專利名稱：太陽(yáng)能電池的制造系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能電池的制造系統(tǒng)。本發(fā)明尤其涉及一種太陽(yáng)能電池制造系 統(tǒng)，其不僅可以通過自動(dòng)生產(chǎn)化提高生產(chǎn)力、節(jié)約安裝費(fèi)用，而且可以制造高質(zhì)量的太陽(yáng)能 電池，通過連接和安裝一個(gè)紋理裝置，一個(gè)擴(kuò)散裝置，一個(gè)除去氧化薄膜裝置，一個(gè)防反射 薄膜涂料裝置，一個(gè)電極印刷裝置，和一個(gè)斷開P-N連接裝置來同時(shí)地制備太陽(yáng)能電池的 一種多晶硅晶片和一種單晶硅晶片，從而可以用一條生產(chǎn)線選擇性地制備不同的兩種太陽(yáng) 能電池。一個(gè)太陽(yáng)能電池，即一種直接將光能轉(zhuǎn)換為電能的半導(dǎo)體設(shè)備，它通常是根據(jù)P-N 連接的太陽(yáng)能光電發(fā)電原理，利用太陽(yáng)能使電子發(fā)生運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電能的一種光電電池，通過 處理一塊硅片，分別與一個(gè)負(fù)極(N極)和一個(gè)正極(P極)這兩種不同極性但都具有電子 和插孔的的半導(dǎo)體接觸，形成一個(gè)電極。上述太陽(yáng)能電池，其太陽(yáng)能電池組中最簡(jiǎn)單的組成中，基礎(chǔ)的設(shè)備包括多個(gè)模塊 和一個(gè)提供電力的太陽(yáng)能電池板，該太陽(yáng)能電池基于一種硅底板太陽(yáng)能電池的原則，通常 被分為如一種多晶或單晶硅太陽(yáng)能電池，或一種非晶硅太陽(yáng)能電池，一種化合物半導(dǎo)體太 陽(yáng)能電池等等。多晶硅太陽(yáng)能電池和單晶硅太陽(yáng)能電池的主要區(qū)別在于換能效率不同。單晶硅太 陽(yáng)能電池的換能效率通常比多晶硅高一點(diǎn)，但是其制造方法較復(fù)雜，且耗能較高。硅底板太陽(yáng)能電池是通過切割一種結(jié)晶塊制成的，將硅變成大量厚度大約為200m 的硅，制造出一塊底板(如一塊晶片)，然后用各種處理方法來處理底板。一個(gè)太陽(yáng)能電池的制造方法通常包括一個(gè)紋理步驟(如一個(gè)表面紋理步驟)，一 個(gè)擴(kuò)散步驟(如一個(gè)涂料步驟)，一個(gè)去除氧化物薄膜步驟，一個(gè)防反射薄膜涂料步驟，一 個(gè)前/后表面電極印刷的步驟和一個(gè)P-N連接斷開的步驟。其中，紋理步驟可以增加上述 方法所制造的底板的光吸收率。擴(kuò)散步驟是在高溫下，向一塊晶片上目的性地?cái)U(kuò)散一種添 加劑，形成P-N連接，并層壓形成一個(gè)N極層的發(fā)射極層。去除氧化物薄膜步驟是將晶片表 面的混合物去除。防反射薄膜涂料步驟可以減少反射引起的光損失。P-N連接斷開步驟是 使用一種激光或蝕刻劑將外表面上的部分N極層去除，斷開P-N連接，防止發(fā)生電流泄漏。在上述硅底板太陽(yáng)能電池的制造方法中，由于制造單晶硅太陽(yáng)能電池和多晶硅太 陽(yáng)能電池的兩個(gè)過程中涉及的具體環(huán)境條件和處理溶液均不相同，因此需要使用各自不同 的單獨(dú)生產(chǎn)線。因此，傳統(tǒng)的硅底板太陽(yáng)能電池的制造方法具有下述缺點(diǎn)。首先，由于需要安裝單晶硅晶片和多晶硅晶片兩種不同的生產(chǎn)線，來分開生產(chǎn)，而 不能在同一條生產(chǎn)線上生產(chǎn)這兩種太陽(yáng)能電池，從而增加了安裝生產(chǎn)線的高額費(fèi)用。其次，硅底板太陽(yáng)能電池的制造方法不僅降低了生產(chǎn)效率，并且限制了產(chǎn)量的增 加。
再次，由于硅底板的制造方法不能有效地滿足不同市場(chǎng)多晶硅或單晶硅太陽(yáng)能電 池的多種要求，因此明顯減少了太陽(yáng)能電池的產(chǎn)率。SUMMARY OF THE INVENTION發(fā)明概述本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例一方面克服了上述問題及/或缺點(diǎn)，并具有至少一種下述的 優(yōu)點(diǎn)。因此，本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例一方面提高了自動(dòng)化生產(chǎn)中的產(chǎn)率，使在一條生產(chǎn)線上連 續(xù)制造多晶硅晶片和單晶硅晶片的方法效率顯著提高，本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例另一方面通過在每個(gè)步驟點(diǎn)安裝了一個(gè)監(jiān)控器監(jiān)控處理的 質(zhì)量，從而降低了太陽(yáng)能電池制造過程中的錯(cuò)誤率，提高了太陽(yáng)能電池的質(zhì)量，本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例還有一個(gè)方面是提供了一種制造太陽(yáng)能電池的系統(tǒng)，它可以 用一條生產(chǎn)線選擇性地制造多晶硅晶片或單晶硅晶片，因此減少安裝的費(fèi)用，并有效地滿 足了市場(chǎng)對(duì)太陽(yáng)能電池特性的不同要求。為了達(dá)到上述以及其它的優(yōu)點(diǎn)和本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供了一種太陽(yáng)能電池的 制造系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括一個(gè)紋理裝置，一個(gè)擴(kuò)散裝置，一個(gè)除去氧化薄膜裝置，一個(gè)防反射 薄膜涂料裝置，一個(gè)電極印刷裝置，和一個(gè)斷開P-N連接裝置。所述的紋理裝置設(shè)有多個(gè)以 一定距離平行安裝的紋理部件，它們可以同時(shí)紋理每個(gè)多晶硅底板和單晶硅底板的表面。 所述的擴(kuò)散裝置包括多個(gè)分別與每個(gè)紋理部件連接，并分別安裝在每個(gè)紋理部件內(nèi)的擴(kuò)散 裝置，它們可以同時(shí)處理底板，完成紋理，進(jìn)行P-N連接。所述的氧化物薄膜去除裝置去除 在擴(kuò)散裝置步驟中底板上形成的一層氧化物薄膜。所述的防反射薄膜涂料裝置是與氧化物 薄膜去除裝置連接，并安裝在氧化物薄膜去除裝置內(nèi)，它在底板的表面上涂上一層防反射 薄膜。斷開P-N連接裝置是將P-N連接斷開，使底板可以從電極印刷裝置中運(yùn)出。所述的紋理裝置也可以包括一個(gè)筒式浸泡設(shè)計(jì)的嵌入式多紋理部件和一個(gè)盒式 浸泡設(shè)計(jì)的盒式單紋理部件。所述擴(kuò)散裝置也可以包括一個(gè)帶狀的嵌入式多擴(kuò)散通道和一個(gè)管狀的盒式管狀 擴(kuò)散通道。本發(fā)明的具體實(shí)施方式
中將進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明的其它技術(shù)特征。


本發(fā)明的具體實(shí)施方式
將結(jié)合附圖，進(jìn)一步描述本發(fā)明的上述和其它目的、特征 和優(yōu)點(diǎn)。圖1是本發(fā)明所述的一種太陽(yáng)能電池的制造系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明所述的嵌入式多紋理部件的側(cè)視圖；圖3是本發(fā)明所述的盒式單紋理部件的側(cè)視圖；圖4是本發(fā)明所述的嵌入式多擴(kuò)散通道的側(cè)視圖；圖5是本發(fā)明所述的盒式管狀擴(kuò)散通道的側(cè)視圖；圖6是本發(fā)明所述的一種第一裝載區(qū)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明所述的一種第一變向輸送器的局部放大示意圖；圖8是本發(fā)明所述的一種第一變向輸送器的局部側(cè)視圖；圖9為本發(fā)明所述的一種第二裝載區(qū)的結(jié)構(gòu)示意圖10是本發(fā)明所述的第三裝載區(qū)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11是本發(fā)明所述的第四裝載區(qū)的結(jié)構(gòu)示意圖；并且圖12是一個(gè)底板在處理過程中發(fā)生各種變化時(shí)側(cè)視圖。附圖中，同樣的附圖標(biāo)記應(yīng)理解為涉及同樣的元素、特征和結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖具體說明本發(fā)明優(yōu)選的具體實(shí)施例。圖1是本發(fā)明所述的一種太陽(yáng)能電池的制造系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該系統(tǒng)包括一個(gè)紋理裝置10、一個(gè)擴(kuò)散裝置20、一個(gè)氧化物薄膜去除 裝置30、一個(gè)防反射薄膜涂料裝置40、一個(gè)電極印刷裝置50和一個(gè)斷開P-N連接裝置60。本發(fā)明所述的太陽(yáng)能電池的制造系統(tǒng)可以在前端設(shè)置一個(gè)底板輸入部件100，在 后端設(shè)置一個(gè)底板選擇部件190。底板輸入部件100供應(yīng)一個(gè)多晶硅或單晶硅晶片(如一 塊底板)。可以在底板輸入部件100和底板選擇部件190中安裝多個(gè)傳送器(未顯示)，它 們可以將一塊底板300自動(dòng)地輸入或輸出。本發(fā)明中所有步驟涉及的裝置依次連接安裝，以連續(xù)地處理底板300。第一、第二、 第三和第四裝載區(qū)110、120、130和140均被設(shè)置在紋理裝置10的前端，紋理裝置10和擴(kuò) 散裝置20之間、擴(kuò)散裝置20和氧化物薄膜去除裝置30之間、以及防反射薄膜涂料裝置40 和電極印刷裝置50之間分別設(shè)有一個(gè)連接部件，它們使裝載區(qū)可以選擇性地自動(dòng)載入多 晶硅或單晶硅底板300。監(jiān)控處理的質(zhì)量的第一、第二和第三監(jiān)控器160、170和180安裝在第二、第三和第 四裝載區(qū)120、130和140中。設(shè)備紋理裝置10可以去除從一塊結(jié)晶塊、許多硅中切割出薄膜形底板300的過程 中產(chǎn)生的表面損傷，同時(shí)還可以在一個(gè)表面紋理過程中紋理出一個(gè)具有微小錐形或粗糙的 表面。由于紋理裝置10在紋理底板表面的過程中增加了底板300的表面積，從而減少了 表面反射率，增加了光吸收率，因此提高了太陽(yáng)能電池的效率。紋理裝置10包括多個(gè)紋理部件，它們是，用于制造一種多晶硅底板的一個(gè)筒式設(shè) 計(jì)的嵌入式多紋理部件11和用于制造一種單晶硅底板的一個(gè)盒式設(shè)計(jì)的盒式單紋理部件 16。嵌入式多紋理部件11和盒式單紋理部件16以一定的距離平行安裝，它們通過利 用一種“濕態(tài)”設(shè)備，使用一種濕潤(rùn)蝕刻法紋理一塊底板的表面。下面的圖2和圖3具體描述了嵌入式多紋理部件11和盒式單紋理部件16。圖2是本發(fā)明所述的嵌入式多紋理部件11的側(cè)視圖。圖3是本發(fā)明所述的盒式 單紋理部件16的側(cè)視圖。嵌入式多紋理部件11紋理一種多晶硅底板300的表面。如圖2所示，將嵌入式多 紋理部件11安裝在一個(gè)旋轉(zhuǎn)輸送器13上，其中旋轉(zhuǎn)輸送器13中設(shè)有一根儲(chǔ)藏有恒量蝕刻 劑250的蝕刻劑存儲(chǔ)管12，添加劑存儲(chǔ)管12使輸送來的多晶硅底板300可以浸泡在蝕刻劑 250中，這樣嵌入式多紋理部件11就可以用一種蝕刻劑250來紋理表面。在傳統(tǒng)的方法中，底板300在紋理之前，需要經(jīng)過一個(gè)沖洗和干燥(如熱風(fēng)等)工序。蝕刻劑250是一種高溫的強(qiáng)堿溶液，如膽酸鈉(NaCH)或氫氧化鉀(KOH)。
蝕刻劑存儲(chǔ)管12的前后兩端可以安裝向上或向下的多個(gè)滾軸輸送器13，這些滾 軸輸送器13輸送并支撐底板100，并與一個(gè)外輸送器(未顯示)連接，實(shí)現(xiàn)底板300的自動(dòng) 輸入和輸出。 可以增加滾筒輸送器13的軸向長(zhǎng)度，并將多個(gè)底板300縱向排列，使多個(gè)底板300 可以同時(shí)被處理。單晶硅底板的一個(gè)盒式設(shè)計(jì)的盒式單紋理部件16。如圖3所示，由于一個(gè)設(shè)有一 個(gè)蝕刻劑存儲(chǔ)管17的盤托18中安裝了一個(gè)盒子350，蝕刻劑存儲(chǔ)管17中存儲(chǔ)了一種蝕刻 劑250，其中盒子350中等間距地間隔插入了大量的底板300，因此底板300可以被一種蝕 刻劑250浸泡預(yù)定長(zhǎng)的時(shí)間，從而使盒式單紋理部件16可以同時(shí)處理大量的底板300。蝕刻劑250是一種低于室溫的硝酸和硫酸的混合物。這時(shí)的底板300是人工或自動(dòng)地直接插入盒子350中，然后，底板300就可以被輸 入蝕刻劑存儲(chǔ)管17。圖4和5是組成擴(kuò)散裝置20的多個(gè)不同部件的側(cè)視圖。擴(kuò)散裝置20是決定太陽(yáng)能效率的最關(guān)鍵步驟之一。擴(kuò)散裝置20可以形成一塊P-N 連接結(jié)構(gòu)的底板300，其外周表面上通過涂覆(如擴(kuò)散)N型混合物(如P0C13或H3P04)層 壓了一塊P型硅晶片和一塊N型硅晶片。如圖1所示，擴(kuò)散裝置20包括一個(gè)帶狀嵌入式多擴(kuò)散通道21和一個(gè)管狀盒式管 狀擴(kuò)散通道26。嵌入式多擴(kuò)散通道21和盒式管狀擴(kuò)散通道26相互間隔地平行安裝在與紋 理裝置10中相對(duì)應(yīng)的同一軸線上的擴(kuò)散部件連接的位置。如圖4所示，帶狀的嵌入式多擴(kuò)散通道21包括一個(gè)擴(kuò)散腔22和一個(gè)輸送帶24， 其中輸送帶24通過一根滾筒25穿過擴(kuò)散腔22循環(huán)地輸送。輸送帶24被設(shè)置成可以從第二裝載區(qū)130載入輸送底板300。擴(kuò)散腔22的兩端分別設(shè)有底板輸入端22a和輸出端22b，擴(kuò)散腔22的上下均設(shè)有 多個(gè)加熱器23，加熱器23可以產(chǎn)生一種高溫空氣。通過向高溫(約1000C)的擴(kuò)散腔22中噴射含磷⑵的混合物，混合物離子先擴(kuò) 散在底板300的表面上，接著擴(kuò)散入其內(nèi)部，于是形成一個(gè)P-N連接結(jié)構(gòu)。如圖5所示，將可以同步處理多塊底板300的管狀盒式管狀擴(kuò)散通道26安裝在一 個(gè)盤托27上，由于石英管28中的一個(gè)盤托27上安裝了一個(gè)可以插入一個(gè)單位束中含有兩 百到四百塊底板300的盒子350，其中該石英管28設(shè)有一條加熱線，該加熱線可以產(chǎn)生一 個(gè)高溫空氣，將噴出的混合物、氧氣(02)、惰性氣體(N2等)如箭頭所示的，帶入石英管28 中。底板300在擴(kuò)散裝置20中完成處理后，氧化物薄膜去除裝置30將底板300表面 上產(chǎn)生的不需要的一個(gè)氧化物薄膜層去除。即，當(dāng)含磷混合物在擴(kuò)散裝置20中擴(kuò)散到底板300中時(shí)，由于一種和硅共存的含 磷(P)氧化物(如一種硅酸磷玻璃(PSG))使混合物發(fā)生沉淀，因此在底板300的表面上形 成了一層氧化物薄膜。該氧化物薄膜會(huì)降低太陽(yáng)能電池的效率。氧化物薄膜去除裝置30使用一種稀釋到約5%的硫酸溶液在一個(gè)“濕態(tài)”設(shè)備浸 泡并處理底板300。
設(shè)備防反射薄膜涂料裝置40是將一層防反射涂料(ARC)薄膜涂覆在底板300表 面，防止照射到底板300表面上的太陽(yáng)光發(fā)生反射引起損失，通過控制太陽(yáng)光的折射系數(shù) 和厚度，來減少反射的面積。防反射薄膜涂料裝置40可以是一種等離子放大化學(xué)汽相淀積(PECVD)設(shè)備。防 反射薄膜涂料裝置40通過層壓涂覆氮化硅(SiNx)或Si02/Ti02，使上層的光反射來破壞性 地防止下層的的光反射，從而減少底板300表面上發(fā)生的光反射，同時(shí)選擇性地?cái)U(kuò)大特定 的波長(zhǎng)范圍，減小光反射。電極印刷裝置50將多個(gè)金屬電極55和56 (圖12所示)印刷在底板300的表面， 作為太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的電荷流出的通道。可以根據(jù)產(chǎn)率，將多個(gè)電極印刷裝置50并聯(lián)。電極印刷裝置50用絲網(wǎng)印刷術(shù)在底板300的前后表面上印刷了一個(gè)電極模塊。其 中，使用了銀(Ag)、鋁(Al)等金屬，通過一種干燥燒制法完成印刷。S卩，由于電極印刷裝置50在高溫下將金屬熔融刺入一個(gè)硅表面，產(chǎn)生一種化學(xué)反 應(yīng)，因此降低了電阻力，增加了電流的流動(dòng)。所設(shè)計(jì)的電極模塊具有一個(gè)刪格化模塊，該刪格化模塊已經(jīng)考慮了一種光吸收損 失和一種薄層電阻。電極模塊包括多個(gè)等間距間隔的指針電極和多個(gè)與指針電極交叉的匯 流線。由于如硅和金屬電極55和56之間的接觸電阻力、金屬電極55和56自身之間的 電阻力、底板300自身的電阻力、電極移動(dòng)到鄰近刪格使一個(gè)發(fā)射極層產(chǎn)生的電阻力等等， 這些都使底板300中產(chǎn)生的電荷遇到的電阻力較大。因此，電極55和56較優(yōu)選地在底板300的合適區(qū)域上，組合排列成一個(gè)匯流線寬 度、一個(gè)指針寬度、一個(gè)間隔的距離等等，以獲得最大化的光有效入射區(qū)。金屬電極55和56 占底板整個(gè)面積的6-8%。斷開P-N連接裝置60安裝在電極印刷裝置50的后端。所述的斷開P-N連接裝置60將處于一種P-N連接狀態(tài)的底板300外部的一個(gè)N 型層(如一個(gè)發(fā)射層)部分?jǐn)嚅_并去除。斷開P-N連接裝置60在一個(gè)激光蝕刻設(shè)備中使 用一種激光分離法，在等離子體中使用一種等離子邊緣分離法，在一種蝕刻劑中使用一種 濕潤(rùn)蝕刻法等來蝕刻處理底板300，S卩，由于擴(kuò)散(如涂料)方法的特性，底板300形成P-N連接，其中磷原子在一塊 P型晶片的整個(gè)外周表面上擴(kuò)散，因此該P(yáng)型晶片的整個(gè)外周表面上環(huán)繞了一個(gè)N型發(fā)射 極層。因此，沿底板300上面的邊緣蝕刻處理一個(gè)N型層，從而使上面和下面不會(huì)發(fā)生電連接。第一、第二、第三和第四變向輸送器210、220、230和240分別安裝在本發(fā)明的太陽(yáng) 能電池制造系統(tǒng)中的第一、第二、第三和第四裝載區(qū)110、120、130和140中，它們選擇性或 多方向地輸送多晶硅底板300和單晶硅底板300。第一裝載區(qū)110中的第一變向輸送器210可以選擇性地將多晶硅或單晶硅底板 300從底板輸入端100分別輸送到嵌入式多紋理部件11和盒式單紋理部件16。圖6至8 具體描述了這部分內(nèi)容。圖6是第一裝載區(qū)110的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是第一變向輸送器210的局部放大示 意圖。圖8是一種輸送器200的局部側(cè)視圖
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如圖6所示，第一變向輸送器210包括一個(gè)主輸送器211、一個(gè)連接輸送器214和 一個(gè)裝載輸送器217。主輸送器211與底板輸入端100同軸連接安裝的。輸送帶211a安裝在主輸送器 211的兩側(cè)結(jié)構(gòu)上，通過滾筒進(jìn)行循環(huán)輸送的輸送帶211a相互間隔地支撐在底板300左右 兩側(cè)的下面。主輸送器211的里面安裝了兩個(gè)輸送器200，它們以一定的間距安裝在底板 300的輸送方向上。設(shè)有多個(gè)可旋轉(zhuǎn)支撐滾筒205的輸送器200用于同時(shí)支撐并輸送底板300。也可 以將輸送器200設(shè)置成通過操作一個(gè)球形螺旋、一個(gè)線性動(dòng)作(LM)導(dǎo)向裝置等就可以向上 或向下輸送。連接輸送器214與兩個(gè)輸送器200對(duì)應(yīng)地安裝。連接輸送器214被設(shè)置成其一端 分別與主輸送器211的兩端結(jié)構(gòu)相鄰近，從而可以從輸送器200中載入輸送底板300。類似于主輸送器211，連接輸送器214包括一對(duì)等間隔安裝的輸送帶214a，它們通 過滾筒循環(huán)輸送。多個(gè)輸送器200在一個(gè)內(nèi)部向上向下的安裝，并與載入底板300的裝載 輸送器217的數(shù)量相對(duì)應(yīng)。連接輸送器214的輸送帶214a安裝在比主輸送器211的輸送帶211a更高的位置 上，同時(shí)與輸送器00盡量接近，用來載入輸送被輸送器200向下移動(dòng)的底板300。將輸送器200的支撐滾筒205設(shè)置成在垂直于主輸送器211和連接輸送器214的 輸送方向上輸送底板300。裝載輸送器217從連接輸送器214的輸送器200上載入底板300，并將底板300分 別裝載進(jìn)嵌入式多紋理部件11和盒式單紋理部件16。裝載輸送器217的輸送帶可以安裝 在一個(gè)稍高于連接輸送器214的輸送帶214a位置附近，當(dāng)安裝在連接輸送器214中的輸送 器200向上移動(dòng)底板300時(shí)，它用來載入輸送底板。第一變向輸送器210的一種操作方法如下所述。當(dāng)?shù)装遢斎氩考?00將一塊多晶硅底板100輸入時(shí)，主輸送器211將底板向上輸 送到輸送器200頂部的一個(gè)位置處，其中輸送器200安裝在主輸送器211最末端的里面。輸送器200向上移動(dòng)底板300，使底板300脫離主輸送器211的輸送帶211a，同時(shí) 將底板300向垂直于主輸送器211的輸送方向上輸送，并安放在連接輸送器214上。連接 輸送器214將放上來的底板300向上輸送到每個(gè)輸送器200頂部的一個(gè)位置處，其中輸送 器200是對(duì)應(yīng)于裝載輸送器217安裝的。連接輸送器214的輸送器200又將底板300向上移動(dòng)，同時(shí)將底板300安放在裝 載輸送器217上，使底板300載入嵌入式多紋理部件11。如果輸入的是一塊單晶硅底板300，那么與輸送多晶硅底板300的方法相同，先將 其向上輸送到主輸送器211中的第一輸送器200的一個(gè)位置處，然后輸入到盒式單紋理部 件16中。裝載輸送器217將單晶硅底板300輸送之后，一個(gè)工人或機(jī)器將底板300放置于 一個(gè)單獨(dú)的盒子(未顯示)上，然后將底板300輸入盒式單紋理部件16的蝕刻劑存儲(chǔ)管17中。因此，第一變向輸送器210選擇性地將多晶硅和單晶硅底板300分別載入嵌入式 多紋理部件11和盒式單紋理部件16。
第二變向輸送器220安裝在第二裝載區(qū)120內(nèi)。下面將結(jié)合圖9具體描述第二變向輸送器220。圖9為第二裝載區(qū)120的結(jié)構(gòu)示意圖第二變向輸送器220選擇性地將底板300分別從紋理裝置10中的嵌入式多紋理 部件11和盒式單紋理部件16輸送到擴(kuò)散裝置20的嵌入式多擴(kuò)散通道21或盒式管狀擴(kuò)散 通道26中。第二變向輸送器220包括一個(gè)主輸送器221、一個(gè)連接輸送器224和一個(gè)裝載 輸送器227。多個(gè)主輸送器221分別平行安裝在嵌入式多紋理部件11和盒式單紋理部件16的 兩端。平行地安裝多個(gè)裝載輸送器227，使之可以將底板300分別載入嵌入式多擴(kuò)散通道 21和盒式管狀擴(kuò)散通道26中。主輸送器221和裝載輸送器227是間隔一定的距離安裝在同一軸(C)方向上。一 對(duì)第一和第二輸送器224a和224b是盡量互相接近地縱向安裝在主輸送器221和裝載輸送 器227之間，第一和第二輸送器224a和224b具有與第一變向輸送器210中的連接輸送器214 相同的結(jié)構(gòu)。多個(gè)輸送器200分別與主輸送器221和裝載輸送器227對(duì)應(yīng)地安裝，它們從 主輸送器221載入輸送底板300，或者將底板300輸送到裝載輸送器227中。底板300也可以直接穿過第一連接輸送器224a，被輸送到第二連接輸送器224b的 輸送器200中。主輸送器221、連接輸送器224、輸送器200和裝載輸送器227輸送底板300的操 作方法與第一變向輸送器210的操作方法相同。因此，第二變向輸送器220可以分別在兩個(gè)方向上輸送多晶硅或單晶硅底板300。S卩，首先是將底板300連續(xù)地輸送到嵌入式多紋理部件11或盒式單紋理部件16 中完成處理，于是進(jìn)入第一和第二連接輸送器224a和224b中在向上移動(dòng)的輸送器200上， 其將底板300直接輸送到同一軸(C)向上的裝載輸送器227。其次向上的輸送器200將位于第一連接輸送器224a上的底板300放在第一連接 輸送器224a的一條輸送帶上，于是第一連接輸送器224a縱向輸送底板300，然后使之連續(xù) 地穿過位于相反兩側(cè)的第一和第二連接輸送器224a和224b中的輸送器200，被輸送到裝載 輸送器227中。因此，在嵌入式多紋理部件11或盒式單紋理部件16中完成處理的底板300被第 二變向輸送器220選擇性地輸送到嵌入式多擴(kuò)散通道21和盒式管狀擴(kuò)散通道26中。第三變向輸送器230被安裝在第三裝載區(qū)130中，它將已經(jīng)在嵌入式多擴(kuò)散通道 21和盒式管狀擴(kuò)散通道26中完成處理的底板300輸送到一個(gè)氧化物薄膜去除裝置30中。 如圖10所示，該第三變向輸送器230包括一個(gè)主輸送器231、一個(gè)連接輸送器234和一個(gè)裝 載輸送器237。主輸送器231、連接輸送器234和裝載輸送器237的構(gòu)建和操作方法均與第一和 第二變向輸送器210和220相同。裝載輸送器237被安裝在靠近連接輸送器234中心的位 置。連接輸送器234也可以分別與一部分裝載輸送器237連接。因此，底板300從嵌入式多擴(kuò)散通道21或盒式管狀擴(kuò)散通道26中輸出后，穿過主 輸送器231、連接輸送器234、輸送器200和裝載輸送器237，被輸入到氧化物薄膜去除裝置
10是第四裝載區(qū)140的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖11所示，第四變向輸送器240被安 裝在第四裝載區(qū)140中，它從防反向薄膜涂料裝置40載入底板300，并將底板300分別輸送 到多個(gè)電極印刷裝置50中。第四變向輸送器240與第三變向輸送器230的結(jié)構(gòu)相同，也包 括一個(gè)主輸送器241、一個(gè)連接輸送器244和一個(gè)裝載輸送器247。多個(gè)裝載輸送器247縱向安裝在連接輸送器244兩端的側(cè)面上，其位置分別與多 個(gè)電極印刷裝置50相對(duì)應(yīng)。因此，底板300穿過主輸送器241、連接輸送器244、輸送器200和裝載輸送器247 后，被輸送到每個(gè)電極印刷裝置50中。第一、第二、第三和第四變向輸送器210、220、230和240優(yōu)選可以由各自的一個(gè)控 制器(未顯示)控制，于是就可以選擇性地輸送多晶硅或單晶硅底板300。第一、第二、第三監(jiān)控器160、170和180分別安裝在第二、第三和第四裝載區(qū)120、 130 和 140 中。第一、第二、第三監(jiān)控器160、170和180抽取那些已經(jīng)在紋理裝置10、擴(kuò)散裝置20 和防反射薄膜涂料裝置40完成處理的底板300，來監(jiān)控一個(gè)處理的質(zhì)量。第一監(jiān)控器160中設(shè)有一個(gè)底板表面反射率檢測(cè)器、一個(gè)使用期檢測(cè)器和一個(gè)蝕 刻率檢測(cè)器。表面反射率檢測(cè)器檢測(cè)底板300表面對(duì)太陽(yáng)光的一個(gè)反射率。使用時(shí)長(zhǎng)檢測(cè)器檢 測(cè)底板表面在報(bào)廢前，可以通過太陽(yáng)光產(chǎn)生載波的時(shí)長(zhǎng)。蝕刻率檢測(cè)器檢測(cè)底板表面上紋 理的蝕刻均勻性。第二監(jiān)控器170中設(shè)有一個(gè)薄層電阻檢測(cè)器和一個(gè)使用時(shí)長(zhǎng)檢測(cè)器。該薄層電阻檢測(cè)器檢測(cè)底板300表面上的一個(gè)薄層電阻，并檢查薄層電阻是否一 直持續(xù)低于一個(gè)預(yù)定值。由于增大載波會(huì)帶來電阻損失，因此優(yōu)選將薄層電阻與一個(gè)因素，如表面濃度、連 接深度、均勻性等一起控制。第三監(jiān)控器180設(shè)有一個(gè)表面反射率檢測(cè)器、一個(gè)厚度檢測(cè)器和一個(gè)使用時(shí)長(zhǎng)檢 測(cè)器。表面反射率檢測(cè)器檢測(cè)對(duì)太陽(yáng)光的反射率。厚度檢測(cè)器檢測(cè)適于光折射、并優(yōu)選 破壞性地防止的厚度。使用時(shí)長(zhǎng)檢測(cè)器檢測(cè)一個(gè)載波的使用時(shí)間。上述設(shè)置在第一、第二、第三監(jiān)控器160、170和180中的檢測(cè)器可以是通用的檢 測(cè)模塊。檢測(cè)器優(yōu)選與連接輸送器224、234和244相連設(shè)置，使檢測(cè)器可以從縱向安裝在 第二、第三和第四裝載區(qū)120、130和140中的多個(gè)連接輸送器224、234和244中載入底板 300。圖12是一個(gè)底板在處理過程中發(fā)生各種變化時(shí)側(cè)視圖。如圖12所示，一塊P型硅晶片底板300的表面被紋理裝置10中進(jìn)行的一個(gè)步驟 所蝕刻，形成一種稍微粗糙的部件。然后擴(kuò)散裝置20將N型含磷混合物以一個(gè)預(yù)定的深度 擴(kuò)散到表面上，形成一個(gè)發(fā)射極層(如一個(gè)N型層)。防反向薄膜涂料裝置30將一種防反射薄膜涂覆在底板300表面。然后通過電極印 刷裝置中進(jìn)行的一個(gè)步驟將金屬電極55和56刺入地設(shè)置在一個(gè)上表面和一個(gè)下表面上。
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電極55可以通過一種預(yù)定的條件被多樣地形成。最后在斷開P-N連接裝置60中去除上下表面上形成的發(fā)射極層，從而使底板300 形成一個(gè)太陽(yáng)能電池。因此，本發(fā)明可以用一條生產(chǎn)線選擇性地制造本需要不同特性方法制造的一種多 晶硅晶片和一種單晶硅晶片，因此既可以提高工業(yè)自動(dòng)化中的生產(chǎn)率，又可以顯著地節(jié)省 安裝費(fèi)用。本發(fā)明將底板300的錯(cuò)誤率最小化，制造出高質(zhì)量的太陽(yáng)電池，迅速地完成每個(gè) 步驟，并通過第一、第二、第三和第四監(jiān)控器檢查處理后的底板300質(zhì)量。如上所述，本發(fā)明達(dá)到了下述效果。首選，由于本發(fā)明可以在一條生產(chǎn)線中同時(shí)制 造一種多晶硅太陽(yáng)能電池和一種單晶硅太陽(yáng)能電池，因此提高了工業(yè)自動(dòng)化的產(chǎn)率，節(jié)省 安裝費(fèi)用。其次，本發(fā)明可以有效地滿足市場(chǎng)對(duì)各種太陽(yáng)能電池的需要。再次，由于本發(fā)明 提高了處理效率，因此可以顯著地提高產(chǎn)率。第四，由于在每個(gè)處理步驟中監(jiān)控處理的質(zhì) 量，因此本發(fā)明可以減少太陽(yáng)能電池的錯(cuò)誤率，制造出一種高質(zhì)量的太陽(yáng)能電池。雖然本發(fā)明通過

了某一優(yōu)選的實(shí)施例，但是應(yīng)該理解為本領(lǐng)域的技術(shù)人 員可以在不超出本發(fā)明權(quán)利要求的原理和范圍內(nèi)做各種變化。
權(quán)利要求
一種太陽(yáng)能電池的制造系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個(gè)紋理裝置，其等間距地平行設(shè)置了多個(gè)紋理部件，用于同時(shí)紋理一塊多晶硅底板和一塊單晶硅底板的表面；一個(gè)擴(kuò)散裝置，包括分別與多個(gè)紋理部件相連設(shè)置的多個(gè)擴(kuò)散部件，用于同時(shí)將完成紋理后的的底板進(jìn)行P N連接；一個(gè)氧化物薄膜去除裝置，用于將底板在擴(kuò)散裝置中進(jìn)行處理后產(chǎn)生的一層氧化物薄膜去除；一個(gè)防反射薄膜涂料裝置，其與氧化物薄膜去除裝置相連設(shè)置，用于向一塊底板的表面上涂上一層防反射薄膜。一個(gè)電極印刷裝置，其與防反射薄膜涂料層相連設(shè)置，用于將一個(gè)金屬電極印刷到底板上；和一個(gè)斷開P N連接裝置，用于將輸送到電極印刷裝置中的底板斷開P N連接。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于紋理裝置包括一個(gè)筒式浸泡設(shè)計(jì)的嵌入式多 紋理部件和一個(gè)盒式浸泡設(shè)計(jì)的盒式單紋理部件。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于擴(kuò)散裝置包括一個(gè)帶狀的嵌入式多擴(kuò)散通道 和一個(gè)管狀的盒式管狀擴(kuò)散通道。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，第一、第二和第三裝載區(qū)用于載入紋理裝置前端提供的 底板，紋理裝置和擴(kuò)散裝置之間、擴(kuò)散裝置和氧化物薄膜去除裝置之間分別設(shè)有一個(gè)連接 部件，其特征在于，第一、第二和第三變向輸送器先使底板的輸送方向發(fā)生變化，然后將底板 選擇性地分別載入到一個(gè)接下來的程序中，該程序被分別設(shè)置在第一、第二和第三裝載區(qū) 中。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于第一變向輸送器包括 一個(gè)主輸送器，其被設(shè)置在紋理部件前端的中心位置處； 多個(gè)裝載輸送器，用于將多塊底板分別載入不同的紋理部件中；和多個(gè)連接輸送器，它們分別對(duì)稱地設(shè)置在主輸送器的兩側(cè)部件上，并與主輸送器和裝 載輸送器相連，使底板可以被輸送到裝載輸送器中。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，主輸送器和連接輸送器包括多根輸送帶，這些輸送帶以 一定的間距間隔地設(shè)置，分別用于支撐底板的左右兩端，其特征在于，多個(gè)輸送器被向上向下地設(shè)置在主輸送器和連接輸送器的里面，于是向 上移動(dòng)底板，同時(shí)改變輸送的方向，將底板放置在連接輸送器或裝載輸送器上，使底板自動(dòng) 地被輸送。
7.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，第二變向輸送器包括 多個(gè)主輸送器，它們分別被設(shè)置在紋理部件的后端； 多個(gè)裝載輸送器，分別用于載入擴(kuò)散部件中的多塊底板；一對(duì)連接輸送器，它們被縱向地相鄰設(shè)置，并與主輸送器和裝載輸送器連接， 其特征在于，連接輸送器包括多根輸送帶，它們被等間距地間隔設(shè)置，用于支撐底板的左右兩端；和 多個(gè)輸送器，它們被向上向下地設(shè)置在連接輸送器內(nèi)，用于向上或向下移動(dòng)底板，同時(shí)輸送底板，將底板從主輸送器載入或輸送放置到裝載輸送器上。
8.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，第三變向輸送器包括多個(gè)主輸送器，它們被分別設(shè)置在多個(gè)擴(kuò)散部件的后端； 一個(gè)連接輸送器，其被縱向設(shè)置；和 一個(gè)裝載輸送器，其被設(shè)置在氧化物薄膜去除裝置的前端， 其特征在于連接輸送器包括多根輸送帶，它們被等間距地間隔設(shè)置，用于支撐底板的左右兩端；和 多個(gè)輸送器，它們被向上向下地設(shè)置在連接輸送器內(nèi)，用于向上或向下移動(dòng)底板，同時(shí) 輸送底板，將底板從主輸送器載入或輸送放置到裝載輸送器上。
9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于多個(gè)電極印刷裝置被平行地設(shè)置，用于同時(shí) 地處理多塊底板。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于防反射薄膜涂料裝置和電極印刷裝置之間 設(shè)有一個(gè)用于載入底板的第四裝載區(qū)，和一個(gè)用于改變底板輸送方向的第四變向輸送器，其被設(shè)置在第四裝載區(qū)內(nèi)，用于選擇 性地將底板載入到每個(gè)電極印刷裝置中。
11.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于第四變向輸送器包括 一個(gè)主輸送器，其被設(shè)置在防反射薄膜涂料裝置的后端； 一個(gè)縱向設(shè)置的連接輸送器，多個(gè)裝載輸送器，它們被分別設(shè)置在多個(gè)電極印刷裝置的前端， 其特征在于連接輸送器包括多根輸送帶，它們以一定的間距間隔地設(shè)置，用于支撐底板的左右兩端；和 多個(gè)輸送器，它們被向上向下地設(shè)置在連接輸送器內(nèi)，用于向上或向下移動(dòng)底板，同時(shí) 輸送底板，將底板從主輸送器載入或輸送放置到裝載輸送器上。
12.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于分別設(shè)置在第二和第三裝載區(qū)的第一和第 二監(jiān)控部件是用于監(jiān)控底板的處理質(zhì)量，它們被安裝成自動(dòng)地從第二和第三變向輸送器中 載入并輸送多塊底板。
13.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于設(shè)置在第四裝載區(qū)的一個(gè)第三監(jiān)控部件用 于監(jiān)控底板的處理質(zhì)量，其被安裝成自動(dòng)地從第四變向輸送器中載入并輸送多塊底板。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制造太陽(yáng)能電池的制造系統(tǒng)。由于該系統(tǒng)連續(xù)連接安裝一個(gè)紋理裝置、一個(gè)擴(kuò)散裝置、一個(gè)氧化物薄膜去除裝置、一個(gè)防反射薄膜涂料裝置、一個(gè)電極印刷裝置和一個(gè)斷開P-N連接裝置，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能電池制造過程的連續(xù)進(jìn)行，并平行安裝多個(gè)紋理部件和擴(kuò)散部件，來分別在紋理裝置和擴(kuò)散裝置中同時(shí)處理多晶硅晶片和單晶硅晶片，因此可以在一條生產(chǎn)線中選擇性地制造多晶硅晶片和單晶硅晶片，從而不僅可以提高工業(yè)自動(dòng)化中的產(chǎn)率，節(jié)省安裝費(fèi)用，還可以顯著地減少太陽(yáng)能電池的制造費(fèi)用。此外，本系統(tǒng)不僅可以提高處理的效率，還可以通過額外設(shè)置的監(jiān)控每個(gè)處理質(zhì)量的監(jiān)控器使制得的太陽(yáng)能電池質(zhì)量很高。
文檔編號(hào)H01L31/18GK101924163SQ20091016271
公開日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2009年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月9日
發(fā)明者樸勝一, 許閏成 申請(qǐng)人:Snt能源技術(shù)有限公司