式PECVD还具有uptime低，维护时间长的缺点，影响产能和产量。

本实用新型采用管式PECVD技术在硅片背面沉积复合膜，制作双面PERC高效太阳能电池。由于管式PECVD技术采用的是直接等离子法，又可以灵活调节复合膜的组合和成分，膜层的钝化效果好，能大幅提升PERC太阳能电池的光电转换效率。管式PECVD技术的优秀钝化性能和工艺的灵活性还可以相对降低三氧化二铝膜层的厚度，减少TMA的耗量，同时，管式PERC技术容易维护，uptime高。综合以上多种因素，与板式PECVD技术相比，管式PECVD技术制作高效PERC电池有显著的综合成本优势。

尽管如此，管式PECVD技术由于存在绕镀和划伤这一对互相制约的难题，外观良率和EL良率一直比较低，影响该技术的大规模量产。

管式PECVD镀膜设备是通过将硅片插入石墨舟，再将石墨舟送入石英管做镀膜沉积。石墨舟通过3个卡点将硅片固定在石墨舟壁上，硅片的一面与石墨舟壁接触，在硅片的另外一面上沉积膜层。为了保证镀膜的均匀性，硅片要贴紧石墨舟壁，因此，卡点槽的宽度设置较小，约为0.25mm。管式PECVD镀膜有两个缺点：1，在插片过程中，硅片会与石墨舟壁发生摩擦，导致硅片挨着石墨舟壁的一面产生划伤。2，在沉积过程中，由于硅片与石墨舟壁之间不可避免的存在缝隙，尤其是卡点处的缝隙较大，工艺气体会扩散到硅片的另一面，在另一面形成膜的沉积，即绕镀，卡点处的绕镀更加严重。

用管式PECVD做常规太阳能电池的正面镀膜，划伤和绕镀对成品电池不会产生不良影响，原因在于：1，硅片背面没有PN结和镀膜，划痕不会影响电池的电性能和EL良率。2，常规电池的背面没有镀膜，绕镀到背面边缘的膜层较薄，看起来不明显，不影响外观良率。

但是，用管式PECVD制作PERC电池的背面膜，划伤和绕镀严重影响成品电池的合格率，问题在于：1，背面膜在沉积过程中，会绕镀到正面的边缘，由于PERC电池是双面镀膜，正面边缘的镀膜厚度较厚导致电池正面边缘出现舟齿印和色差，影响外观良率。2，插片到石墨舟的过程中，硅片的正面会接触石墨舟壁，正面PN结被划伤，导致EL测试出现划痕，影响电池的电性能。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题还在于，提供一种管式PECVD设备，结构简单，制得的电池外观良率和EL良率高，解决划伤和/或绕镀的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种管式PECVD设备，包括晶片装载区、炉体、特气柜、真空系统、控制系统以及石墨舟，所述石墨舟用于装卸硅片，所述石墨舟包括卡点，所述卡点包括卡点轴、卡点帽和卡点底座，所述卡点轴安装在卡点底座上，所述卡点帽与卡点轴连接，所述卡点轴与卡点帽、卡点底座之间形成卡点槽，卡点槽的深度为0.5-1mm。

作为上述技术方案的改进，所述卡点槽的深度为0.6-0.8mm。

作为上述技术方案的改进，所述卡点槽的深度为0.7mm。

作为上述技术方案的改进，所述卡点底座的直径为6-15mm。

作为上述技术方案的改进，所述卡点底座的直径为9-12mm。

作为上述技术方案的改进，所述卡点帽的斜面角度为35-45度。

作为上述技术方案的改进，所述卡点帽的斜面角度为40-45度。

作为上述技术方案的改进，所述卡点帽的厚度为1-1.3mm。

作为上述技术方案的改进，所述卡点帽的厚度为1.2-1.3mm。