非晶硅薄膜太阳能电池的制备工艺流程

1、百度文库.让年个人平等地提升白我非晶硅薄膜太阳能电池的制备工艺流程清洗是玻璃镀膜必备的一道工序，因为玻璃基片的清洁度会直接影响沉积 的薄膜的均匀性和粘附力,基片上的任何微粒、油污和杂质都会很大程度上降 低薄膜的附着力.玻璃清洗机是玻琪在真空镀膜、热弯、钢化、中空合片等深 加工工艺前对玻璃表面迸行清洁、干燥处理的设备。实验所采用的破璃为普通 浮法玻璃。玻璃尺寸为700mmx550mm。玻满清洗机主要由传动系统、刷洗、清水冲洗、纯水冲洗、冷、热风干、 电控系统等组成。本文实验中使用HKDTY1200清洗机清洗镀膜前的玻璃基片. 背板玻藉清洗机工艺流程为；入料一风切1 一盘刷洗一洗剂滚刷洗一风切2-

2、DI水滚刷洗一风切3 一存压 喷淋洗一BJ清洗一喷淋洗1 一喷淋洗2-DI水洗一风刀干燥一除静电一出料玻璃清洗后经检验光源检测，确认玻璃表面没有明显微观缺陷和可见污染 物后方可进入镀膜阶段。21.2玻璃基片的加热为了提高非晶硅太阳能电池的生产效率，首先将清洗干净的玻璃基片装载 入沉积盒，沉积盒放入预热炉中加热。预热炉加热方式为热风循环式，加热温 度为200C300C,控温精度±3%,控制方式为P1D调节.2.1.3 AZ。膜的溅射设备实验采用与企业共同开发研制的非标大面枳基片磁控镀膜中试战,设备有 直流电源和中撅电源，靶材为平面靶材，靶材与基片间的距离为8cm,基片放置 于基片架上，

3、在传动机构的带动下往返运动.设备设计加工尺寸为宽5somm, 长700mm的平面玻璃基板材料，采用夹心式加热管加热方式.有均匀的布气方 式和稳定的抽气速度。百度文库-让每个人平等地提升自我制备AZO薄膜之前，使用中频反应激射沉积钠离子阻挡层，使用的 Si靶纯度为99.999%, Ar气纯度为9999%,本底真空高于2xlOTPa。之后使用 直流磁控溅射沉积AZO薄膜，采用氧化锌掺铝陶瓷靶材，溅射气体及本底真空 与隔离层一致.实验中制备的电池组件需要激光刻划来完成电池的集成。AZO 薄膜沉积之后，使用波长为355nm的激光刻划AZO薄膜。2.1.4 Si膜的PECVD设备及电池的集成PECVD设

4、备是非晶硅太阳能电池生产线的关键设备,完成a-Si:H膜的沉积。 本设备为多片式中试线设备，主要由反应室、片盒、真空系统，电控系统，水 路，气路，机架等组成，加热采用板式加热器室外烘烤方式，沉积室内部最高 能达到300C,设备电源有两种：一为AE射频(RF)电源，频率为13.56MHz, 最大功率为L2KW；二为AE甚高频(VHF)电源，频率为40.68MHz。设备的 极限真空可以达到I 乂沉积用的气体由供气系统提供，柜内气体种类有硅烷出)、磷烷(P%)、乙硼烷(B2H6)、氢气便加、辄气(Ar)、氯气32)。设 需配备有尾气处理系统，用于处理被抽出的易燃、易爆及腐蚀性工艺气体。此 非晶硅薄膜

5、太阳能电池中试设备用于生产700mmX 550mm的大面积玻璃基非晶 硅太阳能电池组件。1、检查压缩空气、冷却水、设备电源是否正常，将预热好的沉积盒推入沉积室 内，锁闭炉门。2、开维持泵，开底抽管道插板阀，待破完管道真空后关低抽管路充气阀，开底 抽管道插板阀，开滑阀泵，待真空室内压力低于5MPa以下时，关旁路预抽悯， 开低抽高阀,开罗茨泵，抽1E力至IPa以下，此时若分子泵前级压力低于IPa。 开分子泵，当分子泵转速到达最高转速时(31080),关底抽管道插板阀，开分 子泵前级阀，开高抽阀，抽真空至本底真空，打开出气总阚，打开要做工艺气 体的出口阀，调节流量计度数，抽管路真空至本底真空。3打开

6、尾气处理系统。观察尾气处理系统水、气、负压是否正常，炉口、炉内、 水位有无报警，温度是否升到要求700C,加热裂解装置是否正常功能工作e 4、将干泵N?吹扫量调制85L,开干泵，开干泵前级阀.5、打开氧气、氢气、硅烷、磷烷气体瓶陶,确认后，开出气总佣,依次开配气 柜氢气出气阀，配气柜氮气进气阀，调节流量计读数至工艺所需参数。通Ar起 辉,打击极板10分钟，关闭射频电源,再依次通入氢气、睢烷、磷烷，调节用 阀设定压力（0-266）,调节至工艺所需压力.待压力稳定后，开射粉电源开关调 节至工艺所需功率查看辉光情况，稳定后.开始计时。6、沉积p层膜7、沉积到工艺所需时间后，关闭射频电源，迅速调小工艺

7、气体流量，用干泵抽 真空至O.lPa,关闭气体配气柜进气阀，开各工艺气体Na气吹扫阀，调节流量计 读数为0,开助吹到总阀，调节流量计读数，调节角阀设定压力lOPa,当压力 达到150Pa时，关闭吹扫总阀，调大角阀开度至260,抽压力至OPa,反匏吹 到5次。最后用分子泵抽至本底真空，关高抽阀，开干泵前级阀，8、打开氨气、氢气、健烷气体瓶阀，确认后，开出气总阀，依次开配气柜工艺 气体出气阀，配气柜工艺气体气阀，调节流毋计读数至工艺所需参数。通Ar起 辉，再依次通入工艺气体，调节角阀设定压力（0-266）,调节至工艺所需压力， 待压力稳定后，升射频电源开关调节至工艺所需功率杳看辉光情况，稳定后，

8、开始计时.9、沉积i层膜。10、沉积到工艺所需时间后，关闭射频电源.根据工艺情况调小硅烷斑，打开 磷烷瓶阀，确认后，依次打开磷烷出气阀，磷烷配气柜出气阀。璘烷配气柜进 气阀，调节流量计读数至工艺所需参数,调节角阀设定压力（a266）,调节至工 艺所需压力，待压力稳定后，升射频电源开关调节至工艺所而功率查看辉光情 况，稳定后，开始计时。11沉积n层膜。12、沉积到工艺所需时间后，关闭特气瓶阀，关闭射频电源.迅速调小工艺气 体流量，用干泵抽真空至O.lPa,关闭气体配气柜进气阀，开各工艺气体N2气吹 扫阀，调节流量计读数为0,开M吹到总阀，调节流量计读数，调节角阀设定 压力IOPa,当压力达到15

9、0Pa时，关闭吹扫总阀，调大角阀开度至260,抽压 力至O.lPa,反复吹到5次，关干泵前级阀，最后用分子泵抽至本地真空。关高 抽阀。13查看氨气瓶氨气剩余量。开氮气减压阀前进气阀，开制气减压阀，开电脑上 氨气破真空阀，氮G破真空.a-Si-H沉积完成后，需将沉积盒及基片放入冷却炉内逐步冷却，以稳定沉枳 层晶形结构。降温速度可控。2小时内温度可降至50七以下。冷却至室温后使 用波长为532nm的激光刻划Si薄膜。2.1.5 非晶硅薄膜太阳能电池的后期处理将完成激光刻划的基片放入磁控溅射中沉积背电极铝膜，使用的AI靶材纯 度为99.999%。镀晶的目的是形成电池的背电极，它既是各单体电池的负极，

10、乂 是各子电池串联的导电通道，它还能反射透过左Si膜层的部分光线，以增加太 阳能电池对光的吸收-背电极沉积之后，使用532nm的激光完成电池的集成： 之后使用1064nm的激光完成电池的清边绝缘。激光扫边后，将电池芯板置于热老化炉内，进行11(TC/12h热老化，热老化 的目的是使铝膜与非晶硅层结合得更加紧密，减小串联电阻，消除由于工作温 度高所引起的电性能热衰减现象。最后将电池芯板封装。2.2薄膜性能和电池组件性能表征方法2. 2.1薄膜厚度测试采用 KLA-Tencor Coqx)ration 生产的 Alpha-Step IQ Surface Profiler 来测试沉 积薄膜的厚度&a

11、mp; Alpha-SRcp IQ Profiler是高分辨率的表面轮廓仪，可以用来消试 样品的表面粗糙度、台阶高度，高度测试范围为lOnmYOOgnb测试耕度为0.24 A薄膜样品制成台阶，后经Alpha-Si叩Q Profiler测试表面轮廓，软件分析得 出薄膜的厚度。2. 2. 2薄膜光学性能的测试采用日本岛津的(UV-Vis-NIR3600)紫外可见分光光度计测试薄膜样品的 透过率，扫描波长范围为200-3200nm,从而分析不同工艺参数对薄膜透过率及 其光电性能的影响。采用英国nkd-System Spectrephogmetg型号为nkd700QW),仪器的扫描波 长范围为350n

12、m1100nm.光谱的分辨率为1皿。仪器的精度为r膜庠1%,折 射系数0.01 %,消光系数O%。通过nkd-System Spectrophotometer测试由Si薄 膜的透射谱.然后拟合出薄膜厚度、消光系数，并由此计算出薄膜的吸收系数 与光学带宽等光学参数。2. 2 3藻膜微观结构的测试采用Philips公司制造的Panaljtical XTcrt PRO型衍射仪测试沉积的薄膜微 观结构以及薄膜的结晶取向。采用MPSS多功能样品台和PW3050/60型号灯管。 工作电压40KV,电流40mA；步进扫描，步长0.04。；扫描范围20。70。（26）； 采用Cu靶Ka箍射口=0.l54060

13、nm>。采用英国Rcnishaw公司制造的RM-IQOC型拉登光谱仪测试薄膜微观结构。 测试选用514nm激光作为激发光源，激光强度为20mw/cm）测试波段范围为 lOOcmlSOQcm-由拉曼光谱探讨薄膜区域内的结晶状况。2. 2. 4薄膜表面形貌的观察采用3000倍的光学显微镜观察薄膜的表面形貌.采用的显微镜为 KEYENCE公司的VHX600K型数码显微镜。VHX-600K型主控制系统，利用 光学成像的原理，对材料表面进行一维和三维实时动态显微观察，显微镜的最 大放大倍数为5000倍。采用JSM5610LV型扫描电镜硅薄膜样品进行表面形貌分析和断面测试，为 了防止测试时样品表面电荷积累，在试样上喷箱处理。使用断面图像测试薄腴 的厚度，并跟台阶仪测试的结果进行对比.2. 2. 5薄膜电学性能的测试采用广州半导体材料所设计生产的SDY5型四探针测试仪测试非晶硅薄膜 的方块电阻（量程为0.272000。口），最后由电导率的计算公式，得出薄膜的电 导率。采用英国Accent Optical的HL55OOPC型霍耳效应测试仪。通过该测试仪可 以测得薄膜样品