一种集成RPD和PVD的镀膜设备的制作方法

一种集成rpd和pvd的镀膜设备
技术领域
1.本实用新型涉及太阳能电池制造技术领域，尤其涉及一种集成rpd和pvd的镀膜设备。


背景技术：

2.太阳能由于其取之不尽、用之不竭的特点被誉为目前最具潜力的能源之一，太阳能电池是利于太阳发电的核心器件，目前太阳能电池的结构有很多种，其中异质结与钙钛矿太阳能电池是较为前沿的光伏技术，两种电池结构都需要制备导电薄膜，也就是透明导电氧化物(transparent conductive oxide，tco)薄膜，以下简称“tco薄膜”。
3.现有技术中沉积tco薄膜的方法主要有磁控溅射法(physical vapor deposition，pvd)和反应等离子沉积法(reactive plasma deposition，rpd)两种。磁控溅射法(physical vapor deposition，pvd)可用于制备金属、半导体等多种材料，具有设备简单、易于控制、镀膜面积大以及附着力强等特点。pvd设备在制备高质量的tco薄膜方面拥有比较成熟的应用，其可以在250℃以内成膜，成膜的工艺温度远小于化学蒸镀法(chemical vapor deposition,cvd)。且pvd设备低温沉积的tco薄膜具有良好的光电特性、均匀性好、生产量大、成本低等诸多优点，因此成为太阳能电池制备的关键工艺设备。反应等离子沉积法(reactive plasma deposition，rpd)由于其低离子轰击损伤及其高迁移率、高质量的膜层特性，被广泛用于异质结或钙钛矿电池tco薄膜的接触层(或称为衬底层)。
4.但是目前的太阳能电池由于工艺的需求，需要同时使用这两种方法来沉积不同种类的tco薄膜，以满足工艺需求。在现有技术的镀膜设备中，pvd成膜和rpd成膜需要分为两个独立的设备进行，这样就会额外增加太阳能电池的生产工序，增加太阳能电池在生产过程中的上料和下料步骤，极大地降低了生产效率，增加设备成本。同时，现有技术中的成膜设备在太阳能电池制备过程中，容易导致太阳能电池暴露在空气中，进而降低成膜的质量，影响太阳能电池的发电效率。
5.因此，亟需设计一种集成rpd和pvd的镀膜设备来解决现有技术中的技术问题。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提出一种集成rpd和pvd的镀膜设备，结构简单、节约成本，提高了生产效率，能够提升镀膜质量，进而提高太阳能电池的发电效率。
7.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
8.本实用新型提供一种集成rpd和pvd的镀膜设备，包括：
9.载板，所述载板上设置有卡槽，所述卡槽被配置为放置太阳能电池；
10.上料腔室，所述上料腔室连通于第一抽真空装置；
11.rpd工艺腔室，所述rpd工艺腔室与所述上料腔室连通；
12.pvd工艺腔室，所述pvd工艺腔室通过移载腔室连通于所述rpd工艺腔室；
13.所述rpd工艺腔室、所述移载腔室和所述rpd工艺腔室呈“u型”结构排列；
14.下料腔室，所述下料腔室连通于第二抽真空装置，且所述下料腔室连通于pvd工艺腔室；
15.所述太阳能电池能够依次通过所述上料腔室、所述rpd工艺腔室、所述移载腔室、所述pvd工艺腔室以及所述下料腔室。
16.作为一种可选技术方案，所述载板在所述移载腔室内的移动方式为平移。
17.作为一种可选技术方案，所述集成rpd和pvd的镀膜设备包括预热腔室，所述预热腔室连通于所述上料腔室和所述rpd工艺腔室。
18.作为一种可选技术方案，所述集成rpd和pvd的镀膜设备包括前缓冲腔室，所述前缓冲腔室连通于所述预热腔室和所述rpd工艺腔室。
19.作为一种可选技术方案，所述集成rpd和pvd的镀膜设备包括后缓冲腔室，所述后缓冲腔室连通于所述rpd工艺腔室和所述移载腔室。
20.作为一种可选技术方案，所述集成rpd和pvd的镀膜设备包括过渡腔室，所述过渡腔室连通于所述pvd工艺腔室和所述下料腔室。
21.作为一种可选技术方案，所述集成rpd和pvd的镀膜设备包括冷却腔室，所述冷却腔室连通于所述过渡腔室和所述下料腔室。
22.作为一种可选技术方案，所述rpd工艺腔室内设置有rpd发射源。
23.作为一种可选技术方案，所述pvd工艺腔室内设置有pvd发射源。
24.作为一种可选技术方案，所述rpd工艺腔室和所述pvd工艺腔室内均设置有加热组件。
25.本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供一种集成rpd和pvd的镀膜设备，将rpd工艺腔室和pvd工艺腔室集成在同一设备中，进而形成u型结构排列，上料腔室与下料腔室在相同侧，大大减少了回传线，降低了成本；rpd工艺腔室与pvd工艺腔室连续镀膜，使得太阳能电池无需出腔室即可完成两种膜层的镀膜过程，有效避免太阳能电池制备过程中暴露于空气的风险，从而提升膜层质量。即节省了rpd设备的下料装置和pvd的上料装置，以及两台设备之间的传递装置，使得设备结构会更加简化，大大减少设备的复杂性，缩短了制造工序和工时，提高了生产效率。降低产线装备购买和运营的费用；从而减少了产品的搬运以及产品的碎片率，进一步降低了成本。
附图说明
26.图1为本实用新型提供的集成rpd和pvd的镀膜设备的俯视图。
27.附图标记
28.1、自动化设备；2、上料腔室；21、第一抽真空装置；3、预热腔室；4、rpd工艺腔室；41、前缓冲腔室；42、后缓冲腔室；43、rpd发射源；5、移载腔室；51、第三抽真空装置；6、pvd工艺腔室；61、过渡腔室；62、pvd发射源；63、加热组件；64、分子泵；7、冷却腔室；8、下料腔室；81、第二抽真空装置；9、门阀组件。
具体实施方式
29.为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
30.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
31.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
32.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
33.如图1所示，本实施例提供一种集成rpd和pvd的镀膜设备，该集成rpd和pvd的镀膜设备主要包括：自动化设备1、载板、上料腔室2、rpd工艺腔室4、移载腔室5、pvd工艺腔室6以及下料腔室8。其中，载板上设置有卡槽，卡槽被配置为放置太阳能电池，上料腔室2连通于第一抽真空装置21、下料腔室8连通于第二抽真空装置81。rpd工艺腔室4与上料腔室2连通，pvd工艺腔室6通过移载腔室5室连通于rpd工艺腔室4，且下料腔室8连通于pvd工艺腔室6。这样使得整个集成rpd和pvd的镀膜设备围设成u型结构，也就是说，载板在rpd工艺腔室4和pvd工艺腔室6中运动的方向相反，这样可以节省回传线的长度，进而便于该集成rpd和pvd的镀膜设备的安装。自动化设备1中包括运输皮带，载板设置在运输皮带上，运输皮带从上料腔室2贯穿于下料腔室8，从而使得载板能够承载着太阳能电池依次通过上料腔室2、rpd工艺腔室4、移载腔室5、pvd工艺腔室6以及下料腔室8。
34.基于以上设计，第一抽真空装置21和第二抽真空装置81能够分别对上料腔室2和下料腔室8进行抽真空，使得整个集成rpd和pvd的镀膜设备能够相对外界保持一定真空度，进而使得太阳能电池能够相对载板保持静止状态，有利于后续进行镀膜工艺。优选地，在本实用新型的一些实施例中，作业人员可以第一抽真空装置21和第二抽真空装置81设置为真空泵对上料腔室2和下料腔室8进行抽真空，当然，还可以选取其他装置进行抽真空，本实施例对此不做限定。
35.在本实施例中的移载腔室5的移动方式为平移，即载板能够将rpd工艺腔室4平移至pvd工艺腔室6中，这样平移的方式，既可以提高载板平移的效率，又可以确保载板在移载腔室5中移动时，太阳能电池片保持稳定，避免损坏太阳能电池。同时，通过载板在移载腔室5内的平行移动，进而能够确保rpd工艺腔室4和pvd工艺腔室6的镀膜方向保持一致，从而使得本实施例中的集成rpd和pvd的镀膜设备能够在太阳能电池表面的同一侧进行镀膜。
36.可选地，在本实用新型的一些实施例中，作业人员可以根据实际镀膜的工艺需求，将rpd工艺腔室4和pvd工艺腔室6设置为多个，rpd工艺腔室4溅射iwo(氧化铟钨等离子体)，进而能够在太阳能电池表面喷镀氧化铟钨薄膜；pvd工艺腔室6溅射ito(氧化铟锡等离子
体)，进而能够在太阳能电池表面喷镀氧化铟锡薄膜。当然，作业人员可以根据实际工艺需求，灵活调节rpd工艺腔室4和pvd工艺腔室6的流量和时间，进而得到不同厚度、不同致密性的氧化铟钨薄膜和氧化铟锡薄膜，从而达到优化提升太阳能电池的发电效率的目的。
37.请继续参考图1，rpd工艺腔室4内设置有rpd发射源43。pvd工艺腔室6内设置有pvd发射源62。当载板上的太阳能电池经过rpd工艺腔室4时，rpd发射源43开始工作，也就是说，此时rpd发射源43向太阳能电池表面发射等离子体，进而使得等离子体可以附着沉积在太阳能电池的表面。当rpd工艺腔室4完成镀膜工艺时，载板由移载腔室5横向平移至pvd工艺腔室6的入口处，之后经过运输皮带传送至pvd工艺腔室6内部，此时pvd发射源62开始工作，当pvd工艺腔室6完成镀膜工艺时，运输皮带将载板运输至下料腔室8，最后经过自动化设备1对下料腔室8中的太阳能电池进行下料。
38.与现有技术相比，本实施例中将rpd工艺腔室4和pvd工艺腔室6集成在同一设备中，进而形成u型结构排列，上料腔室2与下料腔室8在相同侧，大大减少了回传线，降低了成本；rpd工艺腔室4与pvd工艺腔室6连续镀膜，使得太阳能电池无需出腔室即可完成两种膜层的镀膜过程，有效避免太阳能电池制备过程中暴露于空气的风险，从而提升膜层质量。即节省了rpd设备的下料装置和pvd的上料装置，以及两台设备之间的传递装置，使得设备结构会更加简化，大大减少设备的复杂性，缩短了制造工序和工时，提高了生产效率。降低产线装备购买和运营的费用；从而减少了产品的搬运以及产品的碎片率，进一步降低了成本。
39.如图1所示，在本实施例中，集成rpd和pvd的镀膜设备包括预热腔室3、前缓冲腔室41和后缓冲腔室42。上料腔室2、预热腔室3、前缓冲腔室41、rpd工艺腔室4以及后缓冲腔室42依次排列，并首尾连通。且上料腔室2、预热腔室3、前缓冲腔室41、rpd工艺腔室4、后缓冲腔室42以及pvd工艺腔室6内均设置有加热组件63。预热腔室3能够对载板上的太阳能电池进行预热，进而有利于后续rpd工艺腔室4进行镀膜工艺，前缓冲腔室41和后缓冲腔室42能够对载板上的太阳能电池起到一定的缓冲作用，为太阳能电池进入下一个腔室做准备工作。值得注意的是，在本实施例中，上料腔室2靠近自动化设备1的一侧、上料腔室2与预热腔室3之间、预热腔室3与前缓冲腔室41之间均设置有门阀组件9，门阀组件9与控制器电连接，控制器在预设时间内能够将门阀组件9打开或关闭，以使载板由一个腔室运动至另一个腔室。同时，门阀组件9能够提高上料腔室2的真空度。
40.如图1所示，在本实施例中，集成rpd和pvd的镀膜设备包括过渡腔室61和冷却腔室7。其中，pvd工艺腔室6、过渡腔室61、冷却腔室7以及下料腔室8依次排列，并首尾连通。过渡腔室61用于放置经过pvd工艺腔室6镀膜后的太阳能电池，进而对太阳能电池起到一定的缓冲作用。冷却腔室7能够对已经镀膜后的太阳能电池进行冷却，从而有利于后续自动化设备1对太阳能电池进行下料。值得注意的是，在本实施例中，下料腔室8靠近自动化设备1的一侧、下料腔室8与冷却腔室7之间，冷却腔室7与过渡腔室61之间均设置有门阀组件9。
41.如图1所示，在本实施例中，集成rpd和pvd的镀膜设备还包括多个分子泵64，多个分子泵64分别连通于预热腔室3、前缓冲腔室41、rpd工艺腔室4、后缓冲腔室42、移载腔室5、pvd工艺腔室6、过渡腔室61以及冷却腔室7，进而使得分子泵64能够对以上各腔室进行抽真空，从而使得真空度达到工艺要求的范围内，有利于太阳能电池的成膜，提高膜层的质量。此外，在本实施例中，移载腔室5还连通于第三抽真空装置51，进而使得第三抽真空装置51能够实现对移载腔室5进行抽真空，使得移载腔室5内保持一定的真空度。
42.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。