本发明专利技术涉及一种制备用于太阳能电池的抗反射和／或钝化涂层的方法，包括步骤：在沉积室中提供硅晶片；将所述硅晶片预加热至大于４００℃的温度；通过溅射工艺沉积含氢抗反射或钝化涂层。本发明专利技术还涉及一种制造太阳能电池、优选在Ｓｉ晶片上制备抗反射和／或钝化涂层的涂覆装置，所述涂覆装置优选用于进行本发明专利技术的方法，所述涂覆装置包括第一真空室（１）、第二真空室（２）和用于将衬底（５）依次传送通过所述第一和第二真空室的输送装置（４），所述第一真空室包括至少一个能够被加热以使加热丝温度为１８００－３０００℃的红外线辐射加热器（１６），并且所述第二真空室包括用于蒸发靶材的溅射装置（１２）以及用于引入含氢反应性气体的气体进口。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及制备一种用于太阳能电池的抗反射或钝化涂层的方法，还 涉及一种用于制造太阳能电池的涂覆装置，特别是使用所述方法的涂覆装 置。
技术介绍
基于硅晶片来制造太阳能电池的方法通常如下进行在已经掺杂的硅 晶片中掺杂另一种掺杂物质，这种掺杂物质具有可使P型或N型导电性不 同于原先掺杂的材料的性质。例如，可以通过使用例如POCl3的扩散工艺 来处理具有P型导电性的掺杂硼的硅晶片，从而结合磷并形成N型层。在形成这样的PN结之后，必须在衬底表面上形成抗反射涂层或钝化层。这 通常通过等离子体增强的化学气相沉积(PECVD)工艺进行。为了避免在PEVCD工艺中使用具有高度爆炸性的硅烷以及增大涂覆 面积，在2004年于法国巴黎举行的第19界欧洲光电太阳能会议上， Winfried Wolke等在其论文(SiN:H anti-reflection coating for C-Si solar cells by large scale inline sputtering)中指出，可以使用反应性濺射工艺来 涂覆含氢抗反射或钝化涂层。为此目的，使用水平操作的ATON系列内嵌 涂覆装置(ATON是Applied Films公司(现为Applied Materials)的商 标)。Winfried Wolke等的上述论文中描述了具体细节，通过引用将该论 文结合在本文中。根据该现有技术，在将抗反射或钝化涂层涂覆在硅晶片上之前，晶片 被预加热至200-40(TC的温度。
技术实现思路
本专利技术的目的是进一步改进上述制备用于太阳能电池的抗反射或钝化涂层的方法。这种新方法不仅可以改善燃料电池的涂层性质和总体特性， 还应当以简单、可靠和有效的方式进行。此外，本专利技术还提供了进行上述 方法的合适的涂覆装置。上述目的通过具有权利要求1的特征的方法以及具有权利要求2的特 征的涂覆装置实现。从属权利要求给出了优选的实施方式。本专利技术人发现，如果在用溅射工艺沉积抗反射或钝化层之前将预加热 温度升高，则可以改善抗反射或钝化涂层甚至整个燃料电池的性质。特别 是对于特定的晶片类型，较高的预加热温度有利于氢钝化。因此，相对于现有技术所用的温度，本专利技术升高了预加热温度，即升高至大于40(TC、 特别是大于45(TC、优选大于50(TC。本专利技术的方法适用于将含氢氮化硅层(组成为SiNx:H以及各种含量的 氮和氢)沉积在Winfried Wolke等的论文中所述的己掺杂的硅晶片上。优选通过加热速率高且升温时间短的辐射加热器(如红外线加热器) 来进行预加热。优选的升温时间在100 s的范围内或更短，特别是50 s或 更短，但也可采用其它升温时间。因此，加热速率可选择为4 K/s或更 高，优选10K/s或更高。为了使辐射加热器所发射的辐射被有效地吸收，可以使用加热丝温度 在180(TC与3000。C之间的红外线加热器。在此加热丝温度下，红外线加 热器发射的辐射的波长范围是1.0-1.4/mi。这种波长的红外线辐射可以被 硅晶片十分有效地吸收。为了避免加热过程中不期望的效应，例如晶片表面的氧化，预加热步 骤可以在工业真空条件下进行。因此，进行预加热的沉积室不仅是沉积 室，还是真空室。可以将进行预加热的沉积或真空室的压力设定为100 hPa或更低，优选低于l(T2 hPa或10—5 hPa。预加热步骤之后的溅射工艺可如Winfried Wolke等的论文所述进行。 特别地，反应性溅射工艺可以使用硅靶材，该硅靶材被氩等离子体所产生 的氩离子以及被引入沉积室的包含氮、氢或氨的反应性气体溅射。等离子 体可由双电极装置例如Applied Films (现为Applied Materials)的平面双 耙(twin-mag)装置来产生，该装置使用作为阴极或阳极交替操作的两个电极，以使设置在电极前面的耙材料或电极材料本身由于离子轰击而被交 替地溅射。可以将交流或脉冲电压电源所用频率选择为中频至射频范围(kHz至MHz)。根据本专利技术，涂覆装置至少包括第一真空室、第二真空室和输送装 置，所述输送装置用于将例如硅晶片的衬底依次传送通过第一和第二真空 室。在第一真空室中，衬底的预加热通过红外线辐射加热器进行，以使晶 片达到高温，特别是大于40(TC。因此，使用红外线加热器，其加热丝温 度可达1800-3000°C，从而能够以高加热速率和短预加热时间达到高衬底温度。在第二真空室中，通过反应性溅射工艺来完成层的沉积。涂覆装置可以是水平或垂直操作的内嵌涂覆装置，这意味着在预加热 和层沉积过程中，衬底可以在几乎水平或垂直方向上传送通过涂覆装置。尽管第一和第二真空室可被设计成仅有一个外壳的单个装置，但是也 可以采用能够分离的具有多个室的模块化设计。红外线辐射加热器可以设置在整个衬底传送方向上，因此通过在衬底 运动时使辐射加热器穿过第一真空室，衬底被其吸收的辐射加热。为了使衬底完全且均匀地加热，红外线辐射加热器的有效加热长度可 以大于衬底的宽度或者输送装置的衬底支架的宽度。优选地，在衬底传送方向上并排设置多个红外线加热器，这些红外线 加热器可以彼此平行排列。因此，实现了高效且均匀地对衬底加热。为了控制衬底温度，可将红外线加热器设计成能够独立开关和/或控制 的。这还具有如下优点某个加热器的失效可由另一个加热器来弥补。因此，红外线加热器加热装置优选被设计成，单个加热器足以使衬底 达到所需温度，因此当一个加热器失效时，其它加热器可作为备用。如此 带来的优点是，如果一个加热器损坏，涂覆装置以及真空装置无需关闭。为了防止真空或沉积室由于加热器反射层的蒸发而被污染，可以省略 这样的反射层。使用抛光金属表面形式的反射表面来将加热器的辐射反射 到真空室的内部和衬底上，而非使用沉积在表面上的反射层。真空室的侧壁可以装有冷却装置如冷却盘管，冷却装置中流动有例如水的冷却流体。因此，可以显著减少真空室的热兒:。红外线加热器可以设置在真空室的封闭元件上，特别是对于水平操作 的涂覆装置，可以设置在真空室的顶盖上，从而为了维护和使用目的而方 便拆卸。附图说明参照附图，在以下的优选实施方式中详细描述本专利技术的其它特征、优点和特点。附图完全是示意性的，其中图1为本专利技术的内嵌涂覆装置的纵向剖面图；图2a为硅晶片在按照本专利技术的方法处理之前的剖面图；图2b为硅晶片在按照本专利技术的方法在图1所示的涂覆装置中处理之后的剖面图。具体实施方式图1为内嵌涂覆装置的纵向剖面示意图。图1的涂覆装置包括彼此相 邻设置的两个真空室l和2。真空室l和2被真空室壁3分隔，真空室壁3 具有开口或锁8，用于将待处理衬底从第一真空室1传送至第二真空室 2。真空室壁3可由两个独立的壁形成，分别属于真空室1、 2之一，从而 将真空室1和2分开。或者，真空室1和2可由一个单独的外壳构成，从 而真空室1和2无法分离。此时，真空室壁3被设计成纯粹的隔壁。附图标记4表示输送带或类似的输送装置，其包括衬底支架、驱动装 置等。输送装置4延伸通过真空室1和2以及通过输入口 6和输出口 7。 输入口 6和输出口 7可由锁装置(未示出)封闭，分别控制衬底5的引入 或输出，而不影响真空室1和2内的真空条件。为了在真空室1和2内建立真空条件，为真空室1和2提供真空泵14 和15。为两个真空本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种制备用于太阳能电池的抗反射和／或钝化涂层的方法，包括步骤： 在沉积室（１）中提供Ｓｉ晶片（５）； 将所述Ｓｉ晶片预加热至大于４００℃的温度；和 通过溅射工艺沉积含氢抗反射或钝化涂层（２８）。
【技术特征摘要】
EP 2007-3-29 07105278.1;US 2007-3-29 60/908,8251.一种制备用于太阳能电池的抗反射和/或钝化涂层的方法，包括步骤在沉积室(1)中提供Si晶片(5)；将所述Si晶片预加热至大于400℃的温度；和通过溅射工艺沉积含氢抗反射或钝化涂层(28)。2. 如权利要求1的方法，其中，使用掺杂Si晶片(5)。3. 如权利要求1或2的方法，其中，所述抗反射或钝化涂层(28)是 SiN:H层。4. 如权利要求1-3中任何一项的方法，其中，所述预加热歩骤中的加 热通过热辐射元件(16)进行。5. 如权利要求3的方法，其中，使用红外线加热器(16)。6. 如权利要求3或4的方法，其中，使用的红外线加热器(16)能够 在1800-3000'C的加热丝温度下操作，和/或发射波长在硅吸收范围内的辐 射。7. 如权利要求1-6中任何一项的方法，其中，采用的升温时间等于或 小于100s，优选等于或小于50s，和/或加热速率为4K/s或更高，优选IO K/s或更高。8. 如权利要求1-7中任何一项的方法，其中，所述Si晶片在预加热时 被加热至等于或大于450°C ，特别是等于或大于50CTC 。9. 如权利要求1-8中任何一项的方法，其中，所述预加热步骤在内嵌 涂覆装置中在所述Si晶片运动过程中进行。10. 如权利要求l-9中任何一项的方法，其中，所述预加热歩骤在工业 真空条件下进行。11. 如权利要求1-10中任何一项的方法，其中，所述溅射工艺包括至 少一个反应性溅射步骤。12. —种制造太阳能电池、优选在Si晶片上制备抗反...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗兰特拉斯里，斯万斯拉莫，托马斯黑格玛尼，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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