阅读说明：本技术 一种网状射频pecvd电极结构及其应用方法 (Mesh radio frequency PECVD electrode structure and application method thereof ) 是由 张超雄 王铭 汪涛 凌俊 郭小勇 易治凯 于 2021-01-21 设计创作，主要内容包括：本发明涉及的一种网状射频PECVD电极结构,它包括网状电极板(1)本体,所述网状电极板(1)采用9*12的网框结构,在横向每隔四个网格设置一个RF功率馈入点(2),纵向每隔三个网格设置一个RF功率馈入点(2)。所述网状电极板(1)的长度为1.95m,宽度为1.60m。所述网状电极板(1)的内网框直径为5cm,外网框直径为7cm。本发明使用网状的电极结构,同时解决射频PECVD工艺腔的边缘效应和电势驻波效应对电磁场均匀性的影响,改善非晶硅的镀膜效果,提高了太阳能电池的转换效率和产品良率,同时稳定的工艺更适合运用于量产。(The invention relates to a reticular radio frequency PECVD electrode structure, which comprises a reticular electrode plate (1) body, wherein the reticular electrode plate (1) adopts a 9 x 12 net frame structure, an RF power feed-in point (2) is arranged every other four grids in the transverse direction, and an RF power feed-in point (2) is arranged every other three grids in the longitudinal direction. The length of the reticular electrode plate (1) is 1.95m, and the width of the reticular electrode plate is 1.60 m. The diameter of an inner net frame of the reticular electrode plate (1) is 5cm, and the diameter of an outer net frame is 7 cm. The invention uses the reticular electrode structure, simultaneously solves the influence of the edge effect and the potential standing wave effect of the radio frequency PECVD process cavity on the uniformity of an electromagnetic field, improves the film coating effect of amorphous silicon, improves the conversion efficiency and the product yield of the solar cell, and simultaneously, the stable process is more suitable for mass production.)

一种网状射频PECVD电极结构及其应用方法

技术领域

本发明涉及光伏行业高效电池制造技术领域，尤其涉及一种网状射频PECVD电极结构及其应用方法。

背景技术

随着太阳能的广泛应用，太阳能光伏板产业也蓬勃发展，高硅基异质结（HJT）电池是继高效PERC后最具发展潜力的第三代太阳能电池，具有高转化效率、高开路电压、低温度系数、无光致衰减（LID）、无电致衰减（PID）、工艺温度低、双面率高等特点，对我国提出的“在2030年达到碳达峰、2060年实现碳中和”的目标具有非常重要的意义。

作为HJT电池的关键工序，PECVD可以制备非晶硅薄膜，形成内建电场，从而加速光生载流子的输运。因此，PECVD的镀膜均匀性严重影响着太阳能电池的产品良率、转换效率和使用寿命。目前，板式PECVD工艺腔内电磁场分布的不均匀性主要来自于电极的边缘效应、电势驻波效应及趋肤效应等，这些因素对电磁场均匀性的影响随电极频率的变化而变化。对于HJT电池大规模生产所用的射频（RF）电源，频率在13.98MHz，此时边缘效应和电势驻波效应是影响镀膜均匀性的主要因素。

边缘效应是指到了电极板边缘处，由于电极形状的限制，电场线从极板间区域扩展到外部空间，电场线由平行线变为呈开口状分布，影响了边缘部分的镀膜均匀性。电势驻波效应是指等离子体的电磁场在传播过程中，碰到极板边界在由极板边界向等离子体内部传播，而当电磁波的波长与腔体尺寸接近时，电场在极板中心出现叠加现象，使得中心气体的电离率远大于边缘部分。对于这些电磁效应，目前主流的解决方案是使用多点馈入技术并结合梯形电极设计，大幅减弱边缘效应和电势驻波效应对PECVD载板边缘和内部电池片的镀膜均匀性的影响。

但由于梯形电极的形状限制，使得垂直于梯形方向的边缘载板镀膜均匀性未得到良好改善。同时，由于结构限制，RF功率馈入点只能接入在垂直于梯形电极上，因而多点馈入对梯形极板电势驻波效应的改善并不完美。因此，目前需要一种极板设计以同时解决射频PECVD工艺腔的边缘效应和电势驻波效应。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种网状射频PECVD电极结构，用于解决HJT电池PECVD工艺中由于边缘效应和电势驻波效应所引起的非晶硅薄膜均匀性较差的问题，通过使用网状的电极结构，并结合多点馈入技术，以同时解决射频PECVD工艺腔的边缘效应和电势驻波效应对电磁场均匀性的影响。

本发明的目的是这样实现的：

一种网状射频PECVD电极结构，它包括网状电极板本体，所述网状电极板采用9*12的网框结构，在横向每隔四个网格设置一个RF功率馈入点，纵向每隔三个网格设置一个RF功率馈入点。

一种网状射频PECVD电极结构，所述网状电极板的长度为1.95m，宽度为1.60m。

一种网状射频PECVD电极结构，所述网状电极板的内网框直径为5cm，外网框直径为7cm。

一种网状射频PECVD电极结构的应用方法，它包括以下内容：

S1、对尺寸为156.75mm的N型单晶硅片进行制绒、清洗处理；

S2、使用板式射频等离子增强化学气相沉积法进行非晶硅沉积；

S3、使用网状电极板,沉积时间3min；所述网状电极板采用9*12的网框结构，在横向每隔四个网格设置一个RF功率馈入点，纵向每隔三个网格设置一个RF功率馈入点；

S4、使用椭偏仪对沉积的非晶硅膜厚进行测量。

一种网状射频PECVD电极结构的应用方法，所述网状电极板的长度为1.95m，宽度为1.60m，内网框直径为5cm，外网框直径为7cm。

一种网状射频PECVD电极结构的应用方法，所述网状电极板设置在工艺腔内，每个RF功率馈入点分别接入RF电源，网状电极板下方设有气体分布系统，气体分布系统下方设有下极板，下极板上设有石墨载板，气体分布系统连接气体进入口，所述工艺腔底部设有气体排出口。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明使用网状的电极结构，由于网状结构具有相对对称的结构，因而与梯形结构相比，在垂直和水平的边缘上具有更加合理的结构，更完美地匹配多点馈入技术，降低横向的边缘效应对镀膜均匀性的影响；同时解决射频PECVD工艺腔的边缘效应和电势驻波效应对电磁场均匀性的影响，改善非晶硅的镀膜效果，提高了太阳能电池的转换效率和产品良率，同时稳定的工艺更适合运用于量产。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图。

图2为本发明实施例1的应用示意图。

图3为本发明对比例1的结构示意图。

其中：

网状电极板1、RF功率馈入点2、工艺腔3、梯形极板4、气体分布系统5、气体进入口6、石墨载板7、下极板8、气体排出口9。

具体实施方式

为更好地理解本发明的技术方案，以下将结合相关图示作详细说明。应理解，以下具体实施例并非用以限制本发明的技术方案的具体实施态样，其仅为本发明技术方案可采用的实施态样。需先说明，本文关于各组件位置关系的表述，如A部件位于B部件上方，其系基于图示中各组件相对位置的表述，并非用以限制各组件的实际位置关系。

实施例1：

参见图1，本发明涉及的一种网状射频PECVD电极结构，它包括网状电极板1本体，所述网状电极板1采用9*12的网框设计，长度为1.95m，宽度为1.60m，内网框直径为5cm，外网框直径为7cm。

在横向每隔四个网格设置一个RF功率馈入点2，纵向每隔三个网格设置一个RF功率馈入点2。这种多点馈入方案相当于把网状电极板1分为九个大小相等的小块，在这些小块区域上施加RF电源可以大幅降低电势驻波效应的影响。同时，相对于梯形电极，这种网框设计可以降低横向的边缘效应对镀膜均匀性的影响。

参见图2，本发明涉及的一种网状射频PECVD电极结构的应用方法，它包括以下内容：

S1、对尺寸为156.75mm的N型单晶硅片（180μm)进行制绒、清洗处理；

S2、使用板式射频等离子增强化学气相沉积法（RF-PECVD）进行非晶硅沉积；

S3、使用网状电极板1,沉积时间3min；所述网状电极板1采用9*12的网框设计，长度为1.95m，宽度为1.60m，内网框直径为5cm，外网框直径为7cm；

S4、使用椭偏仪对沉积的非晶硅膜厚进行测量。

所述网状电极板1设置在工艺腔3内，每个RF功率馈入点2分别接入RF电源，网状电极板1下方设有气体分布系统5，气体分布系统5下方设有下极板8，下极板8上设有石墨载板7，气体分布系统5连接气体进入口6，所述工艺腔3底部设有气体排出口9。

对比例1：

参见图3，对比例1相对于实施例1的不同之处在于，对比例1采用的是梯形极板4，在工艺腔3内设有梯形极板4和气体分布系统5，梯形极板4的垂直方向中间的四个端点分别接入RF电源，梯形极板4下方设有气体分布系统5，气体分布系统5下方设有下极板8，下极板8上设有石墨载板7，气体分布系统5连接气体进入口6，所述工艺腔3底部设有气体排出口9。

对比例1的应用方法包括以下内容：

S1、对尺寸为156.75mm的N型单晶硅片（180μm)进行制绒、清洗处理；

S2、使用板式射频等离子增强化学气相沉积法（RF-PECVD）进行非晶硅沉积；

S3、使用梯形多点馈入电极，沉积时间3min；

S4、使用椭偏仪对沉积的非晶硅膜厚进行测量。

下表中对对比例1和实施例1获得的非晶硅膜厚进行了对比：

与对比例1中常规HJT电池制备方法相比，使用实施例1所使用的网状电极后获得非晶硅膜厚更均匀，充分说明网状结构电极可以提供更均匀的电磁场。

以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。