CN215404513U - 电场装置及管式pecvd设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电场装置及管式PECVD设备，属于太阳能电池技术领域。本实用新型的电场装置包括射频电源装置和载片装置，载片装置包括真空腔体和多个电极板结构，多个电极板结构间隔设置在真空腔体的内部，每一电极板结构包括第一导体、第二导体和多个基材，第一导体连接射频电源装置的第一输出端，第二导体连接射频电源装置的第二输出端，第一导体和第二导体均用于放置基材；射频电源装置用于输出射频信号，并通过射频信号在第一导体和第二导体之间产生对称的电场。这种电场装置能够产生对称电场，从而保证不同电极板上的基材的成膜厚度具有一致性，提高了产能。

Description

电场装置及管式PECVD设备

技术领域

本实用新型涉及但不限于太阳能电池技术领域，尤其涉及一种电场装置及管式PECVD设备。

背景技术

PECVD(等离子体增强化学气相沉积)广泛应用于太阳能电池的生产。目前用于太阳能电池的镀膜的PECVD设备主要有板式和管式两种。在以往的工艺中，为了追求更高的品质，通常会采用板式PECVD设备，这是因为板式PECVD设备能够采用射频等离子源，而射频等离子源具有频率高、等离子轰击小的优点。使用射频等离子源能够减少等离子体对太阳能电池片的基材(例如硅片)的轰击，提高太阳能电池的品质。

然而，由于射频等离子源的导入较困难，而且普遍存在接地端。射频等离子源在PECVD设备建立电场时，通用的方法是一端接地，一端连接电极板，只在接地端或者射频输出端放置衬底。因此，板式PECVD设备采用的是平板式载板，基材平摊在载板上。这导致板式PECVD设备不仅占地面积大、而且产能非常低。

此外，管式PECVD设备使用了石墨舟结构，虽然占地面积小、并且石墨舟单批次装片量大，能够容易地提高产能，但是，已知的管式PECVD设备石墨舟结构在接入射频电源时，射频电源在PECVD设备建立电场时产生的电场也是非对称的，会导致不同电极板上的基材的成膜厚度存在差异，影响产能，因此，如何提供一种能够产生对称电场的电场装置，将这一电场装置应用在管式PECVD设备中，保证不同电极板上的基材的成膜厚度具有一致性，提高产能，成为了亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种电场装置，能够产生对称电场，从而保证不同电极板上的基材的成膜厚度具有一致性，提高了产能。

本实用新型还提出一种具有上述电场装置的管式PECVD设备。

根据本实用新型的第一方面实施例的电场装置，包括：

射频电源装置；

载片装置，所述载片装置包括真空腔体和多个电极板结构，所述多个电极板结构间隔设置在所述真空腔体的内部，每一所述电极板结构包括第一导体、第二导体和多个基材，所述第一导体连接所述射频电源装置的第一输出端，所述第二导体连接所述射频电源装置的第二输出端，所述第一导体和所述第二导体均用于放置所述基材；

所述射频电源装置用于输出射频信号，并通过所述射频信号在所述第一导体和所述第二导体之间产生对称的电场。

根据本实用新型实施例的电场装置，至少具有如下有益效果：这种电场装置设置有射频电源装置，通过将多个电极板结构间隔设置在真空腔体的内部，将每一电极板结构的第一导体连接射频电源装置的第一输出端，将第二导体连接射频电源装置的第二输出端，通过射频电源装置输出射频信号，并通过射频信号在第一导体和第二导体之间产生对称的电场，使得第一导体和第二导体均能够放置基材，同时，保证第一导体和第二导体上的基材的成膜厚度具有一致性，提高了产能。

根据本实用新型的一些实施例，所述射频电源装置包括：

第一射频电源模块，所述第一射频电源模块的输出端连接所述第一导体；

第二射频电源模块，所述第二射频电源模块的输出端连接所述第二导体；

相位调制模块，所述相位调制模块分别连接所述第一射频电源模块和所述第二射频电源模块，所述相位调制模块用于调节所述第一射频电源模块和所述第二射频电源模块的射频信号相位差以使所述射频电源装置输出的射频信号在所述第一导体和所述第二导体之间产生对称的电场。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一射频电源模块包括：

第一射频电源，所述第一射频电源的输入端连接所述相位调制模块；

第一阻抗匹配网络，所述第一阻抗匹配网络的输入端连接所述第一射频电源的输出端，所述第一阻抗匹配网络的输出端连接所述第一导体。

根据本实用新型的一些实施例，所述第二射频电源模块包括：

第二射频电源，所述第二射频电源的输入端连接所述相位调制模块；

第二阻抗匹配网络，所述第二阻抗匹配网络的输入端连接所述第二射频电源的输出端，所述第二阻抗匹配网络的输出端连接所述第二导体。

根据本实用新型的一些实施例，所述相位调制模块包括：

相位调制器，所述相位调制器分别连接所述第一射频电源模块和所述第二射频电源模块

根据本实用新型的一些实施例，所述射频信号相位差的调节范围为0度至360度。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一导体和所述第二导体分别呈板状。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一导体和所述第二导体之间设置有间隙。

根据本实用新型的一些实施例，所述载片装置还包括：

第一导通部，所述第一导通部分别连接每一所述电极板结构的第一导体和所述第一射频电源模块的输出端；

第二导通部，所述第二导通部分别连接每一所述电极板结构的第二导体和所述第二射频电源模块的输出端。

根据本实用新型的第二方面实施例的管式PECVD设备，包括如第一方面所述的电场装置。

根据本实用新型实施例的管式PECVD设备，至少具有如下有益效果：这种管式PECVD设备包括电场装置，通过设置射频电源装置，通过将多个电极板结构间隔设置在真空腔体的内部，将每一电极板结构的第一导体连接射频电源装置的第一输出端，将第二导体连接射频电源装置的第二输出端，通过射频电源装置输出射频信号，并通过射频信号在第一导体和第二导体之间产生对称的电场，使得第一导体和第二导体均能够放置基材，同时，保证第一导体和第二导体上的基材的成膜厚度具有一致性，提高了产能。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明，其中：

图1为本实用新型实施例的电场装置的模块示意图；

图2为图1的射频电源装置的模块示意图；

图3为图1的电极板结构的结构示意图；

图4为图1的电极板结构的另一结构示意图；

图5为图1的载片装置的结构示意图。

附图标记：100、射频电源装置；200、载片装置；110、第一射频电源模块；120、第二射频电源模块；130、相位调制模块；111、第一射频电源；112、第一阻抗匹配网络；113、第一输出端；121、第二射频电源；122、第二阻抗匹配网络；123、第二输出端；131、相位调制器；210、真空腔体；220、电极板结构；221、第一导体；222、第二导体；223、基材；230、底座；240、第一导通部；241、第一导电块；242、第二导电块；243、第一连接孔；250、第二导通部；251、第三导电块；252、第四导电块；253、第二连接孔。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

第一方面，参照图1，本实用新型实施例的电场装置包括射频电源装置100和载片装置200，载片装置200包括真空腔体210和多个电极板结构220，多个电极板结构220间隔设置在真空腔体210的内部，每一电极板结构220包括第一导体221、第二导体222和多个基材223，第一导体221连接射频电源装置100的第一输出端113，第二导体222连接射频电源装置100的第二输出端123，第一导体221和第二导体222均用于放置基材223；射频电源装置100用于输出射频信号，并通过射频信号在第一导体221和第二导体222之间产生对称的电场。这种电场装置还可以包括一相位调制装置，由相位调制装置对射频电源装置的输出射频信号进行调节，从而使得射频电源装置100输出的射频信号在载片装置200的每一第一导体221和每一第二导体222之间产生对称的电场；或者，在这种电场装置中，射频电源装置100包括有两个射频电源模块和一个相位调制模块130，这样通过相位调制模块130对两个射频电源模块的射频信号相位差进行调节，能够使得射频电源装置100输出的射频信号在载片装置200的每一第一导体221和每一第二导体222之间产生对称的电场，这样通过这一对称电场，使得第一导体221和第二导体222均可以放置有基材223，同时，通过对称电场所激发的等离子体也是对称的，从而能够使得第一导体221和第二导体222上的基材223的成膜厚度具有一致性，能够提高产能。

需要说明的是，本实用新型实施例所提供的电场装置可以应用于管式PECVD设备、板式PECVD设备，以及其他形式的PECVD设备中。在下列各实施例中，以管式PECVD设备为例进行具体说明。

需要说明的是，基材223可以是能够用作HJT太阳能电池的衬底的呈片状的硅片、玻璃片等。但是并不限定于此，基材223还可以是任意能够在PECVD设备中进行沉积镀膜的部件。

参照图1，在一些实施例中，射频电源装置100包括第一射频电源模块110和第二射频电源模块120和相位调制模块130，第一射频电源模块110的输出端连接第一导体221；第二射频电源模块120的输出端连接第二导体222；相位调制模块130分别连接第一射频电源模块110和第二射频电源模块120，相位调制模块130用于调节第一射频电源模块110和第二射频电源模块120的射频信号相位差以使射频电源装置100输出的射频信号在第一导体221和第二导体222之间产生对称的电场。这样通过相位调制模块130调节第一射频电源模块110和第二射频电源模块120的射频信号相位差能够使得射频电源装置100输出的射频信号在第一导体221和第二导体222之间产生对称的电场，通过这一对称电场，使得第一导体221和第二导体222均可以放置有基材223，同时，通过对称电场所激发的等离子体也是对称的，从而能够在对这些基材223进行沉积镀膜时，使得第一导体221和第二导体222上的基材223的成膜厚度具有一致性，从而达到增加载片装置200的载片量和提高产能的目的。

参照图2，在一些实施例中，为了降低成本，第一射频电源模块110包括第一射频电源111和第一阻抗匹配网络112，第一射频电源111连接相位调制模块130；第一阻抗匹配网络112的输入端连接第一射频电源111的输出端，第一阻抗匹配网络112的输出端连接第一导体221。这样通过第一射频电源111能够方便地输出第一射频信号到第一阻抗匹配网络112，从而经过第一阻抗匹配网络112进行调节匹配，输出第一射频信号，结构简单，成本较低。

参照图2，在一些实施例中，第二射频电源模块120包括第二射频电源121和第二阻抗匹配网络122，第二射频电源121连接相位调制模块130；第二阻抗匹配网络122的输入端连接第二射频电源121的输出端，第二阻抗匹配网络122的输出端连接第二导体222。这样通过第二射频电源121能够方便地输出第二射频信号到第二阻抗匹配网络122，从而经过第二阻抗匹配网络122进行调节匹配，输出第二射频信号，结构简单，成本较低。

参照图2，在一些具体实施例中，相位调制模块130包括相位调制器131，相位调制器131分别连接第一射频电源模块110和第二射频电源模块120。这样通过相位调制器131调节第一射频电源模块110和第二射频电源模块120输出的射频信号相位差，能够使得第一射频电源模块110输出的第一射频信号和第二射频电源模块120输出的第二射频信号在第一导体221和第二导体222之间产生对称的电场，由于通过对称电场所激发的等离子体也是对称的，即提供了一个等离子体对称的电场环境，这样通过这一对称电场，使得第一导体221和第二导体222均可以放置有基材223，同时也能够在对这些基材223进行沉积镀膜时，使得第一导体221和第二导体222上的基材223的成膜厚度具有一致性，从而达到增加载片装置200的载片量和提高产能的目的。

需要说明的是，以上的第一射频电源111、第二射频电源121以及相位调制器131的型号不做限制，可以根据实际应用场合进行选择；第一阻抗匹配网络112和第二阻抗匹配网络122在能够满足对阻抗进行调节匹配的情况下，其具体电路结构都也可以根据实际应用场合进行设置，不做限制。

在一些具体实施例中，射频信号相位差的调节范围为0度至360度。这样可以较大程度地对第一射频电源111模块110和第二射频电源121模块120的射频信号相位差进行调节，提高了电场装置产生的电场的适用性。需要说明的是，射频信号相位差的调节范围也可以根据实际应用场合进行设置，不限于此。

参照图3和图4在一些实施例中，第一导体221和第二导体222分别呈板状。具体地，作为能够导电的板状的第一导体221和第二导体222的材料，只要能够适用于管式PECVD设备的电场装置，不做限定，例如可以选择不锈钢等的金属材料、石墨材料、碳纤维材料等。

在一些具体实施例中，第一导体221和第二导体222之间设置有间隙。这样可以使得第一导体221和第二导体222之间能够给产生一定的容纳空间，以容纳绝缘介质等物质，从而保证电场装置内部的工作稳定性。需要说明的是，若第一导体221和第二导体222之间的间隙填充绝缘介质，则作为绝缘介质的材料只要能够适用于管式PECVD设备的这一电场装置并能够加工成板状，不做限定，例如可以选择玻璃、陶瓷、氧化铝、碳化硅等绝缘材料。

参照图5，在一些实施例中，载片装置200还包括底座230，底座230用于支撑多个电极板结构220。为了可靠地保持多个电极板结构220，载片装置200还包括底座230，底座230支撑沿竖直方向(附图中为上下方向)间隔设置的多个电极板结构220。具体地，底座230例如包括两个，分别位于载片装置200的宽度方向(附图中为左右方向)的两侧。底座230沿托盘的长度方向(附图中为前后方向)延伸。这样通过底座230可以方便地支撑多个电极板结构220，从而提高电场装置的稳定性。

参照图5，在一些实施例中，为了简化射频电源装置100的接入结构，载片装置200还包括第一导通部240和第二导通部250，第一导通部240分别连接每一电极板结构220的第一导体221和第一射频电源模块110的输出端；第二导通部250分别连接每一电极板结构220的第二导体222和第二射频电源模块120的输出端。具体地，第一导通部240包括多个第一导电块241以及一个用于和第一射频电源模块110的输出端连接的第二导电块242，第二导电块242的一端还设置有用于第一射频电源模块110的输出端***的第一连接孔243，在载片装置200和射频电源装置100进行连接时，第一射频电源模块110的输出端能够***第一连接孔243内。由此，能够只在载片装置200设置一个第一连接孔243，即能够使第一射频电源模块110的输出端和每一电极板结构220的第一导体221连接，简化射频电源装置100的接入结构。同样地，第二导通部250也包括多个第三导电块251以及一个用于和第二射频电源模块120的输出端连接的第四导电块252，第二导电块242的一端还设置有用于第二射频电源模块120的输出端***的第二连接孔253，在载片装置200和射频电源装置100进行连接时，第二射频电源模块120的输出端能够***第二连接孔253内，由此，能够只在载片装置200设置一个第二连接孔253，即能够使第二射频电源模块120的输出端和每一电极板结构220的第二导体222连接，简化了射频电源装置100的接入结构，提高了安装效率。

在一些实施例中，为了进一步简化射频电源装置100的接入结构，第一导通部240和第二导通部250还可以分别设置在电极板结构220的长度方向的同一侧。需要说明的是，在其他实施例中，也可以将第一导通部240和第二导通部250还可以分别设置在电极板结构220的宽度方向的同一侧，不限于此。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种管式PECVD设备，包括如第一方面的电场装置。

根据本实用新型实施例的管式PECVD设备，至少具有如下有益效果：这种管式PECVD设备包括电场装置，通过设置射频电源装置，通过将多个电极板结构间隔设置在真空腔体的内部，将每一电极板结构的第一导体连接射频电源装置的第一输出端，将第二导体连接射频电源装置的第二输出端，通过射频电源装置输出射频信号，并通过射频信号在第一导体和第二导体之间产生对称的电场，使得第一导体和第二导体均能够放置基材，同时，保证第一导体和第二导体上的基材的成膜厚度具有一致性，提高了产能。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.电场装置，其特征在于，包括：

射频电源装置；

载片装置，所述载片装置包括真空腔体和多个电极板结构，所述多个电极板结构间隔设置在所述真空腔体的内部，每一所述电极板结构包括第一导体、第二导体和多个基材，所述第一导体连接所述射频电源装置的第一输出端，所述第二导体连接所述射频电源装置的第二输出端，所述第一导体和所述第二导体均用于放置所述基材；

所述射频电源装置用于输出射频信号，并通过所述射频信号在所述第一导体和所述第二导体之间产生对称的电场。

2.根据权利要求1所述的电场装置，其特征在于，所述射频电源装置包括：

第一射频电源模块，所述第一射频电源模块的输出端连接所述第一导体；

第二射频电源模块，所述第二射频电源模块的输出端连接所述第二导体；

相位调制模块，所述相位调制模块分别连接所述第一射频电源模块和所述第二射频电源模块，所述相位调制模块用于调节所述第一射频电源模块和所述第二射频电源模块的射频信号相位差以使所述射频电源装置输出的射频信号在所述第一导体和所述第二导体之间产生对称的电场。

3.根据权利要求2所述的电场装置，其特征在于，所述第一射频电源模块包括：

第一射频电源，所述第一射频电源连接所述相位调制模块；

第一阻抗匹配网络，所述第一阻抗匹配网络的输入端连接所述第一射频电源的输出端，所述第一阻抗匹配网络的输出端连接所述第一导体。

4.根据权利要求2所述的电场装置，其特征在于，所述第二射频电源模块包括：

第二射频电源，所述第二射频电源连接所述相位调制模块；

第二阻抗匹配网络，所述第二阻抗匹配网络的输入端连接所述第二射频电源的输出端，所述第二阻抗匹配网络的输出端连接所述第二导体。

5.根据权利要求2所述的电场装置，其特征在于，所述相位调制模块包括：

相位调制器，所述相位调制器分别连接所述第一射频电源模块和所述第二射频电源模块。

6.根据权利要求2至5任一项所述的电场装置，其特征在于，所述射频信号相位差的调节范围为0度至360度。

7.根据权利要求6所述的电场装置，其特征在于，所述第一导体和所述第二导体分别呈板状。

8.根据权利要求7所述的电场装置，其特征在于，所述第一导体和所述第二导体之间设置有间隙。

9.根据权利要求8所述的电场装置，其特征在于，所述载片装置还包括：

第一导通部，所述第一导通部分别连接每一所述电极板结构的第一导体和所述第一射频电源模块的输出端；

第二导通部，所述第二导通部分别连接每一所述电极板结构的第二导体和所述第二射频电源模块的输出端。

10.管式PECVD设备，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的电场装置。

Images