[发明专利]量产型高效光伏电池三合一镀膜设备

说明书

本发明公开了量产型高效光伏电池三合一镀膜设备，涉及TOPcon电池背面钝化领域，光伏企业的TOPCON电池选用的钝化膜结构为Al2O3/SiNx双层膜或SiO2/Al2O3/SiNx三层膜结构，上述三层膜结构通常需要三台以上设备来制作，本发明通过一个镀膜设备就可完成上述镀膜，设计有炉管，炉管两端安装有法兰，所有气体均通过法兰上的进气孔进入石英管内,并且密封石英管内与外界,有冷却水可在法兰内部流通,给法兰降温,避免橡胶密封圈融化，所述法兰四周均匀分布进气孔，保证气源通入均匀。使镀膜工艺更简单，降低了生产成本，镀膜过程不用多次周转，减少污染风险工艺稳定性更高，缩短了氧化时间，极大的提升了产能。

技术领域

本发明涉及TOPcon电池背面钝化领域，尤其涉及量产型高效光伏电池三合一镀膜设备。

背景技术

光伏发电技术作为环保新能源技术近年发展十分迅速，其中尤以晶硅电池技术最为成熟市场占有率最高。传统结构的晶硅电池效率已基本没有提升空间，急需开发新结构的更高效率的晶硅电池，目前比较有潜力且工艺可行性最高的为N型TOPCON电池，相较于常规铝背场电池和目前的PERC电池TOPCON电池效率可以提高1%以上，且只需在原有产线基础上增加部分设备即可。对于高效电池来说，晶硅片的表面钝化要求极高，所谓钝化是指通过在晶硅表面沉积一层薄膜，通过和表面硅悬挂键呈键以及薄膜内富含固定电荷形成内建电场的方式减少光生载流子在表面复合。常规电池钝化膜普遍采用的为氮化硅膜，目前各光伏企业的TOPCON电池选用的钝化膜结构为Al2O3/SiNx双层膜或SiO2/Al2O3/SiNx三层膜结构，其中SiO2和硅晶格匹配性更高化学钝化效果更好，Al2O3富含高浓度负电荷具有很好的场效应物理钝化效果，最外层SiNx膜兼具增加光线吸收和表面保护作用。其中SiO2/Al2O3/SiNx三层膜钝化效果更好电池效率也更高，但是目前制备三层膜的工艺较复杂，需要两种以上的设备才能完成，包括热氧化炉和Al2O3/SiNx二合一镀膜设备，这样大大增加了设备投入成本，硅片周转过程中的污染风险，以及热氧化工艺时间太长导致的产能较低问题。

主要是存在下述三点问题：

1.三层膜需要两台以上设备才能完成，主设备以及上下料端设备投入高；

2.增加了硅片周转途中污染风险，工艺稳定性低；

3.工艺流程复杂，工艺时间较长产能低。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，提出了一种量产型量产型高效光伏电池三合一镀膜设备，通过法兰结构设计与石英管的配合，实现包括O3/H2O蒸气快速热氧化沉积第一层SiO2膜，PEALD沉积Al2O3和最后一步PECVD沉积SiNx均在同一个石英管内完成。通过湿臭氧热氧化制备第一层氧化硅薄膜能够加快氧化硅生长速率，避免后续二层氧化铝膜沉积过程中等离子体轰击导致的硅片表面损伤，增强了钝化效果，所述三合一镀膜设备极大提升了产能，降低了生产成本，提升了电池效率。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

量产型高效光伏电池三合一镀膜设备，包括有炉管结构、特气源系统、温控系统、所述炉管结构包括有石英管、法兰、固定板、炉门，所述石英管两端皆依次安装有固定板、法兰、炉门，所述法兰四周开设有若干进气孔，所述进气孔与石英管内部连通。

进一步的技术方案，所述法兰在圆周方向上还设有冷却水进口、冷却水出口，所述冷却水进口通过冷却水环形通道与冷却水出口连通。

进一步的技术方案，所述冷却水环形通道设置在法兰内部，通过冷却水进口通入冷水流经冷却水环形通道后经冷却水出口流出，便于给法兰降温,避免法兰橡胶密封圈融化。

进一步的技术方案，所述石英管四周均匀排布有加温装置，所述加温装置通过温控系统控制。