專利名稱：一種用于硅薄膜電池陷光結(jié)構(gòu)研究的物理氣相沉積設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及真空鍍膜技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于硅薄膜電池陷光結(jié)構(gòu)研究的物理氣相沉積設(shè)備，適用于生長透明導(dǎo)電氧化物TCO薄膜及金屬電極層，然后應(yīng)用于硅Si薄膜太陽電池。
背景技術(shù)：
對于硅薄膜太陽電池來說，為了提高它的性能，目前的關(guān)鍵問題是進(jìn)一步提高光
電轉(zhuǎn)換效率和改善穩(wěn)定性，其中，加入陷光結(jié)構(gòu)是一種有效的方法。陷光結(jié)構(gòu)通過反射、折
射和散射，將入射角度比較單一的光線分散到各個(gè)角度，從而增加光在太陽電池中的光程，
使入射的太陽光被限制在前電極、背電極之間，從而提高太陽光的收集效率。 硅薄膜太陽電池的厚度很小，例如一般非晶硅薄膜太陽電池的厚度約0. 5微米，
微晶硅薄膜太陽電池的厚度約1. 5微米，由于其材料的不平整性線度過小，使得對光線的
折射和反射的影響很弱，所以就需要一個(gè)外加的陷光結(jié)構(gòu)。現(xiàn)在非晶硅薄膜太陽電池采用
的陷光結(jié)構(gòu)有兩種，一種是絨面前電極，另一種是復(fù)合背反射電極。 其中，絨面透明前電極一般具有同入射光波長相比擬的凹凸起伏的絨面結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)對入射太陽光的散射，從而增大入射光在電池中的光程，以增大電池的短路電流，從而提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率，該絨面結(jié)構(gòu)一般是由一層透明導(dǎo)電膜構(gòu)成，如Sn02或者ZnO等；另外，硅薄膜太陽電池要求透明電極具有極低的光、電損失，高透過率和電導(dǎo)率，以及在氫等離子體轟擊下保持較好的穩(wěn)定性。 而復(fù)合背反射電極由一層透明導(dǎo)電膜和一層金屬反射層構(gòu)成復(fù)合背反射層(如Zn0/Ag或Zn0/Al等)，以通過光的干涉增強(qiáng)作用增加背電極對光的反射，使未能被電池吸收而到達(dá)背電極的光子被反射到電池的本征吸收層進(jìn)行再次吸收，從而增加了電池對入射光的收集效率，從而增大短路電流，提高電池的轉(zhuǎn)化效率，而且可以通過進(jìn)一步減薄本征吸收層，增強(qiáng)內(nèi)建電場，從而在一定程度上達(dá)到了抑制光致衰退，改善電池的穩(wěn)定性；另外，氧化鋅Zn0還可以阻擋金屬背電極元素如Ag或Al向太陽電池n+層的擴(kuò)散，改善界面及電池性能。 新型鋅鋁氧化物ZnO:Al (ZA0)薄膜價(jià)格便宜，源材料豐富，無毒，并且在氫等離子體中穩(wěn)定性優(yōu)于摻氟氧化錫(Sn0:F)FT0薄膜，同時(shí)具有可同F(xiàn)T0相比擬的光電特性，因此在硅基薄膜太陽電池的中有廣泛的應(yīng)用前景。Zn0:Al(ZA0)既可以作為絨面前電極，Zn0/Ag或Zn0/Al又可作為背反射電極。 當(dāng)前，常用的ZA0薄膜制備工藝是磁控濺射，因?yàn)樵跒R射過程中，濺射離子的能量較高，高能粒子在襯底上具有較高的遷移能力，使得濺射薄膜與襯底具有良好的附著力，且膜厚可控，重復(fù)性好。通常實(shí)驗(yàn)室磁控濺射技術(shù)生長ZAO薄膜采用單室沉積技術(shù)(即整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程在一個(gè)真空室完成)，因此樣品的尺寸面積小，鍍膜效率較低，無法適應(yīng)大面積產(chǎn)業(yè)化的實(shí)驗(yàn)需求，并且在無法控制ZA0薄膜的具體生長過程。 因此，目前迫切需要開發(fā)出一種鍍膜裝置，可以進(jìn)行大面積的鍍膜，提高鍍膜的效率，以適應(yīng)大面積產(chǎn)業(yè)化的實(shí)驗(yàn)需求，并且可以控制薄膜的具體生長過程。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種用于硅薄膜電池陷光結(jié)構(gòu)研究的物理氣相沉 積設(shè)備，該設(shè)備可以對樣品進(jìn)行大面積的鍍膜，提高鍍膜的效率，以適應(yīng)大面積產(chǎn)業(yè)化的實(shí) 驗(yàn)需求，并且可以控制薄膜的具體生長過程，操作簡潔且可靠穩(wěn)定，可以明顯提高硅薄膜太 陽電池的性能，具有重大的生產(chǎn)實(shí)踐意義。 為此，本發(fā)明提供了一種用于硅薄膜電池陷光結(jié)構(gòu)研究的物理氣相沉積設(shè)備，包 括真空的濺射室1和裝片室2，所述濺射室1和裝片室2之間設(shè)置有閘板閥20，所述濺射室 1內(nèi)設(shè)置有第一靶材11和第二靶材12，所述第一靶材11和第二靶材12的底部分別與外接 電源30的陰極相連接，所述濺射室1內(nèi)與所述第一靶材11和第二靶材12相對應(yīng)的位置上 設(shè)置有襯底13，所述襯底13與加熱器14相連接，所述襯底13與外接電源30的陽極相連 接，所述襯底13上用于放置待鍍膜的樣品； 所述裝片室2內(nèi)設(shè)置有具有多層結(jié)構(gòu)的樣品架21，所述裝片室2外壁上與所述樣 品架21相對應(yīng)的位置上插入有樣品推拉桿22。 優(yōu)選地，所述濺射室1和裝片室2外壁上分別開有至少一個(gè)抽氣口 16，所述抽氣口 16與外部的抽氣系統(tǒng)相連接。 優(yōu)選地，所述濺射室1外還設(shè)置有等離子體發(fā)射譜檢測儀15，所述等離子體發(fā)射
譜檢測儀15的檢測頭位于所述濺射室1內(nèi)。 優(yōu)選地，所述濺射室1內(nèi)還裝有線性離子源17。 優(yōu)選地，所述第一耙材11為鋅鋁Zn-Al合金耙材或者氧化鋅ZnO陶瓷耙材，所述 第二靶材12為鋁Al靶材，所述襯底13為薄膜太陽電池。 優(yōu)選地，所述襯底13位于所述第一靶材11和第二靶材12的正上方，所述第一靶 材11和第二靶材12之間設(shè)置有隔離板。 優(yōu)選地，所述襯底13與加熱器14可在第一靶材11和第二靶材12的上方進(jìn)行往 復(fù)運(yùn)行。 優(yōu)選地，所述濺射室1中具有一個(gè)可左右往返運(yùn)行的小車，該小車上設(shè)置有所述 加熱器14和用于放置襯底13的樣品托。 優(yōu)選地，所述樣品架21的頂部與一個(gè)升降裝置23相連接。 由以上本發(fā)明提供的技術(shù)方案可見，與常規(guī)的磁控濺射設(shè)備相比較，本發(fā)明提供 的一種用于硅薄膜電池陷光結(jié)構(gòu)研究的物理氣相沉積設(shè)備，該設(shè)備可以對樣品進(jìn)行大面積 的鍍膜，提高鍍膜的效率，以適應(yīng)大面積產(chǎn)業(yè)化的實(shí)驗(yàn)需求，并且可以控制薄膜的具體生長 過程，操作簡潔且可靠穩(wěn)定，可以明顯提高硅薄膜太陽電池的性能，具有重大的生產(chǎn)實(shí)踐意 義。


圖1為本發(fā)明提供的一種用于硅薄膜電池陷光結(jié)構(gòu)研究的物理氣相沉積設(shè)備的 結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對本 發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。 圖1為本發(fā)明提供的一種用于硅薄膜電池陷光結(jié)構(gòu)研究的物理氣相沉積設(shè)備的 結(jié)構(gòu)示意圖。 參見圖l，本發(fā)明提供了一種用于硅薄膜電池陷光結(jié)構(gòu)研究的物理氣相沉積設(shè)備， 本發(fā)明是新型的利用大面積磁控濺射技術(shù)來制備硅薄膜太陽電池陷光結(jié)構(gòu)薄膜的設(shè)備，該 設(shè)備包括真空密封的濺射室1和裝片室2，所述濺射室1和裝片室2之間設(shè)置有閘板閥20， 所述閘板閥20用于通斷所述濺射室1和裝片室2之間的連接； 在本發(fā)明中，濺射室1和裝片室2這兩個(gè)真空室的極限真空都優(yōu)于8X 10-5Pa，從 而保證了磁控濺射的工藝重復(fù)性。 所述濺射室1內(nèi)設(shè)置有第一靶材11和第二靶材12，所述第一靶材11和第二靶材 12是磁控濺射用的靶材； 在本發(fā)明中，所述第一靶材11為鋅鋁Zn-Al合金靶材或者氧化鋅ZnO陶瓷靶材， 所述第二靶材12為鋁Al靶材，所述第一靶材11和第二靶材12之間設(shè)置有隔離板，所述兩 個(gè)靶材既可以進(jìn)行前電極的沉積，也可以進(jìn)行ZnO/Ag或ZnO/Al背反射電極的沉積。
參見圖l，所述第一靶材11和第二靶材12的底部分別與外接電源30的陰極相連 接，從而所述第一靶材11和第二靶材12作為陰極靶材使用，由外接電源30來輸入鍍膜用 的功率； 所述濺射室1內(nèi)與所述第一靶材11和第二靶材12相對應(yīng)的位置上設(shè)置有襯底 13，所述襯底13與加熱器14相連接，所述襯底13與外接電源30的陽極相連接，所述襯底 13上用于放置待鍍膜的樣品，且通過所述加熱器14可以對襯底13上的樣品進(jìn)行加熱；
具體實(shí)現(xiàn)上，所述襯底13優(yōu)選為薄膜太陽電池，所述襯底13優(yōu)選為位于所述第一 靶材11和第二靶材12的正上方；所述襯底13與加熱器14可以在第一靶材11和第二靶材 12的上方進(jìn)行一體往復(fù)運(yùn)行； 具體實(shí)現(xiàn)上，在所述濺射室1中具有一個(gè)可左右往返運(yùn)行的小車，該小車上設(shè)置 有所述加熱器14和用于放置襯底13的樣品托，因此將襯底13放置入樣品托后，隨著小車 的左右往返運(yùn)行，該襯底13與加熱器14可以在第一靶材11和第二靶材12的上方進(jìn)行一 體左右往復(fù)運(yùn)行。 此外，所述濺射室1外還設(shè)置有等離子體發(fā)射譜檢測儀(PEM) 15，所述等離子體發(fā) 射譜檢測儀15的檢測頭位于所述濺射室1內(nèi)，從而PEM可以在線監(jiān)測和控制濺射過程中的 氧分壓，從而實(shí)時(shí)控制被濺射靶面的氧化狀態(tài)，以保證薄膜材料中的氧含量，實(shí)現(xiàn)保證薄膜 材料的質(zhì)量。 所述濺射室1的前端外壁開有兩個(gè)抽氣口 16，所述裝片室2的前端外壁開有一個(gè) 抽氣口 16，所述抽氣口 16與外部的抽氣系統(tǒng)相連接，因此，所述濺射室1通過所述抽氣口 16與外部的抽氣系統(tǒng)相連接，可以通過運(yùn)行抽氣系統(tǒng)，使得濺射室1和裝片室2內(nèi)形成真空 條件； 參見圖l，所述濺射室1內(nèi)還裝有線性離子源17，所述線性離子源17與外部電源 30相連接，可以對沉積薄膜之前的襯底13進(jìn)行離子預(yù)處理，改善襯底13表面形貌，從而增加襯底上樣品的薄膜的附著力，改善薄膜性能，同時(shí)還可以進(jìn)行離子輔助濺射，進(jìn)一步改善薄膜性能。 所述裝片室2內(nèi)設(shè)置有具有四層結(jié)構(gòu)的樣品架21，所述樣品架21的頂部與所述襯底13位于同一平面上，所述樣品架21上可放置四個(gè)待鍍膜的樣品，所述裝片室2外壁上與所述樣品架21相對應(yīng)的位置上插入有樣品推拉桿22，所述樣品推拉桿22與所述裝片室2外壁密封連接，所述樣品推拉桿22可貫穿所述裝片室2的外壁進(jìn)行左右移動(dòng)，即所述樣品推拉桿22可控制插入到所述裝片室2內(nèi)部的長度，從而可以在襯底13向右移動(dòng)到樣品架21旁邊時(shí)，將樣品架21上的一個(gè)樣品推入到襯底13上，然后在襯底13向左移動(dòng)后樣品進(jìn)入到濺射室1內(nèi)； 需要說明的是，因?yàn)楸景l(fā)明的裝片室2對樣品采用依次多片裝入的技術(shù)，一次可以裝入四個(gè)樣品基片，從而大大提高了鍍膜實(shí)驗(yàn)的工作效率； 所述樣品架21的頂部與一個(gè)升降裝置23相連接，所述升降裝置23用于升降樣品架21，從而可以調(diào)整位于樣品架21不同層上樣品的高度，通過升降來控制樣品架21不同層上的樣品位于樣品推拉桿22的正左側(cè)，從而樣品推拉桿22可以將不同層高度上的樣品推入到襯底13上； 具體實(shí)現(xiàn)上，所述升降裝置23可以為一個(gè)升降氣缸； 對于本發(fā)明，如上所述，由于樣品基片在裝片室2的樣品架21和濺射室1的小車間襯底13之間的交接采用樣品推拉桿22輸送的方式，因此可靠性高。
下面說明一下運(yùn)用本發(fā)明進(jìn)行樣品鍍膜的實(shí)現(xiàn)過程 首先，通過抽氣口 16，將濺射室1和裝片室2分別預(yù)抽好真空，打開閘板閥20利用樣品推拉桿22將樣品架21其中的一個(gè)樣品送入濺射室l，關(guān)閉閘板閥20，使襯底13處于往復(fù)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行濺射鍍膜，同時(shí)等離子體發(fā)射譜檢測儀PEM檢測氧分壓以及等離子發(fā)射譜等信息以控制工藝穩(wěn)定性，在樣品濺射鍍膜完成后，打開閘板閥20，控制襯底13向右移動(dòng)靠近樣品架21，借助樣品推拉桿22取出樣品至裝片室2中的樣品架21中，關(guān)閉閘板閥20 ;樣品架21上的其他樣品也按照上述方法依次進(jìn)行濺射鍍膜。 需要說明的是，本發(fā)明在真空條件下進(jìn)行鍍膜，可以提高膜層的致密度、純度、沉積速率和與附著力。 需要說明的是，在反應(yīng)磁控濺射制備ZAO薄膜過程中，通常需要通入適量氧氣。反應(yīng)濺射過程具有三種工作模式金屬模式、氧化模式和過渡模式。過渡模式可以獲得良好的既透明又導(dǎo)電的高質(zhì)量氧化鋅ZnO薄膜。若反應(yīng)濺射Zn-Al合金靶過程中，氧氣較少則處于金屬模式，薄膜透明性能差；而若反應(yīng)濺射過程中，氧氣較多則處于氧化模式，薄膜導(dǎo)電性能差。園此，氧氣量的多少影響靶材表面的氧化狀態(tài)，適量的氧氣02可保證靶材(包括第一靶材11和第二靶材12)表面處于良好的濺射狀態(tài)，防止靶中毒等效應(yīng)造成的反應(yīng)磁控濺射過程不穩(wěn)定現(xiàn)象。 圖1中的等離子體發(fā)射譜檢測儀PEM中配備測量氧分壓的檢測器和閉環(huán)反饋回路，通過設(shè)置適當(dāng)?shù)倪^渡模式區(qū)域工作點(diǎn)，實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)進(jìn)入真空室02流量調(diào)節(jié)，檢測并控制氧分壓處于穩(wěn)定狀態(tài)，從而實(shí)時(shí)控制被濺射靶面的氧化狀態(tài)，以保證材料中的氧含量，從而保證薄膜材料的質(zhì)量。 對于等離子體發(fā)射譜檢測儀PEM，在反應(yīng)濺射過程中，放電等離子體發(fā)射譜的譜線位置取決于靶材料、氣體組分和化合物組成等；而譜線強(qiáng)度則與放電參數(shù)即濺射工藝過程 狀態(tài)有關(guān)，其是反應(yīng)濺射過程控制變量。 對于本發(fā)明，由于采用雙真空室技術(shù)，裝片預(yù)烘烤和濺射分別在不同的真空室即 (裝片室2和濺射室1)進(jìn)行，兩室間有矩形閘板閥。濺射室l不暴露大氣，防止其中的兩個(gè) 靶材暴露大氣被氧化，同時(shí)防止了濺射室1因暴露大氣而出現(xiàn)預(yù)抽困難的問題，每天預(yù)抽 真空的時(shí)間很短；而裝片室2相對較小，室內(nèi)又不鍍膜，腔壁很干凈，預(yù)抽真空時(shí)間也很短。
下面結(jié)合具體實(shí)施例說明本發(fā)明生長絨面結(jié)構(gòu)透明導(dǎo)電氧化物TCO薄膜和復(fù)合 TC0/A1背反射電極的過程，最后實(shí)現(xiàn)將TC0薄膜和復(fù)合TC0/A1背反射電極應(yīng)用于Si薄膜 太陽電池；
實(shí)施例1 利用本發(fā)明所提供的磁控濺射設(shè)備來生長復(fù)合Zn0/Al背反射電極薄膜的具體制 造過程 首先，利用磁控濺射技術(shù)，借助高純度Zn-Al合金靶(即第一靶材11)作為濺射靶 材，以及高純度02作為氣源材料，襯底13為薄膜太陽電池，生長氧化鋅Zn0薄膜，其中，摻 雜劑Al (Al摻在Zn-Al合金靶材中，即屬于靶材中的組分)重量百分比含量為1_2%，所生 長的氧化鋅ZnO薄膜的厚度為100nm，其上放置有樣品基片的襯底13的溫度為200°C ;
然后，借助高純度的鋁Al靶(即第二靶材12)作為濺射靶材，以及高純度氬Ar氣 作為濺射氣體，在上面生長的ZnO薄膜基礎(chǔ)上繼續(xù)生長Al薄膜，該Al薄膜的厚度為100nm， 其上放置有樣品基片的襯底13的溫度為室溫即可。 對于本發(fā)明，所生成的復(fù)合ZnO/Al背反射電極應(yīng)用于硅薄膜太陽電池，可將短路 電流密度提高0. 3-1. 0mA，電池轉(zhuǎn)換效率提高0. 3-1. 0%。
下面說明一下磁控濺射技術(shù)的基本原理 在陰陽兩電極間施加高壓，Ar氣電離，并釋放電子e (其中，Ar+轟擊陰極靶材濺射 出粒子，e電子飛向基片)。e電子在加速電場作用下獲得高能量分離出Ar+和二次電子； 電場作用下靶表面電子在正交磁場作用下做螺旋線運(yùn)動(dòng)，延長運(yùn)動(dòng)路徑，且束縛在靶材表 面等離子區(qū)，增強(qiáng)同工作氣體Ar的碰撞幾率，電離出大量Ar+，實(shí)現(xiàn)磁控濺射"低溫高速"沉 積薄膜的特性。 對于上述實(shí)施例l，具體鍍膜的實(shí)現(xiàn)過程為通過抽氣口 16，將裝片室2和濺射室 1分別預(yù)抽好真空，打開閘板閥20利用樣品推拉桿22將樣品架21上的一個(gè)樣品送入濺射 室l，關(guān)閉閘板閥20，將襯底13加熱至實(shí)驗(yàn)溫度，然后使襯底13處于往復(fù)運(yùn)行狀態(tài)下濺射 鍍膜，在濺射鍍膜完成后，打開閘板閥20，借助樣品推拉桿22取出樣品至裝片室2中，關(guān)閉 閘板閥20。樣品架21上的其他樣品按照上述方法依次進(jìn)行濺射鍍膜。
實(shí)施例2 利用此磁控濺射設(shè)備生長絨面結(jié)構(gòu)ZnO-TCO薄膜前電極薄膜的具體制造過程
首先，利用磁控濺射技術(shù)，借助高純度Al或Ga摻雜ZnO陶瓷靶，或Zn-Al合金靶 (可以在第一靶材11或第二靶材12的位置上)來作為濺射靶材，以及高純度02作為氣源 材料，在玻璃襯底上生長ZnO薄膜，摻雜劑重量百分比含量為1-2 % ，所生長的ZnO薄膜厚 度為1000nm，放置樣品基片的襯底13的溫度范圍為150-350°C;所生長的ZnO薄膜結(jié)構(gòu)為 glass/Zn0薄膜；
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然后，基于薄膜結(jié)構(gòu)各向異性特征，借助濕法刻蝕技術(shù)，利用醋酸CH3C00H或者 鹽酸HC1溶液刻蝕氧化鋅Zn0薄膜的表面，制造出粗糙絨面結(jié)構(gòu)，具體薄膜特征尺寸為 500-1000nm，平均粗糙度o ms = 80_120nm。 ZnO薄膜電阻率可達(dá) 2. 0 X 10—4 Q cm，方塊電 阻為3-10歐姆，薄膜的可見光范圍透過率優(yōu)于85%。 對于上述實(shí)施例2，具體鍍膜的實(shí)現(xiàn)過程為通過抽氣口 16，將裝片室2和濺射室 1分別預(yù)抽好真空，打開閘板閥20利用樣品推拉桿22將樣品架21上的一個(gè)樣品送入濺射 室1中，關(guān)閉閘板閥20，將襯底13加熱至實(shí)驗(yàn)溫度，然后使襯底13處于往復(fù)運(yùn)行狀態(tài)下濺 射鍍膜，在濺射鍍膜完成后，打開閘板閥20，借助樣品推拉桿22取出樣品至裝片室2中，然 后關(guān)閉閘板閥20。樣品架21上的其他樣品按照上述方法依次進(jìn)行濺射鍍膜。
對于本發(fā)明，利用本發(fā)明提供的新型大面積磁控濺射裝置特別適合生長ZnO/Al 背反射電極和絨面結(jié)構(gòu)ZnO薄膜，并應(yīng)用于硅基薄膜太陽電池。 本發(fā)明由于采用分室(即樣品室和濺射室)濺射技術(shù)且大面積多片生長薄膜技術(shù)
可以有效提高鍍膜效率，適應(yīng)大面積產(chǎn)業(yè)化實(shí)驗(yàn)需求，此外，借助等離子發(fā)射譜控制測量儀
(PEM)可實(shí)現(xiàn)薄膜控制生長。在一般工藝范圍內(nèi)，磁控濺射技術(shù)直接制備的ZAO薄膜結(jié)構(gòu)趨
于002峰擇優(yōu)生長，薄膜斷面呈現(xiàn)柱狀生長模式，表面平整，粗糙度小，因此，利用薄膜各項(xiàng)
異性特性，借助稀釋鹽酸等溶液刻蝕薄膜表面，即后腐蝕技術(shù)制造絨面結(jié)構(gòu)。 本發(fā)明采用雙室即樣品室和濺射室分別放置樣品和進(jìn)行鍍膜，其中樣品室的樣品
架上可以同時(shí)放置四片樣品，借助樣品推拉桿依次將樣品送入濺射室進(jìn)行濺射鍍膜，在等
濺射鍍膜完畢后再將樣品送回樣品室冷卻；本發(fā)明在濺射過程中借助等離子發(fā)射譜控制測
量儀(PEM)實(shí)現(xiàn)薄膜控制生長，鍍膜樣品在兩個(gè)靶材上方的運(yùn)行軌道上可往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 綜上所述，與常規(guī)的磁控濺射設(shè)備相比較，本發(fā)明提供的一種用于硅薄膜電池陷
光結(jié)構(gòu)研究的物理氣相沉積設(shè)備，該設(shè)備可以對樣品進(jìn)行大面積的鍍膜，提高鍍膜的效率，
以適應(yīng)大面積產(chǎn)業(yè)化的實(shí)驗(yàn)需求，并且可以控制薄膜的具體生長過程，操作簡潔且可靠穩(wěn)
定，可以明顯提高硅薄膜太陽電池的性能，具有重大的生產(chǎn)實(shí)踐意義。 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種用于硅薄膜電池陷光結(jié)構(gòu)研究的物理氣相沉積設(shè)備，其特征在于，包括真空的濺射室(1)和裝片室(2)，所述濺射室(1)和裝片室(2)之間設(shè)置有閘板閥(20)，所述濺射室(1)內(nèi)設(shè)置有第一靶材(11)和第二靶材(12)，所述第一靶材(11)和第二靶材(12)的底部分別與外接電源(30)的陰極相連接，所述濺射室(1)內(nèi)與所述第一靶材(11)和第二靶材(12)相對應(yīng)的位置上設(shè)置有襯底(13)，所述襯底(13)與加熱器(14)相連接，所述襯底(13)與外接電源(30)的陽極相連接，所述襯底(13)上用于放置待鍍膜的樣品；所述裝片室(2)內(nèi)設(shè)置有具有多層結(jié)構(gòu)的樣品架(21)，所述裝片室(2)外壁上與所述樣品架(21)相對應(yīng)的位置上插入有樣品推拉桿(22)。
2. 如權(quán)利要求l所述的物理氣相沉積設(shè)備，其特征在于，所述濺射室(1)和裝片室(2) 外壁上分別開有至少一個(gè)抽氣口 (16)，所述抽氣口 (16)與外部的抽氣系統(tǒng)相連接。
3. 如權(quán)利要求l所述的物理氣相沉積設(shè)備，其特征在于，所述濺射室(1)外還設(shè)置有等 離子體發(fā)射譜檢測儀(15)，所述等離子體發(fā)射譜檢測儀(15)的檢測頭位于所述濺射室(1) 內(nèi)。
4. 如權(quán)利要求l所述的物理氣相沉積設(shè)備，其特征在于，所述濺射室(1)內(nèi)還裝有線性 離子源(17)。
5. 如權(quán)利要求l所述的物理氣相沉積設(shè)備，其特征在于，所述第一靶材(11)為鋅鋁 Zn-Al合金靶材或者氧化鋅ZnO陶瓷靶材，所述第二靶材(12)為鋁A1靶材，所述襯底(13) 為薄膜太陽電池。
6. 如權(quán)利要求l所述的物理氣相沉積設(shè)備，其特征在于，所述襯底(13)位于所述第一 靶材(11)和第二靶材(12)的正上方，所述第一靶材(11)和第二靶材(12)之間設(shè)置有隔 離板。
7. 如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的物理氣相沉積設(shè)備，其特征在于，所述襯底(13) 與加熱器(14)可在第一靶材(11)和第二靶材(12)的上方進(jìn)行往復(fù)運(yùn)行。
8. 如權(quán)利要求7所述的物理氣相沉積設(shè)備，其特征在于，所述濺射室(1)中具有一個(gè)可 左右往返運(yùn)行的小車，該小車上設(shè)置有所述加熱器(14)和用于放置襯底(13)的樣品托。
9. 如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的物理氣相沉積設(shè)備，其特征在于，所述樣品架 (21)的頂部與一個(gè)升降裝置(23)相連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于硅薄膜電池陷光結(jié)構(gòu)研究的物理氣相沉積設(shè)備，該設(shè)備可以對樣品進(jìn)行大面積的鍍膜，提高鍍膜的效率，以適應(yīng)大面積產(chǎn)業(yè)化的實(shí)驗(yàn)需求，并且可以控制薄膜的具體生長過程，操作簡潔且可靠穩(wěn)定，可以明顯提高硅薄膜太陽電池的性能，具有重大的生產(chǎn)實(shí)踐意義。
文檔編號C23C14/34GK101705473SQ20091022869
公開日2010年5月12日 申請日期2009年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月25日
發(fā)明者李林娜, 耿新華, 薛俊明, 趙穎, 陳新亮 申請人:南開大學(xué)