專利名稱：一種帶有內(nèi)加熱器的pecvd系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種大面積、高速沉積硅基薄膜的真空鍍膜裝置，特別涉及一種帶有內(nèi)加熱器的PECVD系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
圍繞提高光電轉(zhuǎn)換效率和降低生產(chǎn)成本兩大目標的各種新型太陽能電池的研究工作，一直在各發(fā)達國家及一些發(fā)展中國家積極進行。太陽電池薄膜化是降低成本的主要發(fā)展方向，因此薄膜太陽能電池(非晶硅、非晶硅/微晶硅疊層電池等)成為全球新型太陽能電池研究開發(fā)的一大熱點。另外薄膜電池如何將新技術(shù)的突破和大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化結(jié)合，生產(chǎn)設(shè)備是制約薄膜電池發(fā)展的關(guān)鍵?，F(xiàn)代的薄膜制備工藝，尤其是不斷創(chuàng)新的PECVD技術(shù)對設(shè)備的性能提出很高的要求。因此，先進的真空薄膜沉積設(shè)備構(gòu)成了整個薄膜材料和器件技術(shù)的重要環(huán)節(jié)。
一般整套硅薄膜電池生產(chǎn)線包括超聲清洗設(shè)備、等離子體增強化學氣相沉積系統(tǒng)(PECVD系統(tǒng))、磁控濺射鍍鋁設(shè)備、激光刻劃機、電池測試系統(tǒng)、烘烤系統(tǒng)和其他輔助設(shè)備。其中PECVD系統(tǒng)為硅薄膜電池生產(chǎn)線的核心設(shè)備，制約著整條生產(chǎn)線的性能，PECVD系統(tǒng)即等離子體增強化學氣相沉積系統(tǒng)，PECVD技術(shù)的原理是利用低溫等離子體作能量源，樣品置于低壓下射頻放電的電極上，通入的工藝氣體，在射頻放電后形成等離子體，等離子體中含有大量高能電子，它們可以提供化學氣相沉積過程所需的激活能。電子與氣相分子的碰撞可以促進工藝氣體分子的分解、化合、激發(fā)和電離過程，生成活性很高的各種化學基團，這些化學基團再經(jīng)一系列反應(yīng)，在樣品表面形成固態(tài)薄膜。
硅基薄膜太陽電池是利用PECVD法在具有透明導電膜(TCO)的玻璃基板(玻璃基片)上沉積p-i-n、p-i-n/p-i-n或者p-i-n/p-i-n/p-i-n結(jié)構(gòu)的硅基薄膜光電轉(zhuǎn)換層，然后制作背電極而成。在薄膜太陽能電池整個生產(chǎn)制造過程中，硅基薄膜沉積至關(guān)重要，其中的硅基材料可以是非晶硅、納米硅、微晶硅、多晶硅以及非晶鍺硅等硅合金材料等。薄膜電池中光電轉(zhuǎn)換層中每層膜的厚度只有十幾 幾百納米，膜沉積的好壞將直接關(guān)系到太陽能電池的電性能及外觀質(zhì)量，它的沉積過程除與工藝參數(shù)如溫度、壓力、流量、功率、工作氣體配比等因素有關(guān)系外，還與PECVD系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)有關(guān)。
傳統(tǒng)的硅基薄膜太陽電池制造的PECVD系統(tǒng)采用了單片沉積的電容耦合式PECVD系統(tǒng)、具有多個線形相互耦合的鍍膜室的內(nèi)嵌(inline) PECVD系統(tǒng)，或者多個環(huán)繞轉(zhuǎn)移室的 反應(yīng)室的多室簇型PECVD系統(tǒng)(cluster)。單片沉積的電容耦合式PECVD系統(tǒng)中，激發(fā)電極 和接地電極只有一對，被用于鍍膜的基板一般放置于接地電極上，接地電極的背面有一加熱 器，給基板提供一預定溫度，激發(fā)電極上鑿有適當密度的孔穴，工藝氣休通過這些孔穴進入 放電區(qū)，所以激發(fā)電極上不能放置基板，這種PECVD系統(tǒng)的生產(chǎn)力受到嚴重的限制。在具 有稍大生產(chǎn)能力的內(nèi)嵌系統(tǒng)中，形成硅薄膜的基板必須不斷從一個反應(yīng)室移動到另一個反應(yīng) 室來執(zhí)行F—道工序，這意味著如果一個反應(yīng)室出現(xiàn)故障，那么整個系統(tǒng)必須停止工作，這 種相互依賴性嚴重制約了它的穩(wěn)定性和生產(chǎn)能力。同時對于簇型PECVD設(shè)備，基板是通過 中轉(zhuǎn)室移進或移出周圍的鍍膜室，每個鍍膜室和中轉(zhuǎn)室之間由活動門連接，使單個鍍膜室處 于密封狀態(tài)，其中一個鍍膜室出現(xiàn)故障，不會影響到其它鍍膜室，克服了上述內(nèi)嵌系統(tǒng)的缺 點，但是由幾個鍍膜室組成的簇型PECVD設(shè)備極其復雜并且昂貴，由于快捷可靠的運行對 其機械精確度要求極高，另外由于空間有限，只有少量鍍膜室能與中轉(zhuǎn)室連接，這意味著無 法通過增加鍍膜室來增加生產(chǎn)量。因此上述PECVD系統(tǒng)不適合用于大型基板鍍膜，特別是 硅基薄膜太陽電池的低成本高產(chǎn)量的生產(chǎn)。
最早用于工業(yè)化生產(chǎn)硅基薄膜太陽電池的PECVD系統(tǒng)是美國Chronar公司設(shè)計的內(nèi)聯(lián)式 非晶硅太陽能電池的PECVD系統(tǒng)，見圖1，整個PECVD系統(tǒng)有6個真空室1-1，真空室外 置加熱器l-2，每個真空室裝l個可移式等離子箱l-3，可移式等離子箱采用單激發(fā)電極l-4， 每個可移式等離子箱裝4片基板1-5，即生產(chǎn)線一批次沉積24片基板。基板的面積是 305x915mm (12"x36")。它的不足之處為采用六個真空室，真空室多，整個真空系統(tǒng)復雜； 6個分立可移式等離子箱，所以裝卸過程往往是費時的、繁瑣的，效率低；每批所裝的基板
少，只有24片，且基板的面積小(305x915 mm)，所以產(chǎn)量低。
針對上述問題，上世紀八十年代，美國APS和EPV公司在美國Chrona公司的六個真空 室、單激發(fā)電極的設(shè)備基礎(chǔ)上進行了改進，采用單真空室2-l，真空室2-l裝一個可移式等離 子箱2-2，每個可移式等離子箱內(nèi)置12個激發(fā)電極2-3，可裝12x4=48片基板2-4,即生產(chǎn)線 一批次沉積48片基板，基板的面積為635xl245mm、 760xl250mm，見圖2。該系統(tǒng)相對于 Chrona公司的系統(tǒng)相比，簡化了設(shè)備，優(yōu)化了真空系統(tǒng)，產(chǎn)量也相應(yīng)增大，并降低了生產(chǎn)成 本，更適合大面積高速的基于硅基薄膜的太陽能電池的生產(chǎn)，但仍然存在下述問題
一方面，由于這樣的可移動式等離子箱體積很大，而所有的PECVD系統(tǒng)采用的加熱方 式為外加熱方式，即加熱管緊靠真空室壁面的外側(cè)，所以靠近四周壁面的溫度高，可移式等 離子箱中間的溫度相對較低，而在薄膜沉積的PECVD系統(tǒng)的真空環(huán)境中不可能用傳統(tǒng)的方法通過鼓風機來解決上述問題。因此大型可移式等離子箱中溫度的分布很難達到理想的均勻 度，由于溫度不均勻性導致基板之間以及同一基板不同位置所沉積膜的厚度不均勻性十分明 顯，這對硅薄膜材料的物理及電學參數(shù)影響很大，進一步影響太陽能電池的電性能及外觀質(zhì)
另一方面，可移式等離子箱多采用的是12個激發(fā)電極并聯(lián)?？梢剖降入x子箱中電極的大 小略高于基板的大小，例如要制備635xl245mm的硅薄膜太陽電池，電極的大小一般大于 650xl270mm。可移式等離子箱主要使用不銹鋼材料，這樣一個可移式等離子箱的重量可達到 500Kg以上，由于自身過重，對于非自動連續(xù)生產(chǎn)，要靠手動操作，這使得可移式等離子箱 在移進、移出時工人操作不方便、并存在安全隱患。
鑒于上述PECVD系統(tǒng)存在的問題，我們在單個真空室內(nèi)，加上數(shù)個內(nèi)加熱器，厚度為 10 30mm，將單真空室內(nèi)腔變1為2或3個，但仍為同一集成真空室， 一個真空室內(nèi)腔裝一 個可移式等離子箱，所以整個真空室可裝2個或3個可移式等離子箱，而l個可移式等離子 箱可以裝5 10個電極，即每1個可移式等離子箱可裝20~40片基片，那么如裝兩個等離子箱， 整個真空室一次可裝40~80片基片，如裝3個等離子箱，整個真空室一次可裝60~120片基片。 專門為低成本硅基薄膜太陽電池的可靠高質(zhì)量生產(chǎn)而設(shè)計的新型PECVD系統(tǒng)實現(xiàn)了大面積、 高產(chǎn)量、高質(zhì)量、降低了生產(chǎn)成本。

實用新型內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本實用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)緊湊，易操作， 工作穩(wěn)定，效率、質(zhì)量高的可用于生產(chǎn)大面積硅基薄膜太陽能電池制作的帶有內(nèi)加熱 器的PECVD系統(tǒng)。
為此，本實用新型提供了一種帶有內(nèi)加熱器的PECVD系統(tǒng)，包括帶有進、出氣口 的真空室和置于真空室內(nèi)用于鍍膜的可移式等離子箱，所述真空室的外周四壁上設(shè)有用于給 真空室整體進行加熱的加熱板，其特征在于該系統(tǒng)中的可移式等離子箱至少為兩個，各可 移式等離子箱平行排列于真空室內(nèi)，各可移式等離子箱之間設(shè)有用于使真空室內(nèi)均勻受熱的 內(nèi)加熱器。
其中，所述真空室內(nèi)底部設(shè)有軌道，所述可移式等離子箱底部裝有滑輪，可移式等離子 箱由滑輪承載并沿軌道移動。
其中，所述內(nèi)加熱器包括兩個輻射板和夾在輻射板之間的加熱管，所述兩個輻射板通過 支撐部件與真空室內(nèi)上、下端固接，所述加熱管的端部穿過法蘭予以固定。其中，所述支撐部件由卡槽和支柱組成，所述兩個輻射板卡接在卡槽中，支柱與真空室 內(nèi)上、下端固接；所述法蘭的外周沿處套接有密封圈。
其中，所述內(nèi)加熱器與可移式等離子箱的間距為5-12cm。
其中，所述可移式等離子箱內(nèi)安裝有電極即交替放置的激發(fā)電極和接地電極，所述最 外側(cè)的兩個接地電極作為側(cè)板、其內(nèi)側(cè)承載一個基板，除了側(cè)板以外的其余電極均各承載兩 個基板，各相鄰的電極之間形成放電區(qū)，所述激發(fā)電極與所述可移式等離子箱的其他部位絕 緣，每個激發(fā)電極均獨立的由一電源和功率匹配器供能，所述電極的頂部設(shè)有一公共的噴淋 板、底部設(shè)有一公共的不銹鋼板，噴淋板和不銹鋼板上設(shè)有孔穴，所述噴淋板的頂部設(shè)有一 蓋板，蓋板上設(shè)有與真空室上端進氣口相連通的入氣口，所述可移式等離子箱的底部裝有滑 輪。
其中，所述激發(fā)電極的個數(shù)為N個，所述接地電極的個數(shù)為N+1個，其中N為整數(shù)且 5粥10。
其中，所述電源采用外置的射頻電源，電源與激發(fā)電極的邊緣通過屏蔽電纜連接。 其中，所述孔穴的孔徑<D為1 4mm，孔距d為10 30mm。
其中，所述基板面積為(381 1243) x (915 1778) mm，即基板寬度為381 1243 mm、 長度為915 1778mrn。
本實用新型的有益效果在于
1、 本實用新型的PECVD系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單緊湊，裝片、卸片、進爐、出爐易于操作，更提 高了產(chǎn)量和產(chǎn)品的質(zhì)量；
2、 本實用新型采用獨立的可移式等離子箱，避免相互之間的影響；
3、 本實用新型采用1個真空室，真空室可根據(jù)需要裝設(shè)多個可移式等離子箱，各相鄰的 等離子箱之間分別設(shè)有一個內(nèi)加熱器，本實用新型的PECVD系統(tǒng)通過對結(jié)構(gòu)上的改進提高 了單室一次沉積的產(chǎn)品的數(shù)量，大大提高了單室沉積系統(tǒng)的產(chǎn)量，并保證整個系統(tǒng)中溫度分 布的均勻性，使真空室內(nèi)的大面積產(chǎn)品獲得高度均勻的加熱，從而提高了整個系統(tǒng)的性能。
4、 本實用新型在每兩個可移式等離子箱之間采用一內(nèi)加熱器，有利于保持可移式等離子 箱內(nèi)部極板的溫度，使玻璃基板的溫度更恒定均勻，從而達到大面積鍍膜的均勻性，更提高 了整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性；


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中Chronar公司的Six-pack系統(tǒng)示意圖，其中，l-l-真空室；1-2-加熱器；l-3-可移式等離子箱；1-4-激發(fā)電極；l-5-基板
圖2為現(xiàn)有技術(shù)中EPV公司的一次沉積48片基板的PECVD系統(tǒng)的示意圖，其中，2-1-真空室；2-2-可移式等離子箱；2-3-激發(fā)電極；2-4-基板；
圖3a為本發(fā)明所述PEVCD系統(tǒng)實施例1的內(nèi)部示意圖(即采用兩個可移式等離子箱、 每個可移式等離子箱裝6個激發(fā)電極的PECVD系統(tǒng)的內(nèi)部示意圖)；
圖3b為本發(fā)明所述PEVCD系統(tǒng)實施例2的內(nèi)部示意圖(即采用兩個可移式等離子箱、 每個可移式等離子箱裝8個激發(fā)電極的PECVD系統(tǒng)的內(nèi)部示意圖)；
圖3c為本發(fā)明所述PEVCD系統(tǒng)實施例3的內(nèi)部示意圖(即采用三個可移式等離了箱、 每個可移式等離子箱裝6個激發(fā)電極的PECVD系統(tǒng)的內(nèi)部示意圖)；
圖4為本實用新型所述PECVD系統(tǒng)中內(nèi)加熱器的分解示意其中l(wèi)-真空室；2-可移式等離子箱；3-內(nèi)加熱器；4-激發(fā)電極；5-加熱板；6-進氣系統(tǒng)； 7-出氣口； 8-電源；9-輻射板；10-加熱管；ll-支撐部件；lla-卡槽，llb-支柱，12-法蘭；13-接地電極；14-基板；15-電纜；16-噴淋板；17-蓋板；18-孔穴；19-不銹鋼板；20-進氣口 ； 21-
波紋管；22-入氣口； 23-絕緣塊；24-滑輪；25-放電區(qū)；26-軌道，27-抽氣系統(tǒng)。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的帶有內(nèi)加熱器的PECVD系統(tǒng)作進一步闡述。
實施例1
本實用新型的PECVD系統(tǒng)采用計算機控制，如圖3a所示，該PECVD系統(tǒng)采用單個真 空室，所述真空室1為長方形不銹鋼外殼體，其上端設(shè)有進氣口 20、下端設(shè)有出氣口 7，真 空室的外周四壁上附有加熱板5，以采用現(xiàn)有技術(shù)公知的電加熱板為佳，所述加熱板5通過 機械緊固機構(gòu)(例如鉚釘或螺絲)與真空室的外周四壁緊密接觸，以獲得對真空室壁面的有 效熱傳遞，進而對真空室內(nèi)的可移式等離子箱2進行均勻加熱。所述進氣口20用于和進氣系 統(tǒng)6連通以便向等離子箱中輸入工作氣體，所述出氣口 7用于和抽氣系統(tǒng)27連通以便將真空 室內(nèi)反應(yīng)后的工作氣體抽走，所述進氣系統(tǒng)6和抽氣系統(tǒng)27均采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的 現(xiàn)有技術(shù)。
真空室內(nèi)平行放置有兩個可移式等離子箱2，每個可移式等離子箱2的底部設(shè)有六個滑 輪24，在真空室底部裝有數(shù)個平行排列的軌道26，可移式等離子箱便由滑輪24承載沿軌道 26推進真空室內(nèi)。每個可移式等離子箱中交替安裝有六個激發(fā)電極4和七個接地電極13，其 中最外側(cè)的兩個接地電極作為等離子箱的側(cè)板、其內(nèi)側(cè)承載一個基板，除了側(cè)板以外的其余電極均各承載兩個基板14，所以該例中的每個等離子箱中的電極可以承載24片基板，整個 系統(tǒng)可以裝48片基板，電極的大部分被基板覆蓋，本例的基板面積635x1245 mm。每個激發(fā) 電極均獨立的由一個射頻電源8供能，屏蔽電纜15牢固的連接在激發(fā)電極的邊緣上，另一端 與外部配套的帶有功率匹配器的射頻電源相連，這種單獨供電結(jié)構(gòu)使激發(fā)電極之間具有容錯 性即一個電路出現(xiàn)問題(例如短路或斷路)影響射頻放電時，可移式等離子箱中其它電路 仍能繼續(xù)工作。各相鄰電極之間形成放電區(qū)25，電極的頂部裝有一個帶有孔穴18的公共噴 淋板16，噴淋板16的頂部裝有一蓋板17，噴淋板16和蓋板17組成半封閉的容器并通過蓋 板17上設(shè)置的入氣口 22與真空室上端的進氣口 20通過波紋管21相連通，電極的底部即等 離子箱的底部裝有一帶有孔穴18的公共不銹鋼板19，通過進氣系統(tǒng)充入的混合氣體經(jīng)波紋 管21引入可移式等離子箱中，從噴淋板上諸多孔穴18流下來，沿著放電區(qū)25流動，反應(yīng)后 的氣體經(jīng)過不銹鋼板19上的諸多孔穴18，流到可移式等離子箱和真空室內(nèi)壁的空間中，并 通過出氣口 7由抽氣系統(tǒng)27排出真空室。激發(fā)電極與噴淋板16和不銹鋼板19之間均安裝有 聚酯絕緣快23以實現(xiàn)激發(fā)電極與可移式等離子箱2之間的絕緣。
本實用新型的關(guān)鍵是應(yīng)用了一個放置于真空室中任兩個可移式等離子箱中間的內(nèi)加熱器 3，其與真空室外部加熱板5共同實現(xiàn)對真空室內(nèi)的均勻加熱。本例中在兩個可移式等離子箱 2的中間安裝一內(nèi)加熱器3，其尺寸為1500X950X20mm，加熱功率3000瓦，所述等離子箱 2和內(nèi)加熱器3均垂直于真空室底部放置。
如圖4所示，所述內(nèi)加熱器3主要由兩個輻射板9、位于輻射板之間的U型加熱管10及 支撐部件11構(gòu)成，所述支撐部件11由卡槽lla和支柱lib組成，兩個輻射板卡接在卡槽中， 支柱與真空室的內(nèi)部上、下端固接。U型加熱管10通過圓形不銹鋼法蘭達到固定，法蘭的外 周沿處套設(shè)有密封圈12，通過法蘭和密封圈的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了U型加熱管與真空室外部供電裝置 (220V)的連接，U型加熱管10的功率為3000W,通過熱輻射對兩邊加熱體進行均勻加熱， 并使真空室內(nèi)的大面積樣品獲得高度均勻的加熱。內(nèi)加熱器與可移式等離子箱的距離要適中， 不能太遠或太近，太遠必將影響真空室的利用率和加熱裝置的熱利用律，距離一般在5~12cm 范圍內(nèi)，最好為8cm或者9cm。這種加熱方式使得單室中通過增加可移式等離子箱個數(shù)進而 增加基片數(shù)量的情況下，不影響整個真空室溫度分布的均勻性和成膜質(zhì)量。內(nèi)加熱器的使用 實現(xiàn)了高產(chǎn)量、低設(shè)備成本的生產(chǎn)，降低了溫度分布的不均勻性又提高了硅基薄膜器件的質(zhì)
下面對本實用新型的PECVD系統(tǒng)的操作過程說明如下
第一步，激光刻化后的鍍有二氧化錫膜的玻璃基板，經(jīng)超聲清洗干燥后，裝入可移式等 9離子箱中，由輸運車推入預熱爐預熱，用于沉積PIN薄膜前預熱玻璃基板，預熱爐烘烤溫度 可調(diào)，PID溫控調(diào)節(jié)，預熱溫度一般設(shè)置為160~260°C。
第二步，將預熱到指定溫度的兩個可移式等離子箱2，由輸運車傳送到PECVD系統(tǒng)的不 銹鋼真空室1前，可移式等離子箱便由滑輪24承載沿軌道26推進真空室。將激發(fā)電極4和 屏蔽電纜15連接好，將可移式等離子箱上端的入氣口 22通過軟的波紋管21的快速插頭和真 空室上端的進氣口 20相連，關(guān)閉真空室的密閉門，擰緊密封手輪。利用抽氣系統(tǒng)27進行抽 氣，直到所有管路和真空室達到一定的真空度，同時，真空室外部加熱板5和內(nèi)加熱器3同 時工作，真空室各區(qū)域包括可移式等離子箱在很短時間內(nèi)將升到預定的加熱溫度， 一般為 150~250°C。
第三部，在等離子箱中通過沉積處理以形成太陽能電池的P、 I及N光電層。首先利用進 氣系統(tǒng)6將混合氣體通入等離子箱內(nèi)，混合氣體在放電區(qū)25分解。沉積PIN層前，首先通入 氬氣并放電，氬氣放電的目的主要有兩個， 一是對真空室進行清洗，特別是對玻璃基板，二 是對玻璃基板的等離子轟擊使其表面形成活性層，有利于硅基薄膜沉積在上面。然后依次通 入制備P層、I層、N層的工藝氣體，在玻璃基板上依次沉積P、 I、 N層，在每層沉積后， 均用Ar氣對真空室進行多次清洗，借以防止殘留摻雜劑的交叉污染。
第四步，在完成一個P、 I、 N光電層之后，如果有需要，可再進行一次或兩次PIN層的 沉積，分別形成雙結(jié)或三節(jié)疊層硅基薄膜太陽電池，此時第二或第三個結(jié)的本征層可做成 a-Si、 a-SiGe、 n c-Si、 poly-Si、 nc-Si等，擴大硅基薄膜太陽電池的光譜吸收范圍，提高電池 轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性。第二或第三結(jié)所用工藝氣體和工藝參數(shù)根據(jù)需要而改變，沉積時重復第 三歩操作。
第五步，鍍完膜后，再次用進氣系統(tǒng)對真空室內(nèi)充入Ar氣進行多次沖洗，然后再沖入氮 氣N2至一個大氣壓，開啟真空室的密封門，用輸送車將在軌道上放置的兩個可移式等離子箱 從真空室取出，自然冷卻到室溫，進入下一道工序。同時新預熱好的下一批基板進入真空室 重復執(zhí)行以上操作過程。 實施例2
本例所述的PECVD系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和操作過程基本同實施例1 ，唯有不同的在于 如圖3b所示，本例所述的PECVD系統(tǒng)采用單個真空室，真空室中平行放置兩個可移式 等離子箱，每個可移式等離子箱有8個激發(fā)電極，可以承載32片基板，整個系統(tǒng)可以裝64 片基板，基板面積381 X 1270mm，兩個可移式等離子箱的中間有一個內(nèi)加熱器，加熱裝置的 尺寸為1500X760X20mm，加熱功率3000瓦。實施例3
本例所述的PECVD系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和操作過程基本同實施例1,唯有不同的在于 如圖3c所示，本例所述的PECVD系統(tǒng)采用單個真空室，真空室中平行放置三個可移式 等離子箱，每個可移式等離子箱裝6個激發(fā)電極，可以承載24片基板，整個系統(tǒng)可以裝72 片基板，基板面積635X1245mm，任兩個可移式等離子箱的中間有一個內(nèi)加熱器，整個系統(tǒng) 中共兩個加熱器，加熱器的尺寸為1500X950X20mm，每個加熱裝置的加熱功率3000瓦。
本實用新型的涉及到一個單室、多個可移式等離子箱并利用內(nèi)加熱器的PECVD系統(tǒng)， 可以提高單室產(chǎn)量、降低生產(chǎn)成本、簡易操作、提高制造的硅基薄膜光伏電池的質(zhì)量。
本實用新型的PECVD系統(tǒng)，與現(xiàn)有技術(shù)有很大的區(qū)別。根據(jù)本實用新型的設(shè)計，使得 PECVD系統(tǒng)操作更簡單易行，真空室溫度分布均勻性大大提高，從而使大面積成膜速率更均 勻，是一種低成本的大型硅基薄膜太陽電池生產(chǎn)設(shè)備。這種高生產(chǎn)力和低維修率的制造設(shè)備 可以持續(xù)、可靠、簡單的制造低成本、高性能的硅基薄膜太陽能電池。這對于大規(guī)模提高硅 基薄膜光電器件(特別是非晶硅太陽能電池)的質(zhì)量和生產(chǎn)效率具有重大的意義。
應(yīng)當指出，對于本實用新型來說，還可具有多種變換及改型的實施方案，并不局限于上 述實施方式的具體實施例。上述實施例僅僅作為本實用新型的說明，而不是對于本實用新型 的限制?？傊?，本實用新型的保護范圍應(yīng)包括那 些對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說顯而易見的 變換或替代以及改型。
權(quán)利要求1、一種帶有內(nèi)加熱器的PECVD系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括帶有進、出氣口(20、7)的真空室(1)和置于真空室內(nèi)可移式等離子箱(2)，所述真空室的外周四壁上設(shè)有加熱板(5)，其特征在于該系統(tǒng)中的可移式等離子箱(2)至少為兩個，各可移式等離子箱(2)平行排列于真空室內(nèi)，各可移式等離子箱之間設(shè)有用于使真空室內(nèi)均勻受熱的內(nèi)加熱器(3)。
2、 如權(quán)利要求1所述的帶有內(nèi)加熱器的PECVD系統(tǒng)，其特征在于所述真空室(1)內(nèi)底部設(shè)有軌道(26)，所述可移式等離子箱(2)底部裝有滑輪(24)，可移式等離子箱由滑輪承載并沿軌道移動。
3、 如權(quán)利要求1所述的帶有內(nèi)加熱器的PECVD系統(tǒng)，其特征在于所述內(nèi)加熱器(3)包括兩個輻射板(9)和夾在輻射板之間的加熱管(10)，所述兩個輻射板通過支撐部件(11)與真空室(1)內(nèi)上、下端固接，所述加熱管(10)的端部穿過法蘭(12)予以固定。
4、 如權(quán)利要求3所述的帶有內(nèi)加熱器的PECVD系統(tǒng)，其特征在于所述支撐部件(11)由卡槽(lla)和支柱(lib)組成，所述兩個輻射板卡接在卡槽中，支柱與真空室(1)內(nèi)上、下端固接；所述法蘭的外周沿處套接有密封圈。
5、 如權(quán)利要求l或3所述的帶有內(nèi)加熱器的PECVD系統(tǒng)，其特征在于所述內(nèi)加熱器(3)與可移式等離子箱(2)的間距為5-12cm。
6、 如權(quán)利要求1所述的帶有內(nèi)加熱器的PECVD系統(tǒng)，其特征在于所述可移式等離子箱(2)內(nèi)安裝有電極即交替放置的激發(fā)電極(4)和接地電極(13)，所述最外側(cè)的兩個接地電極作為側(cè)板、其內(nèi)側(cè)承載一個基板(14)，除了側(cè)板以外的其余電極均各承載兩個基板(14)，各相鄰的電極之間形成放電區(qū)(25)，所述激發(fā)電極(4)與所述可移式等離子箱的其他部位絕緣，每個激發(fā)電極均獨立的由一電源(8)和功率匹配器供能，所述電極的頂部設(shè)有一公共的噴淋板(16)、底部設(shè)有一公共的不銹鋼板(19)，噴淋板和不銹鋼板上設(shè)有孔穴(18)，所述噴淋板的頂部設(shè)有一蓋板(17)，蓋板上設(shè)有與真空室上端進氣口 (20)相連通的入氣口(22)，所述可移式等離子箱的底部裝有滑輪(24)。
7、 如權(quán)利要求6所述的帶有內(nèi)加熱器的PECVD系統(tǒng)，其特征在于所述激發(fā)電極(4)的個數(shù)為N個，所述接地電極的個數(shù)為N+1個，其中N為整數(shù)且5^^10。
8、 如權(quán)利要求6所述的帶有內(nèi)加熱器的PECVD系統(tǒng)，其特征在于所述電源(8)采用外置的射頻電源(8)，電源與激發(fā)電極(4)的邊緣通過屏蔽電纜(15)連接。
9、 如權(quán)利要求6所述的帶有內(nèi)加熱器的PECVD系統(tǒng)，其特征在于所述孔穴(18)的孔徑<D為l~4mm，孑L距d為10~30mm。
10、 如權(quán)利要求6所述的帶有內(nèi)加熱器的PECVD系統(tǒng)，其特征在于所述基板(14)面積為(381~1243) x (915~1778) mm。
專利摘要本實用新型公開了一種帶有內(nèi)加熱器的PECVD系統(tǒng)，包括真空室和置于真空室內(nèi)的可移式等離子箱，所述真空室的外周四壁上設(shè)有加熱板，所述可移式等離子箱至少為兩個，各可移式等離子箱平行排列于真空室內(nèi)，各可移式等離子箱之間設(shè)有用于使真空室內(nèi)均勻受熱的內(nèi)加熱器。此裝置大大提高了單室沉積系統(tǒng)的產(chǎn)量，又避免傳統(tǒng)加熱方式造成的溫度分布不均衡問題，本實用新型有效解決了在帶有TCO的玻璃襯底上沉積的硅基薄膜的厚度不均勻性，提高了大面積硅基薄膜太陽電池的性能，為研發(fā)大面積PECVD薄膜沉積系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)，有力推動硅薄膜電池技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。
文檔編號C23C16/50GK201427992SQ20092016687
公開日2010年3月24日 申請日期2009年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月21日
發(fā)明者劉麗娟, 吳文基, 鄭澤文 申請人:深圳市宇光高科新能源技術(shù)有限公司