一种用于生成TOPCON太阳电池多晶硅层的装置的制作方法

一种用于生成topcon太阳电池多晶硅层的装置
技术领域
1.本实用新型涉及太阳能电池制造技术领域，尤其涉及一种用于生成topcon太阳电池多晶硅层的装置。


背景技术：

2.经过近十几年的高速发展，晶硅太阳能电池的转换效率不断刷新世界纪录，新的电池结构与技术，如topcon、hjt、钙钛矿等，也成为当今太阳电池研发的焦点。每种技术都有各自的优缺点，但topcon电池由于与现有产线技术的兼容性高等特点，受到业内更多人士的关注。然而，topcon电池制作工艺步骤较多，并且使用了较多的高温工艺，阻碍了该工艺的迅速推广。因为高温工艺不仅对硅片本身有影响，而且对钝化层以及各功能层都有一定的负面影响。topcon太阳电池是在原有perc电池的基础上，在电池背面形成氧化硅表面钝化层和多晶硅场钝化层，其中多晶硅场钝化层目前主要制备工艺分为以下两种：1.用lpcvd在600℃以上温度下直接生长多晶硅层，然后对多晶硅层进行高温(850℃)掺杂；2.用pecvd在400℃以下沉积非晶硅层(或掺杂的非晶硅层)，然后在850℃左右进行退火处理，形成多晶硅。以上两种多晶硅场钝化层的制备方式都至少引入了一次高温工艺，对硅片本身以及原有的钝化层(氧化硅层)都造成一定的负面影响。另外，以上两种方式制备多晶硅层时，都需要将硅片从一台设备转移到另一台设备中，期间不可避免造成碎片和引入污染。


技术实现要素：

3.为生成topcon太阳电池多晶硅层提供一种生成装置，以及解决硅片从一台设备转移到另一台设备中，造成碎片和引入污染的问题，本实用新型采用以下技术方案：
4.一种用于生成topcon太阳电池多晶硅层的装置，包括密封反应腔、至少一台激光发生器、至少一个工作台，工作台、激光发生器设置于密封反应腔内，工作台配置有冷却装置，激光发生器的加热端位于工作台上方。通过激光发生器进行加热处理生成topcon太阳电池多晶硅层，且降低反应过程放置于密封反应腔中，解决了硅片从一台设备转移到另一台设备中，造成碎片和引入污染的问题
5.具体的，还包括至少一对皮带传输机，一对皮带传输机包括进料皮带传输机和出料皮带传输机，工作台的进料侧和与进料皮带传输机连接，工作台的出料侧分别和出料皮带传输机连接，且至少一对皮带传输机相互平行设置于密封反应腔内。通过设置至少一对相互平行的皮带传输机，可以提高传输效率，使得多个工作台和皮带传输机搭配使用，提高生产效率。
6.具体的，工作台上开设有限位凹槽。通过限位凹槽可以将硅片限位，这样可以更加精确的使得激光发生器对硅片进行加热处理。
7.具体的，还包括翻片装置和位置传感器，位置传感器固定安装于激光发生器的顶部，翻片装置设置于工作台上，位置传感器、翻片装置、激光发生器电性连接。通过翻片装置可以精确的抓取硅片，并将硅片放置于工作台上的限定位置处，位置传感器可以监测翻片
装置将其放置限定位置处的精确性，翻片装置与位置传感器配合使用，可以实现硅片抓取与放置在工作台上的准确性。
8.具体的，激光发生器为准分子脉冲激光发生器。
9.综上，本实用新型本装置具有以下优点：
10.1.减少电池片制造过程中的高温工艺，由于在硅基体和非晶硅薄层之间有一层二氧化硅钝化层，在激光热处理时，通过控制激光的波长、脉冲宽度等参数，可以使大部分能量被非晶硅薄层吸收，同时二氧化硅钝化层还可以反射一部分能量，使得进入硅基体的激光能量降到最低，最终硅基体温度和二氧化硅钝化层温度都不会明显升高，最大限度降低温度带来的影响。
11.2.该装置实现了通过激光发生器生成topcon太阳电池多晶硅层，并将激光发生器与前道非晶硅沉积设备集成在一起，既有利于产线连续生产，又可以避免污染的引入和硅片的破碎。
附图说明
12.图1是一种用于生成topcon太阳电池多晶硅层的装置的结构示意图；
13.图2是一种用于生成topcon太阳电池多晶硅层的装置中反应腔的俯视图；
14.附图标记：10上料传输区，11进料皮带传输机，20下料传输区，21进料皮带传输机，30激光加热区，31准分子脉冲激光发生器，32工作台，40入口，50出口，60预先沉积掺杂非晶硅薄层的硅片，70冷却装置，71进水管，72出水管；81第一机器人吸盘抓手；82第二机器人吸盘抓手；
具体实施方式
15.下面结合图1至图对本实用新型做进一步说明。
16.一种用于生成topcon太阳电池多晶硅层的装置，包括密封反应腔、准分子脉冲激光发生器31、工作台32。工作台32、激光发生器设置于密封反应腔内，工作台32配置有冷却装置，激光发生器的加热端位于工作台32上方。密封反应腔包括上料传输区10、激光加热区30、下料传输区20三个区域。准分子脉冲激光发生器31和工作台32设置于激光加热区。准分子脉冲激光发生器31的加热端位于工作台32上方，准分子脉冲激光发生器31用于对放置于工作台32上的硅片进行加热处理。为了将硅片传输至工作台32上，以及为了将经过脉冲激光发生器加热完成后的硅片进行下料，所以在密封反应腔内设置有皮带传输机。皮带传输机包括进料皮带传输机11和出料皮带传输机，进料皮带传输机11穿过激光加热区的进口与工作台32的进料侧连接，出料皮带传输机穿过激光加热区的出口与工作台32的出料侧连接。为了实现将进料的硅片精确传输至工作台32上，所以在工作台32的进料侧和出料侧各设置有第一机器人吸盘抓手81和第二机器人吸盘抓手82，机器人吸盘抓手可以吸附硅片，然后在皮带传输机和工作台32之间来回翻转，运送硅片。除此之外，为了实现硅片的进行精确加热功能，所以还在激光发生器的顶部固定安装位置传感器，在工作台32上开设有限位凹槽，限位凹槽的尺寸与硅片尺寸的一致。位置传感器、机器人吸盘抓手、准分子脉冲激光发生器31电性连接。机器人吸盘抓手直接将硅片吸取放入到限位凹槽中，再由位置传感器进行定位、矫正。为了对工作台32上加热完成的硅片进行降温，所以工作台32底部台面上固
定安装有水冷板。
17.运用该装置生产topcon太阳电池多晶硅层时，提供预先沉积好的掺杂非晶硅薄层的硅片60，掺杂非晶硅薄层的厚度为50-200nm，在预先沉积掺杂非晶硅之前，先沉积一层薄二氧化硅钝化层，厚度0.5-2nm，该二氧化硅薄层可以在后续激光热处理中起到阻挡或反射激光能量的作用；将以上硅片60放置在进料皮带传输机10中的传输轨道11上，传送轨道11将硅片60由入口40送入工作台32上，然后由机器人吸盘抓手再将硅片导入工作台32上限位凹槽内，通过限位凹槽内限定硅片的位置，以便激光发生器对硅片进行精确热处理。当硅片60定位好后，在通过位置传感器进行精准定位，准分子脉冲激光发生器31对硅片60表面的掺杂非晶硅层进行快速热处理，并形成多晶硅掺杂层。其中准分子脉冲激光发生器31中的激光的波长和脉冲宽度根据非晶硅膜层的厚度以及热处理速度/产能来最终确定。通过选择合适的激光波长以及调整激光脉冲宽度，使得非晶硅层的温度控制在1000在℃以下，硅基体温度控制在300℃以下。为了进一步降低硅基体温度，在激光热处理时，在工作台32下方通过水冷板70，对整个工作台32进行冷却，从而降低硅片60的温度，水冷板70通过制冷将后的冷水由进水管71输入到工作台32中，经过内部循环管路，然后由出水管72返回到水冷板70中。处理后的硅片60经过第二机器人吸盘抓手82导入到下料皮带传输机20中的传送轨道21上，然后经过出口50移出。下一批待处理硅片60由上料皮带传输机10送入工作台上，重复1-4步骤，实现连续生产。
18.该装置的优点为：减少电池片制造过程中的高温工艺，由于在硅基体和非晶硅薄层之间有一层二氧化硅钝化层，在激光热处理时，通过控制激光的波长、脉冲宽度等参数，可以使大部分能量被非晶硅薄层吸收，同时二氧化硅钝化层还可以反射一部分能量，使得进入硅基体的激光能量降到最低，最终硅基体温度和二氧化硅钝化层温度都不会明显升高，最大限度降低温度带来的影响。该装置实现了通过激光发生器生成topcon太阳电池多晶硅层，并将激光发生器与前道非晶硅沉积设备集成在一起，既有利于产线连续生产，又可以避免污染的引入和硅片的破碎。
19.可以理解的是，以上关于本实用新型的具体描述，仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本实用新型的保护范围之内。