本發(fā)明涉及一種材料應用，具體涉及負熱膨脹系數材料在鍍膜載盤中的應用及負熱膨脹型載盤；屬于鍍膜設備配件技術領域。

背景技術：

真空鍍膜機主要指一類需要在較高真空度下進行的鍍膜，具體包括：pecvd、pvd、mbe分子束外延、pld激光濺射沉積等多種。鍍膜原理可分為蒸發(fā)和濺射兩種，其中，蒸發(fā)鍍膜一般是加熱靶材使表面組分以原子團或離子形式被蒸發(fā)出來，并且沉降在基片表面，通過成膜過程（散點－島狀結構-迷走結構-層狀生長）形成薄膜；濺射類鍍膜是利用電子或高能激光轟擊靶材，并使表面組分以原子團或離子形式被濺射出來，并且最終沉積在基片表面，經歷成膜過程，最終形成薄膜。

需要鍍膜的被成為基片，鍍的材料被成為靶材，托載或承載基片的部件即為載盤，三者同在真空腔中。由于pecvd和pvd的機臺制程溫度大多為100~300℃，因而，傳統(tǒng)的鋁或不銹鋼材料制成的載盤在高溫下會發(fā)生膨脹，導致基片的有效鍍膜面積減小，鍍膜面積的減小對于器件的性能有顯著影響，特別是在太陽能電池技術領域，一旦硅片的鍍膜面積減少了，必然導致太陽能電池效率降低。如圖1和圖2所示，長度l為156mm的硅片被托載于載盤上，載盤空隙l1為154mm，在制程溫度100℃下，由于受熱膨脹，硅片長度l’為156.004mm，載盤空隙l1’為153.99mm，可見，被遮擋的鍍膜面積為156.004-153.99=2.014mm，這對器件的性能有至關重要的影響。

技術實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的在于保護負熱膨脹系數材料在鍍膜載盤上的應用，以有效減少高溫制程下的鍍膜遮蔽面積，從而提升器件性能。

為了實現(xiàn)上述目標，本發(fā)明采用如下的技術方案：

本發(fā)明首先要保護負熱膨脹系數材料的應用，具體為：負熱膨脹系數材料在pecvd或pvd鍍膜載盤中的應用。

如前所述的負熱膨脹系數材料的應用，其中，所述負熱膨脹系數材料選自以下材料中的任一種：y2(wo4)3、er2(wo4)3、yb2(wo4)3、lu2(wo4)3、sc2(wo4)3、y2(moo4)3、er2(moo4)3、yb2(moo4)3、lu2(moo4)3及sc2(moo4)3。

上述各負熱膨脹材料的制備方法在現(xiàn)有技術中已經有所公布，為了更好地理解和實施本發(fā)明，對上述各負熱膨脹系數材料的制備方法進行如下簡要陳述：

目前最常用的制備負熱膨脹系數材料的方法是基于激光應用技術和材料合成技術：該技術的詳細方案在公開號為cn100497259的發(fā)明專利中進行了公布，以激光束直接加熱能夠生成負熱膨脹系數物質的原料成份，使其在激光熔池中反應并快速凝固。選用co2氣體激光器或nd:yag固體激光器，激光波長10.6μm或1.06μm，功率密度0.2-1.5kw/cm²，光束掃描速度0.2-12mm/s，即可合成所需的負膨脹系數材料。

此外，本發(fā)明還要保護一種負熱膨脹型載盤，其局部或全部由前面所述的負熱膨脹系數材料制成。

作為一種實施例，載盤包括框體和設置于框體邊緣的托舉部，相鄰兩個托舉部之間留有間隙，該結構的載盤適用于自下而上式鍍膜。

作為一種優(yōu)選，所述框體由負熱膨脹系數材料制成，所述托舉部由鋁或不銹鋼制成。

作為另一種優(yōu)選，所述框體上半部由鋁或不銹鋼制成，所述框體下半部和托舉部均由負熱膨脹系數材料制成，所述托舉部的頂面低于所述框體下半部的頂面。

作為另一種實施例，載盤包括框體和將相鄰框體連接的承載部，該結構的載盤適用于自上而下式鍍膜。

作為一種優(yōu)選，所述框體上半部由負熱膨脹系數材料制成，所述框體下半部和承載部均由鋁或不銹鋼制成。

再優(yōu)選地，所述框體上半部的底部高于所述承載部的頂面。

進一步優(yōu)選地，前述負熱膨脹系數材料與鋁或不銹鋼通過如下方法實現(xiàn)復合：膠黏法或800-1300℃下高溫熔融固態(tài)焊接。其中，膠黏法是采用一般市售的耐高溫結構膠水(聚氨酯,環(huán)氧等),將負熱膨脹系數材料與鋁或不銹鋼做接合。高溫熔融固態(tài)焊接制程具體為：先加熱鋁或不銹鋼使材料到達白熾狀態(tài)，然后加上一片負熱膨脹系數材料，之后以槌子反復敲打，使負熱膨脹系數材料與鋁或不銹鋼熔合，焊接成一塊。另外，還可以將鋁或不銹鋼與負熱膨脹系數材料在較低溫的熔合狀況下，讓兩種材料直接形成共晶結構（eutectic）。

本發(fā)明的有益之處在于：鑒于負熱膨脹系數材料的特殊性能，制成的負熱膨脹型載盤應用在pecvd或pvd鍍膜機上進行鍍膜時，在高溫制程下能夠有效減少對硅片的遮蔽面積，從而提升太陽能電池的效率和良率。

附圖說明

圖1是自下而上式鍍膜時載盤與硅片的放置方式示意圖；

圖2是背景技術中100℃制程下鍍膜時載盤和硅片長度變化示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例1在200℃制程下鍍膜時載盤和硅片長度變化示意圖；

圖4是本發(fā)明實施例2中載盤與硅片的放置方式示意圖；

圖5是本發(fā)明實施例3中載盤與硅片的放置方式示意圖；

圖6是本發(fā)明實施例3在200℃制程下鍍膜時載盤形變示意圖；

圖7是本發(fā)明實施例4中載盤與硅片的放置方式示意圖；

圖8是本發(fā)明實施例4在200℃制程下鍍膜時載盤形變示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作具體的介紹。

實施例1

本實施例公布了一種負熱膨脹型載盤，全部由負熱膨脹系數材料制成，負熱膨脹系數材料選自以下材料中的任一種：y2(wo4)3、er2(wo4)3、yb2(wo4)3、lu2(wo4)3、sc2(wo4)3、y2(moo4)3、er2(moo4)3、yb2(moo4)3、lu2(moo4)3及sc2(moo4)3。

經驗證，如圖3所示，在200℃制程下進行鍍膜時，硅片長度l’’為156.004mm，載盤空隙l1’’為154.008mm，可見，被遮擋的鍍膜面積為156.004-154.008=1.996mm，相較于圖2的現(xiàn)有技術（不銹鋼或鋁材制成的載盤）可見，本實施例的載盤能夠有效減少鍍膜遮蔽面積，從而提高太陽能電池的效率。

實施例2

本實施例的載盤如圖4所示，包括框體（深灰色所示）和設置于框體邊緣的托舉部（淺灰色所示），相鄰兩個托舉部之間留有間隙，該結構的載盤適用于自下而上式鍍膜，待鍍膜的硅片（灰色薄片所示）位于相鄰兩個托舉部之間。

其中，框體由負熱膨脹系數材料制成，托舉部由鋁或不銹鋼制成，框體與托舉部的復合方式為：膠黏法或800-1300℃下高溫熔融燒結。也就是說，跟硅片接觸的地方采用金屬材質，非接觸的部分采用負膨脹材料，這樣的好處有兩點：（1）、可有效降低鍍膜時的遮蔽面積；（2）、由于鋁與不銹鋼的導熱性好，所以跟硅片接觸處采用金屬材質可有效降低加熱時間。

實施例3

本實施例的載盤如圖5所示，其結構與實施例2的載盤相似，也適用于自下而上式鍍膜。主要區(qū)別在于：本實施例的載盤框體上半部（淺灰色所示）由鋁或不銹鋼制成，框體下半部（深灰色所示）和托舉部（深灰色所示）均由負熱膨脹系數材料制成，且托舉部的頂面低于所述框體下半部的頂面。

在200℃制程下進行鍍膜時，如圖6所示，載盤框體的上半部為金屬材料，下半部和托局部為負熱膨脹系數材料，由于負熱膨脹系數材料的收縮力，導致載盤發(fā)生如圖6所示的變形，該變形可減少硅片（深灰色薄片）鍍膜遮蔽面積，從而有效提升太陽能電池效率。

實施例4

本實施例的載盤如圖7所示，包括框體和將相鄰框體連接的承載部，該結構的載盤適用于自上而下式鍍膜，待鍍膜的硅片直接放置在承載部上。其中，框體上半部（深灰色所示）由負熱膨脹系數材料制成，框體下半部（深灰色下方的淺灰色所示）和承載部（相鄰框體之間的淺灰色連接所示）均由鋁或不銹鋼制成，且框體上半部的底部高于承載部的頂面。

在現(xiàn)有技術中，當鍍膜方向為由上向下鍍膜時，沉積薄膜時可能會鍍到硅片（淺灰色連接上的深灰色薄片）的側面，或是有繞鍍到電池背后的現(xiàn)象發(fā)生，因而太陽能電池容易發(fā)生上下電極導通的問題，產生漏電流，影響到后續(xù)的hjt（異質結太陽能）電池效率。而在本實施例中，載盤采用負熱膨脹系數材料與金屬材料共同壓合，在一般腔體制程溫度為200℃的狀態(tài)下，由于負熱膨脹系數材料的收縮力，使得載盤會有如圖8所示的微幅變形，可在鍍膜前遮蔽硅片的側面，減少鍍膜繞鍍與側鍍機會，從而有效提升太陽能電池良率。

綜上，實施例1-4均為負熱膨脹系數材料在鍍膜載盤中的應用，局部或全部由負熱膨脹材料制成的負熱膨脹型載盤應用在pecvd或pvd鍍膜機上進行鍍膜時，在高溫制程下能夠有效減少對硅片的遮蔽面積，從而提升太陽能電池的效率和良率。

在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，上述實施例不以任何形式限制本發(fā)明，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術方案，均落在本發(fā)明的保護范圍內。