[实用新型]光伏电池表面钝化系统

说明书

本实用新型公开了一种光伏电池表面钝化系统，至少包括多功能PECVD设备、退火炉及PEALD设备，退火炉位于多功能PECVD工序之后，退火炉和多功能PECVD设备的工艺腔室均与同一对应的石墨舟匹配，石墨舟载有硅片在退火炉和多功能PECVD设备之间整体传送，所述多功能PECVD设备对硅片的背面镀氧化硅膜、非晶硅层以及对非晶硅层的原位掺杂，对应的反应温度是400～600℃，所述退火炉将镀膜后的硅片加热至600℃以上，使非晶硅层转化为多晶硅层，然后降温至400～600℃；所述PEALD设备对硅片的正面镀氧化铝膜和氮化硅膜。本实用新型简化设备整体结构和现有工序步骤，省去清洗刻蚀工序，降低对硅片正面镀膜的不利影响，使操作更加便捷，提高生产效率。

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池钝化技术领域，尤其是一种涉及超薄的可隧穿的氧化层和高掺杂的多晶硅薄层的光伏电池表面钝化系统。

背景技术

太阳能光伏电池是一种把太阳的光能直接转化为电能的新型电池。目前通常使用的是以硅为基底的硅光伏电池，包括单晶硅、多晶硅和非晶硅光伏电池。目前光伏电池较为成熟的钝化膜材料包括氧化铝（Al₂O₃）、氧化硅（SiO₂）、氮氧化硅（SiO_xN_y）、氮化硅（Si_xN_y）等。TOPCon(Tunnel Oxide Passivated Contact，隧穿氧化钝化接触)作为一种新型钝化技术，多应用于N型晶体硅太阳能电池，其特点是在硅片的背面镀氧化硅（SiO₂）膜和多晶硅层（poly-silicon）并对多晶硅层进行掺杂处理，在硅片的正面镀氧化铝（Al₂O₃）膜和氮化硅（Si_xN_y）膜等。现有的TOPCon电池技术的工艺流程可归纳为：1.清洗制绒；2.硼扩散；3.刻蚀；4.硅片背面镀氧化硅膜和多晶硅层并掺杂处理；5.清洗刻蚀；6.硅片正面镀氧化铝膜和氮化硅膜；7.金属化等。

TOPCon对硅片背面镀膜工艺通常采用以下技术：1、利用LPCVD设备镀氧化硅膜+多晶硅层，并对多晶硅层掺杂处理。2、利用LPCVD设备镀氧化硅膜+多晶硅层，利用扩散掺杂工艺对多晶硅层掺杂处理。3、利用LPCVD设备镀氧化硅膜+多晶硅层，利用离子注入工艺对多晶硅层掺杂处理。由于LPCVD（Low Pressure Chemical Vapor Deposition，低压力化学气相沉积）在工作时会同时对硅片的背面和正面进行沉积，在完成对背面镀膜后，需要对硅片正面和侧面进行清洗刻蚀，去除硅片正面的沉积层，使硅片的正面保持洁净，之后再对硅片的正面用PECVD（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，等离子体增强化学气相沉积）或其他设备进行镀膜。现有技术利用LPCVD进行镀膜时对硅片的正面是“先镀后洗再镀”，这样工序繁琐，费时费力，生产成本高，生产效率低。如果在清洗刻蚀中出现偏差，会导致硅片的成品率下降。

TOPCon对硅片正面镀膜工艺通常采用以下技术：ALD+管式PECVD或者二合一管式PECVD。其中，ALD（Atomic Layer Deposition，原子层沉积）用于氧化铝的原子层沉积，管式PECVD用于氮化硅、氧化硅等的等离子体增强化学气相沉积，二合一管式PECVD可以在同一反应腔内对硅片表面镀氧化铝和氮化硅膜（或其他钝化薄膜）。“管式PECVD”是指采用石英管或其他材料作为沉积腔室，使用电阻炉作为加热体，将一个可以放置多片硅片的石墨舟插进石英管中进行沉积，硅片在沉积腔室中不移动的一种PECVD设备。

现有技术采用ALD+管式PECVD设备时硅片需要在不同设备之间转移，造成生产工序繁琐、生产效率低、人工劳动量大、设备占用场地大，而且，在移动硅片的过程中容易造成硅片破损，降低成品率。采用二合一管式PECVD时通过等离子体增强化学气相沉积（PECVD方式）对硅片镀氧化铝膜，氧化铝膜的厚度控制难度高，对工艺要求高且生产效率低，无法达到ALD中实现氧化铝一层一层的效果。

实用新型内容