专利名称：薄膜太阳能电池多级pecvd沉积设备的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种用于沉积薄膜太阳能电池的多级等离子体增强化学气相沉积 (PECVD)设备，属于太阳能电池技术领域。
背景技术：
PECVD (等离子体增强化学气相沉积)是通过工艺气体的等离子放电产生活性基团来促进薄膜生成的反应，能显著降低化学气相沉积(CVD)薄膜制备的温度，使某些原本需要在高温下进行的CVD镀膜反应可以在较低温度下进行，PECVD的主要优点是适合在低温条件下制备大面积的薄膜，可以制得优质的半导体薄膜和介质薄膜，近年来在薄膜太阳能电池、平板显示等领域获得了广泛的应用。对于目前广泛采用的PECVD设备架构，如采用单室沉禾只的美国专利《Low-Cost and High Performance Solar Cell Manufacturing Machine)) (US 2007/0137574 Al)和并联多室沉积如美国专利《Chamber for PECVD)) (US 2011/0097878 Al)等，工艺气体的等离子体在流动并成膜的过程中其成分随着工艺气体的消耗而发生变化，造成PECVD制备的薄膜的均勻性在气流方向上产生变化。为解决此类均勻性问题，可以采用加大工艺气体流量/流速的方法，但这种方法往往会降低PECVD对工艺气体(如SiH4、GeH4等)的利用率，目前市场上很多PECVD设备对工艺气体的实际利用率不到50%。而PECVD设备所用的工艺气体(如SiH4、GeH4等)大多纯度要求很高，价格昂贵，例如2010年国内市场上纯度99. 999%以上SiH4价格大多在800元/kg以上，而高纯度GeH4 价格是高纯度SiH4价格的20倍以上。因此，提高PECVD设备的气体利用率对于降低PECVD 的生产成本和推广高性价比的PECVD薄膜产品(如硅基薄膜太阳能电池等)具有重要意义。 中国专利ZL2008800M496. 9“硅烷的在循环和再利用”，收集等离子体增强化学气相沉积法制备薄膜太阳能电池中未反应的硅烷或硅烷和氢气的混合物，并将收集的气体再循环到沉积室，使硅烷的利用率提高2-5倍。中国专利ZL2008800M496. 9虽然能够提高硅烷的利用率，但是其操作复杂，主要是用于并联连接的多个沉积室，且回收的气体必须与气体源一同使用。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，解决PECVD沉积设备工艺气体利用率低、操作复杂等技术问题，提供一种用于沉积薄膜太阳能电池的多级等离子体增强化学气相沉积 (PECVD)设备。为了实现以上任务，本发明采用的技术方案是一种薄膜太阳能电池多级PECVD 沉积设备，包括安装在真空室内的沉积盒，所述沉积盒是由多个沉积腔室串联构成的多级沉积腔体，该腔体的第第一级沉积腔室与进气室连通，且腔体的腔壁上设有通气孔，相邻沉积腔室由混气室串联成一体，所述沉积腔室内还设有补气管路，装有沉积基片的电极板固定在沉积腔室内。沉积腔室的上下腔壁还设有安装电极板的插槽，多个阴极板和阳极板安装在插槽内构成电极板阵列。混气室内设有气体过滤设备。设有补气管路的沉积腔室内的基片数量相等。多级沉积腔体由两个沉积腔室串联构成，其中第一级沉积腔体的两边设有旁路气体管路，且第一级和第二级沉积腔室内的电极板数量相等。多级沉积腔体内的基片数量呈逐级递减分布。依据工艺气体的消耗，一般下一级沉积腔体内放置的基片数量小于上一级沉积腔体内放置的基片数量，这样既能保证不同沉积腔体内沉积的基片都有良好均勻性和性能，又使得工艺气体得到充分利用。多级沉积腔体中的各级沉积腔室的体积相等或逐级递减，以使不同级的沉积腔体可以沉积相同尺寸规格的基片，也可以沉积不同尺寸规格的基片。多级沉积腔体中的腔壁上的通气孔数量呈逐级递减分布，以使得工艺气体可以在混气室内聚集并调整浓度。本发明还提供一种薄膜太阳能电池的PECVD沉积方法，将装好电极板及沉积基片的沉积盒推入真空室，所述沉积盒是由多个沉积腔室串联构成的多级沉积腔体，该腔体内的相邻沉积腔室由混气室连接；
在多级沉积腔体的腔壁上设置通气孔，该腔体的第一级沉积腔室与进气室连通，工艺气体进入第一级沉积腔室在基片进行沉积；
第一级沉积腔室内的剩余工艺气体通入混气室，且在混气室内聚集增加气体浓度； 混气室内的工艺气体经过滤后通入第二级沉积腔室，在该腔室内的基片上进行沉积； 直至最后一级沉积腔室内的基片沉积完毕。多级沉积腔体腔壁上的通气孔数量逐级递减，使进入混气室内的剩余工艺气体浓度增加。随着各级沉积腔室内的通气孔数量的递减，多级沉积腔体内的基片数量也逐级递减，以使得工艺气体可以在混气室内聚集并调整浓度，使得工艺气体得到充分利用，保证不同沉积腔体内沉积的基片都有良好均勻性和性能。多级沉积腔体内还设有补气管路，保证有足够的用于沉积的工业气体。设有补气管路的沉积腔室内的基片数量相等。本发明的积极效果是通过混气室把沉积盒分成多个相互串联的沉积腔室，形成多级沉积腔体结构，各级沉积腔体通过相互之间的混气室有效连接，以实现工艺气体能够依次流入各级沉积腔体并通过等离子放电反应来沉积薄膜，操作简单，有效地提高了 PECVD 薄膜制备过程中对工艺气体的利用率。而且沉积腔室内还设有补气管路，可补充气体增加浓度，进一步保证沉积质量。
图1本发明的结构示意图。图2图1中沉积盒02的框架结构示意图。图3实施例一的结构示意图。图4实施例二的结构示意图。图5实施例三的结构示意图。图6实施例四的结构示意图。
图7 实施例四的框架结构示意图。图1至图6中，01为真空室，02为沉积盒、03为支架，04为进气管道，20为通气孔， 21为框架，22为第二级沉积腔体，23为混气室，24为第一级沉积腔体，25为进气室，沈为电极板，27为基片，28为气体过滤设备，四为第三级沉积腔体，30为补气管路。
具体实施例方式实施例1
薄膜太阳能电池的沉积设备主要由真空室01和沉积盒02组成，进气室25和混气室23 固定在沉积盒02的框架21上，沉积腔室的上下腔壁还设有安装电极板沈的插槽，隔板上开有通气孔20，通气孔20的数量在不同腔体的数量不同，一般下一级沉积腔体的腔壁上的通气孔数量少于上一级沉积腔体的通气孔数，混气室23将多级沉积腔体串联成一体，同时将沉积区分割成第一级沉积腔体M、第二级沉积腔体22、第三级沉积腔体29、……等等，混气室23内设有气体过滤设备观，气体过滤设备观可以去除流经上级沉积腔体的工艺气体内的粉尘等杂质，提高下级沉积腔体的薄膜制备质量，进气管道04与沉积盒02上的进气室 25相连接。沉积时，将装好沉积基片27的沉积盒02推入真空室01内，进气管道04与进气室25连通，工艺气体进入进气室25内，从进气室25下隔板(即第一级沉积腔体的上腔壁) 上的通气孔20进入第一级沉积腔体M内，对第一级沉积腔体M内的基片27进行沉积，多余的工艺气体从混气室23上隔板(即第一级沉积腔体的下腔壁)的通气孔27进入混气室 23内，并使浓度上升，再从混气室23下隔板(即第二级沉积腔体的上腔壁)的通气孔27进入第二级沉积腔体22内，开始对第二级沉积腔体22内的基片27进行沉积，依此类推，一级一级的进行沉积，直至全部完成。见图3，本实施例的沉积盒02是由两个沉积腔室串联构成的第二级沉积腔体，沉积盒02由一个混气室23分成上、下两级沉积腔体组成，第一级沉积腔体M和第二级沉积腔体22的高度相同，可以沉积同样规格尺寸的基片27，但第二级沉积腔体22内的电极板 26数量小于第一级沉积腔体，因此沉积基片数量小于第一级沉积腔体内的数量，下部沉积腔体的工艺气体消耗量也小于上部沉积腔体，因此可以有效利用上部沉积腔体剩余的工艺气体进行薄膜沉积，提高工艺气体的利用率。实施例2
本实施例的PECVD设备和实施例1类似，也是由上、下两级工艺沉积腔体组成，但第二级沉积腔体22的高度小于第一级沉积腔体M的高度，因此第二级沉积腔体22内的基片27 尺寸小于第一级沉积腔体M的尺寸，这样可以保证第二级沉积腔体22内沉积时有足够的工艺气体量，薄膜沉积质量高。实施例3
本实施例的沉积盒为三级沉积腔体，即沉积盒02由两个混气室23分成三级沉积腔体组成，第一级沉积腔体M的高度高于第二级沉积腔体22和第三级沉积腔体四的高度，第二级沉积腔体22的高度与第三级沉积腔体四的高度相同，沉积基片27的数量第一级沉积腔体M最多，第二级沉积腔体22次之，第三级沉积腔体四最少，这种逐级沉积基片递减的结构，能实现工艺气体的最大利用率。实施例4 见图6和图7，本实施例的PECVD沉积设备为二级沉积腔体，即沉积盒02由一个混气室 23分成上、下两级沉积腔体组成，第一级沉积腔体M和第二级沉积腔体22的高度相同，两个沉积区可以沉积同样规格尺寸、同样数量的基片27，为了保证第二级沉积腔体22的气体量足够，在进气室25和混气室23之间加装补气管道30，使进气室25内的一部分气体不参加第一级沉积区M内的沉积直接进入混气区23内，这样在混气区23内的气体就包含剩余的工艺气体和直接进入的工艺气体，因此保证了足够的沉积用气体，因而实现两个沉积腔体可以沉积同样规格尺寸、同样数量的基片27，保证沉积质量。 以上结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，设有补气管路的多级沉积腔体不限于二级沉积腔体结构，也适用三级、四级等多级结构，可根据需要开启各级中相应的补气管路，在充分利用上一级沉积腔室的剩余工艺气体的同时，补气管路可以补充气体，以保证基片的沉积质量。
权利要求
1.一种薄膜太阳能电池多级PECVD沉积设备，包括安装在真空室(01)内的沉积盒 (02)，其特征在于所述沉积盒(02)是由多个沉积腔室串联构成的多级沉积腔体，该腔体的第一级沉积腔室(24)与进气室(25)连通，且腔体的腔壁上设有通气孔(20)，相邻沉积腔室由混气室(23 )串联成一体，所述沉积腔室内还设有补气管路(30 )，装有沉积基片(27 )的电极板(26)固定在沉积腔室内。
2.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池多级PECVD沉积设备，其特征在于所述设有补气管路的沉积腔室内的基片(27)数量相等。
3.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池多级PECVD沉积设备，其特征在于所述多级沉积腔体的腔壁上的通气孔(20 )数量呈逐级递减分布。
4.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池多级PECVD沉积设备，其特征在于所述多级沉积腔体内的基片(27 )数量呈逐级递减分布。
5.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池多级PECVD沉积设备，其特征在于所述多级沉积腔体中的各级沉积腔室的体积相等或逐级递减。
6.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池多级PECVD沉积设备，其特征在于所述混气室(23)内设有气体过滤设备(28)。
7.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池多级PECVD沉积设备，其特征在于所述沉积腔室的上下腔壁还设有安装电极板(26)的插槽。
8.一种薄膜太阳能电池PECVD沉积方法，将装好电极板(26)及沉积基片(27)的沉积盒(02)推入真空室(01)，其特征在于所述沉积盒(02)是由多个沉积腔室串联构成的多级沉积腔体，该腔体内的相邻沉积腔室由混气室(23)连接；在多级沉积腔体的腔壁上设置通气孔(20)，该腔体的第一级沉积腔室(24)与进气室 (25)连通，工艺气体进入第一级沉积腔室(24)在基片(27)进行沉积；第一级沉积腔室(24)内的剩余工艺气体通入混气室(23)，且在混气室内聚集增加气体浓度；混气室内的工艺气体经过滤后通入第二级沉积腔室(22)，在该腔室内的基片(27)上进行沉积；直至最后一级沉积腔室内的基片沉积完毕。
9.根据权利要求8所述的薄膜太阳能电池多级PECVD沉积方法，其特征在于所述多级沉积腔体腔壁上的通气孔(20)数量逐级递减，使进入混气室(23)内的剩余工艺气体浓度增加。
10.根据权利要求9所述的薄膜太阳能电池多级PECVD沉积方法，其特征在于随着各级沉积腔室内的通气孔数量的递减，多级沉积腔体内的基片(27)数量也逐级递减。
11.根据权利要求8所述的薄膜太阳能电池多级PECVD沉积方法，其特征在于所述多级沉积腔体内还设有补气管路(30 )。
12.根据权利要求11所述的薄膜太阳能电池多级PECVD沉积方法，其特征在于所述设有补气管路的沉积腔室内的基片(26)数量相等。
13.根据权利要求8所述的薄膜太阳能电池多级PECVD沉积方法，其特征在于所述多级沉积腔体中的各级沉积腔室的体积相等或逐级递减。
全文摘要
本发明涉及一种用于沉积薄膜太阳能电池的多级等离子体增强化学气相沉积(PECVD)设备，属于太阳能电池技术领域。解决PECVD沉积设备工艺气体利用率低、操作复杂等技术问题。一种薄膜太阳能电池多级PECVD沉积设备，包括安装在真空室内的沉积盒，该沉积盒是由多个沉积腔室串联构成的多级沉积腔体，该腔体的第一级沉积腔室与进气室连通，且腔体的腔壁上设有通气孔，相邻沉积腔室由混气室串联成一体，所述沉积腔室内还设有补气管路，装有沉积基片的电极板固定在沉积腔室内。本发明采用多级沉积腔体结构，各级沉积腔体由混气室有效连接，有效地提高了PECVD薄膜制备过程中对工艺气体的利用率。
文档编号C23C16/455GK102277562SQ20111023295
公开日2011年12月14日 申请日期2011年8月15日 优先权日2011年8月15日
发明者李毅, 胡盛明, 虞晓江 申请人:深圳市创益科技发展有限公司