一種制備肖特基結單面電極太陽能電池鋁背電極的設備制造技術

本發明專利技術公開了一種制備肖特基結單面電極太陽能電池鋁背電極的設備。設備包括連續式真空室、氣路控制系統、電控系統、加熱系統、鍍膜系統、激光系統、抽氣系統。其中真空室1為進片室，真空室2為緩沖室，真空室3為濺射鍍鋁膜室，真空室4為緩沖室，真空室5為激光摻雜室，真空室6為激光燒結室，真空室7為緩沖室，真空室8為出片室，進出片室裝有可手動開關的真空門，同時可翻轉進出片，緩沖室、鍍膜室、激光摻雜室及激光燒結室設有預熱系統。真空室之間以高真空閥門相聯接，并具有可獨立無級調速的傳動系統。真空機組由機械泵組、廢氣處理裝置、閥門及管道系統等組成。電控系統的PLC控制器控制氣體的壓強、加熱溫度、傳動系統。

【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種晶體硅太陽能電池設備制造領域，尤其是一種制備肖特基結單面電極太陽能電池鋁背電極的設備。
技術介紹
晶體硅太陽能電池是目前太陽能電池產業化的主流產品，其中絲網印刷然后燒結是其制備背電極的典型工藝。這道工藝對絲印設備要求較高，目前為止，國內太陽能電池生產廠家所選用的設備絕大多數都為國外設備。即使這樣， 這道工序仍然是破片率最高的一道工序，對于太陽能電池的成品率極為關鍵。絲印中使用的鋁漿或者銀鋁漿料隨著晶體硅生產的擴大也變得非常緊俏，導致生產成本較高。同時，絲印時電極的厚度遠遠大于做為背電極所需的厚度，對于材料來說也是一種浪費。為了解決上述問題，以實現高效快速生產的同時又能節約材料，降低成本，發展出一種免接觸式制備晶體硅電池背電極，采用真空鍍膜及激光燒結相結合的方式實現晶體硅電池背電極的制備，從而簡化了工藝流程，節省了電極材料，同時也降低了破片率，其中，針對于肖特基結的單面電極太陽能電池這種結構，利用這種新的工藝并且整合摻雜工藝，可設計出一種連續式設備，將鍍鋁膜工藝、肖特基結的制備及激光燒結工藝采用同一條生產線實現，以實現其大規模，自動化生產的需要。
技術實現思路
專利技術目的本專利技術所要解決的技術問題是針對新型太陽能電池結構肖特基結單面電極太陽能電池，提供一種工藝簡單、質量可靠、可操作性強的連續式生產線，便其鍍鋁膜、肖特基結制備及背電場燒結工藝形成一條連續的生產線。技術方案本方案包括連續式真空室、氣路控制系統，電控系統、真空抽氣系統、鍍膜系統、激光系統等，其中鍍膜系統采用濺射鍍膜方式，用以在晶體硅表面均均布置電極材料；激光系統位于真室室上方，分摻雜用激光系統和燒結用激光系統，其中所述摻雜用激光系統可對真空室內的晶體娃表面的電極材料選擇性加熱使其滲入晶體娃片內形成棚狀或梳狀PN結；所述燒結用激光系統可對真空室內的晶體硅表面的電極材料選擇性加熱使其滲入晶體硅片內形成鋁背電極；傳動系統可分段獨立無級調速的，適應各段工藝不同的傳送速度。連續真空室與氣路控制系統通過導氣管、閥等，與電控系統通過各種電氣組件，與真空抽氣系統通過真空元器件分別連接。其中氣路控制系統為連續真空室中的緩沖室及鍍膜真空室提供工藝氣體；各工藝氣體通過閥門、質量流量計流進鍍膜真空室。電控系統分別與連續真空室、氣路控制系統、真空機組進行連接并實施控制，電控系統對連續真空室的控制主要是進出樣片、激光器功率、工藝氣體壓力、樣片加熱溫度、激光器照射樣片時間等；電控系統對氣路控制系統的控制主要是導氣閥門的開閉時間、氣體流量計的測量等；電控系統對真空機組的控制主要是機械泵啟動、停止，真空閥門的開閉及互鎖、抽氣時間等。其中真空機組與連續真空室相連接，主要對連續真空室抽真空，為濺射、激光摻雜及激光燒結工序提供本底真空度，保證摻雜質量；真空機組中前級泵排氣口與廢氣管路相連接，廢氣經管道排出后經過處理至符合環保標準后排入大氣。連續真空室依次由進片室、緩沖室、鍍膜室、緩沖室、激光摻雜室、激光燒結室、緩沖室、卸片室組成，其中各位置上的緩沖室可設為若干或者取消，鍍膜室、激光摻雜室及激光燒結室可設成若干。真空室材質為可耐酸堿的不銹鋼，通常采用316L不銹鋼，腔室整體外形為長方形，內部為多腔室結構。進出片室裝有帶翻轉活動閥門并可手動開關的真空門，以方便取放樣片，其余各室以真空閥門相聯接，可采用真空翻板閥或者真空插板閥，可在樣片在各室間傳送時快速開閉。鍍膜真空室內部頂端設有方形平面靶，采 用用臥式濺射鍍膜，其鍍膜厚度控制在控制在O. 5-1. O μ之間。激光摻雜真空室頂部裝有真空密封的玻璃窗，其尺寸面積大于樣片面積，玻璃窗上方裝有激光系統，可發出若干道橫向線激光或者面激光，激光的橫向長度大于待處理樣片的長度，保證激光可以對基片進行選擇性照射。采用激光器可為連續式固體激光器或者準分子激光器。激光燒結真空室頂部裝有真空密封的玻璃窗，其尺寸面積大于樣片面積，玻璃窗上方裝有激光系統，可發出若干道橫向線激光或者面激光，激光的橫向長度大于待處理樣片的長度，保證樣片全部的面積可以得到激光照射。采用激光器可為連續式固體激光器或者準分子激光器，優選為連續式固體激光器。做為其中一個優選方案，激光摻雜和激光燒結真空室可設計為一個真空室。緩沖室、鍍膜室、激光摻雜室、激光燒結室之中設有加熱系統，可對基片加熱。其加熱系統可以在緩沖室、鍍膜室、激光摻雜室及激光燒結室內設置成不同溫度，以模擬普通燒結設備的加熱曲線。其加熱系統溫控調節范圍在0-500°C之間。各腔室正面裝有金屬觀察窗，后面由真空管道及真空閥門跟真空抽氣系統相連接。各腔室內部裝有可獨立無級調速的傳動系統及載片小車，傳動系統可為輥傳動或者齒輪傳動等常規傳動系統。其中載片小車由鋁板及帶有彈性的可耐高溫不容易揮發的彈性壓片組成，彈性片經定位銷固定在鋁板上適當位置。傳動系統與載片小車間為磨擦式傳輸，保證傳送速度平穩均勻。真空機組由機械機組、高真空泵及真空管道組成。其中高真空泵可以采用低溫泵、分子泵等，高真空泵與真空室之間以高真空閥門相連接。機械機組跟高真空泵通過前置閥相聯接，跟真空室通過粗抽閥門相連接。真空管道采用不銹鋼真空管和真空波紋管連接。氣路控制系統主要用于實現對工藝氣體的流量控制。主要部件包括質量流量計、單向閥、氣動截止閥、導氣管路、減壓閥、氣瓶。工藝氣體由氣瓶中流出，經過減壓閥、質量流量計、單向閥、氣動截止閥進入鍍膜真空室及相鄰緩沖室并均勻布氣；氣路控制系統各個部件間通過不銹鋼管進行連接，氣路控制系統控制信號由電控系統(PLC)提供。電控系統主要由PLC控制器組成，PLC控制器本身帶有基本操作程序，設有可變參數，可變參數由操作人員通過屏幕進行設定，設定的參數通過PLC對被控制部件進行控制。同時，PLC也可以跟個人計算機相連接，對工藝過程中的各項參數實行實時跟蹤和記憶儲存，將計算機連接上網，可以實現對工藝的遠程控制及監控。在基片經過本設備的所有工藝之后，再對其背電極沿著肖特基結與基片的交界處劃線，即可完成摻雜肖特基結和背電場制備工藝。有益成果本專利技術是針對現有晶體硅太陽能電池生產過程中，采用濺射鍍鋁膜后激光燒結背電場的新工藝而設計的激光制備肖特基結單面電極太陽能電池鋁背電極的設備。這種設備可以快速，大量地實現高質量，高穩定性及低破片率的生產，由于是連續式設備，可以自動化控制，很容易實現規模化生產。同時，由于鍍膜及燒結工藝相對于絲印及高溫燒結設備，其要求較容易實現，國內可以自行生產，避開了國內晶體硅太陽能電池生產絲印設備必須依賴進口的局面。由于在多個真空室內設置了預熱系統，可以使基片的加熱曲線盡量與現有的燒結溫度曲線相類似，在實現其它工藝過程的同時，也實現了部分燒結的過程，不但使工藝變得流暢，也加快了其進度。·同時，由于濺射鍍膜可以精確控制鍍膜厚度，將其厚度控制在O. 5-1. O μ之間，即可滿足工藝要求，也節約了電極材料，同時節省了鍍膜室的長度，節約了成本。另外，這道工序將鍍背電極、制備肖特基結及燒結背電場放在一套連續的設備中完成，可以方便自動化生產及大幅度提高生產效率。總之，此設備使背電極的制造難度大大降低，實現了免接觸，自動化，同時，由于設備的設計合理流暢，其設備的制造成本和技術難度都相對較低。附圖說明附圖I為系統模塊圖附圖2為本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種制備肖特基結單面電極太陽能電池鋁背電極的設備，包括連續式真空室、氣路控制系統，電控系統、真空抽氣系統、鍍膜系統、激光系統等，其特征在于鍍膜系統采用濺射鍍膜方式，用以在晶體硅表面均均布置鋁電極材料；激光摻雜室中激光系統位于真空室上方，可對真空室內晶體硅表面的電極進行選擇性加熱使其滲入晶體硅片中形成肖特基結；激光系統位于激光燒結真空室正上方，可對真空室內的晶體硅表面的電極材料加熱使其燒結成型；分段可獨立無級調速的傳動系統，適應各段工藝不同的傳送速度。

【技術特征摘要】
1.一種制備肖特基結單面電極太陽能電池鋁背電極的設備，包括連續式真空室、氣路控制系統，電控系統、真空抽氣系統、鍍膜系統、激光系統等，其特征在于 鍍膜系統采用濺射鍍膜方式，用以在晶體硅表面均均布置鋁電極材料； 激光摻雜室中激光系統位于真空室上方，可對真空室內晶體娃表面的電極進行選擇性加熱使其滲入晶體娃片中形成肖特基結； 激光系統位于激光燒結真空室正上方，可對真空室內的晶體娃表面的電極材料加熱使其燒結成型； 分段可獨立無級調速的傳動系統，適應各段工藝不同的傳送速度。2.如權利要求I所述的一種制備肖特基結單面電極太陽能電池鋁背電極的設備，其特征在于，進出片室、鍍膜真空室和激光摻雜真空室、激光燒結真空室之間設置有緩沖室。3.如權利要求I所述的一種制備肖特基結單面電極太陽能電池鋁背電極的設備，其特征在于緩沖室、鍍膜室、激光摻雜真空室、激光燒結室之中設有預熱系統，可對基片加熱。4.如權利要求I及權...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉瑩，
申請(專利權)人：劉瑩，
類型：發明
國別省市：