CN101479403A - 用于制作太阳能电池的等离子沉积设备和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于制作太阳能电池的等离子沉积设备包括：具有用于支撑至少一个衬底的纵轴线的输送机；至少两个模块，每个模块具有用于在至少一个衬底上沉积反应产物层的至少一个等离子炬，至少一个等离子炬位于离至少一个衬底一段距离的位置；用于容纳输送机和该至少两个模块的室；以及排气系统。在另一实施例中，用于制作太阳能电池的等离子沉积设备包括：用于支撑衬底的部件；用于供应反应物的部件；用于在衬底上沉积产物的等离子炬部件，等离子炬部件位于离衬底一段距离的位置；以及用于相对于衬底振荡等离子炬部件的部件。

Description

用于制作太阳能电池的等离子沉积设备和方法

相关申请交叉引用

本申请受益于2006年4月14日提交的美国临时申请60/791883和2006年6月22日提交的美国临时申请60/815575。这些申请的全部内容均通过引用结合于本文中。

技术领域

本发明涉及用于制作光电模板或太阳能电池的工艺。

背景技术

问题

由于燃油价格一直持续上涨，而其它能源仍然有限，因此，对来自于燃烧化石燃料的排放的全球变暖的压力越来越大。需要找到和使用替代能源，如太阳能，这是因为它是免费的，且不会生成二氧化碳气体。为此，许多国家正增大对安全和可靠的长期能源、特别是“绿色”或“清洁”的能源的投资。不过，虽然太阳能电池、也称为光电池或光电模板已开发了许多年，但它的使用极为有限，因为制造这些电池或模板的成本仍然很高，使得很难与化石燃料生成的能量进行竞争。

目前，单晶硅太阳能电池具有最佳的能量转换效率，但它也具有最高的制造成本。备选地，薄膜硅虽然不具有与单晶电池一样高的效率，但它的生产成本却低得多。因此，它有可能用于低成本的光电能量生成。诸如铜铟镓二硒(copper indium gallium diselenide“CIGS”)等其它类型的薄膜材料也显示出具有较低成本、效率接近单晶硅的满意效果，但该成本仍未低到可与化石燃料有效地竞争。

制造昂贵的部分原因是这些工艺的沉积速率低且耗时。例如，在存在高浓度氢气时硅烷的等离子辉光放电以形成所需硅层的典型工艺实现了大约每秒20A或每分钟0.12微米的沉积速率。又如，用于形成高质量i型硅层(i-tpye silicon layer)的典型等离子化学气相沉积(“CVD”)法实现了大约每秒15A或每分钟0.09微米的报告沉积速率。然而，在另一示例中，使用碘蒸气作为传输媒介以沉积多晶硅的典型化学气相传输(“CVT”)法实现了上至大约每分钟3微米的薄膜生长速率。

类似于硅太阳能电池技术，已经做了很多努力来使用不同技术制造CIGS类型的太阳能电池。在一个尝试中，以使用各种前驱结构的两阶段工艺制造CIGS类型太阳能电池，这称为硒化技术(selenizationtechnology)。已经做了很多尝试来改进硒化技术。在一个此类尝试中，一个使用具有输送机的磁电管溅射技术来制造薄膜的两阶段工艺已为人所熟知。在另一尝试中，使用了气相再结晶工艺来制造CIGS薄膜。再结晶工艺用作此工艺的第二步骤，并且它替代了如先前技术所教导的硒化工艺。然而，在另一示例中，在溶液中使用电化学沉积、之后是物理蒸气沉积来制造CIGS薄膜。此技术以13.6％的总转换效率生产CIGS类型的太阳能电池。

除有效制造上述太阳能电池类型的努力之外，人们已经进行了另外的努力以便有效地制造其它类型的太阳能电池，如多结(multi-junction)太阳能电池。这些类型的太阳能电池具有不同材料的多层构造。不同的材料有不同的能带隙，并且它们将吸收太阳能的各种波长。因此，这些类型的太阳能电池覆盖更广的太阳光谱，并可提高太阳能电池的效率。已经进行了一些努力来有效地提高这些类型的太阳能电池。在一个此类尝试中，使用非结晶硅和铜铟二硒(“CIS”)及其合金来制造多结太阳能电池。然而，此制造工艺极其复杂，并且需要不同种类的设备，因而使得生产这些类型的太阳能电池的费用高。生成CIS或CIGS层的一些示例包括通过溶液生长、溅射或蒸发的方式沉积这些层。此外，通过增强的等离子化学气相沉积的方式沉积硅层。

如上所述，制作薄膜太阳能电池需要沉积所需层的沉积技术，并且降低制造成本的最有效的方式是增大沉积速率。用于等离子增强化学蒸气沉积(plasma-enhanced chemical vapor deposition：“PECVD”)的最佳报告沉积速率是大约每秒5A，并且用于硅烷的等离子辉光放电的沉积速率是每秒20A。

此外，除慢的沉积速率之外，在太阳能电池制造中通常发现的另一个慢的工艺步骤涉及合并p型和n型掺杂物以形成半导体材料的p-n结。此步骤通常在已经沉积薄膜层后在极慢的扩散炉中完成，因而进一步减慢了有效生产太阳能电池的整个工艺。

另外，对于制作CIGS薄膜的工艺，工艺通常使用两个或两个以上的阶段。该工艺额外步骤的目的是沉积或调整这些元素以实现CIGS薄膜的所需或最佳组成比和相结构。在第一步骤中，各种技术已用于构建薄膜的所需厚度，浓度比率相对接近指定值。这些步骤的组合抑制了用于制作CIGS薄膜的有效制造工艺。

在以下美国专利号中可找到有关解决这些问题的尝试的信息：授予Li等人，1997年7月8日发布的5646050；授予Li等人，1999年8月24日发布的5942049；授予Nishirnoto，2000年8月8日发布的6100466；授予Madan等人，2001年4月10日发布的6214706；授予Wang等人，2001年8月28日发布的6281098；授予Chen等人，1992年8月25日发布的5141564；授予Ermer等人，1989年1月17日发布的4798660；授予Pollock等人，1990年4月10日发布的4915745；授予Kushiya等人，2000年4月11日发布的6048442；授予Morel等人，2001年7月10日发布的6258620；授予Beck等人，2003年2月11日发布的6518086；授予Eberspacker等人，1991年9月3日发布的5045409；授予Tuttle等人，1994年10月18日发布的5356839；授予Noufi等人，1995年8月15日发布的5441897；授予Albin等人，1997年7月25日发布的5436204；授予Bhattacharya等人，1998年3月24日发布的5730852；授予Bhattacharya等人，1998年9月8日发布的5804054；授予Bhattacharya等人，1999年2月16日发布的5871630；授予Bhattacharya等人，1999年11月2日发布的5976614；授予Arya，2000年9月19日发布的6121541；以及授予Arya，2002年4月9日发布的6368892。

发明内容

解决方案

通过在此申请中公开的用于制作太阳能电池的等离子沉积设备和方法，上述问题得以解决，并且技术进步得以实现。本新工艺使用电感耦合等离子炬来制作薄膜太阳能电池。它具有更高的沉积率，并且可把它设计为持续的流程，使得它可显著降低薄膜的制造成本。通过为持续的在线工艺使用输送机系统，此工艺可在诸如玻璃、柔性金属或高温聚合物材料的衬底上沉积所需的薄膜。

新电感耦合等离子沉积工艺提供显著更高的沉积率，带来低得多的制造成本。用于制作太阳能电池的新等离子沉积设备和方法的另一主要方面是在薄膜沉积期间同时包含正极和/或阴极掺杂材料，从而消除了在制造步骤中另一个非常缓慢且高成本的工艺。

电感耦合等离子体炬的一个优点是其很高的沉积率(depositionrate：“DR”)。要获得另外的效率和制造成本节约，可将一个或多个电感耦合等离子炬组合在一起以提供一套电感耦合等离子炬，形成与输送机系统集成的沉积模块。这是一个容易但多功能的生产系统，具有高的沉积率和吞吐量率。

另外，用于制作太阳能电池的新等离子沉积设备可在衬底从一个沉积模块或沉积室移到另一沉积模块或沉积室时，轻松地将所需材料注入正确的沉积模块，并在一个输送机系统上沉积设计层。备选地，用于制作太阳能电池的新等离子沉积设备和方法在每个循环中引入不同化学物质时，规定太阳能电池进入和再进入相同的沉积模块。

此外，在通过用于制作太阳能电池的该新等离子沉积设备和方法掺杂薄膜时，实现了掺杂物分布的直接控制和比典型扩散工艺更佳的浓度侧面(concentration profile)。该设备和方法也可对节能效率和化学与物理属性产生较大影响。另外，使用沉积工艺而不是扩散工艺来制作p型或n型掺杂薄膜，不但提供了更好的控制和更均匀的掺杂物分布，而且也消除了二步工艺，得到了更高的生产率。

此外，用于制作太阳能电池的新等离子沉积设备和方法满足了生成包括优化优质i型层的高质量太阳能电池的挑战。减少不必要的光损耗的低接触电阻、高内置电势及高透明度的掺杂的p和n型层，以及用于制作太阳能电池的该新等离子沉积设备和方法适应了此类要求。

在一个特征中，用于制作太阳能电池的新等离子沉积设备和方法可使用包含被注入到等离子焰以实现CIGS薄层的铜、铟、镓和硒的构成元素的材料。在另一特征中，用于制作太阳能电池的等离子沉积设备和方法可使用铜、铟、镓和硒的适当设计比率以便注入到等离子焰并形成CIGS薄膜。

附图说明

图1根据本发明一个实施例，示出用于制作太阳能电池的等离子沉积设备的剖面侧视图；

图2根据本发明一个实施例，示出等离子沉积设备的顶视图，显示了相对于衬底的等离子沉积炬的相邻行；

图3根据本发明一个实施例，示出包括沉积室的等离子沉积设备的顶视图；

图4根据本发明另一实施例，示出等离子沉积设备的顶视图，显示了相对于衬底的等离子沉积炬的相邻行；

图5根据本发明另一实施例，示出等离子沉积设备的顶视图，显示了相对于衬底的等离子沉积炬的相邻行；

图6根据本发明一个实施列，示出用于制作太阳能电池的一种工艺的流程图；

图7根据本发明一个实施列，示出用于制作太阳能电池的另一工艺的流程图；以及

图8根据本发明另一实施列，示出用于制作太阳能电池的另一工艺的流程图。

具体实施方式

图1示出等离子沉积设备的实施例100，该设备包括位于在输送机106上支撑的衬底104上方的电感耦合等离子炬102。在此实施例中，把电感耦合等离子炬102向下瞄准，以便在衬底104上沉积反应产物。在另一实施例中，可把电感耦合等离子炬102相对于衬底104的另一方式或方向瞄准或定向。电感耦合等离子炬102由两个石英管组成：外部石英管108和较短的内部石英管110，它们示为附连到不锈钢室112。

输送机106具有定义为与图3中所示箭头方向齐平的纵轴线。输送机106可以是固定平台或移动输送机。优选地，它为一个或几个衬底104提供支撑，并且根据正在使用的电感耦合等离子炬102在所需的距离向电感耦合等离子炬102显现这些衬底。此外，输送机106可将衬底104沿输送机的纵轴线移动一段距离，之后停止衬底移动以便反应产物的沉积，这将在下面进一步描述。

一般情况下，外部石英管108和内部石英管110模的直径和高度或长度可以为适合外部石英管108和内部石英管110模的所需应用的任何尺寸。优选地，内部石英管108具有比外部石英管108更短的长度。此外，外部石英管108优选具有在从大约50毫米(“mm”)到大约90mm范围的直径和在从180mm到大约400mm范围的高度。更优选地，外部石英管108的直径大约是70mm，高度或长度大约200mm。优选地，内部石英管110具有在从大约50mm到大约70mm范围的直径和在从大约120mm到大约180mm范围的高度。更优选地，内部石英管110的直径大约是60mm，高度大约150mm。

电感耦合等离子炬102还包括位于外部石英管108下部周围的铜感应线圈114。线圈114包括具有直径大约在从大约56mm到大约96mm范围的多个绕组。优选地，多个绕组116具有大约82mm的直径。一般情况下，多个绕组116相互间隔分开足够的距离，以提供电感耦合等离子炬102的操作。优选地，多个绕组116相互间隔分开大约6mm。另外，在外部石英管108与线圈114之间的间隙可以在大约2mm到大约10mm的范围内。此外，线圈114最底部与衬底104之间的距离表示为“L”，其在大约30mm到大约55mm的范围内。

电感耦合等离子炬102还包括连接到前驱源(precursor source)化学线路(未示出)的注射端口对118，该线路将前驱源化学物质传送到电感耦合等离子炬102。通过使用内部石英管110，等离子形成气体将具有旋流(swirl flow)模式。出于如Gouskov等人发布的美国专利6253580和Gouskov等人发布的美国专利6536240中公开的相同原因，用于诸如硅等半导体薄膜材料沉积的源化学物质将通过注入端口118注入，端口优选位于电感耦合等离子炬102下侧附近，并且瞄准V＝0位置，两个专利均通过引用结合于本文中。在一个实施例中，注入端口118连接到电感耦合等离子炬102。在另一实施例中，注入端口118不连接到电感耦合等离子炬，而连接到如本文中所述的本发明的另一结构元件。在一个实施例中，电感耦合等离子炬102是感应耦合等离子炬。注入端口118包括石英制管，石英制管优选具有在大约3mm到大约10mm范围的直径，更优选是在大约5mm，但其它尺寸的制管直径可用于电感耦合等离子炬102。在此实施例中，把注入端口对118定位在直径上相互对面地设置。在本发明的另一实施例中，可利用对称布置的三个或三个以上的端口。

此外，电感耦合等离子炬102包括等离子气体进气口对120，它们连接到将等离子气体传送到电感耦合等离子炬102的等离子气体供应线(未示出)。等离子气体进气口120在大致相同的高度进入电感耦合等离子炬102。优选地，这些等离子气体进气口120包括具有直径为5mm的不锈钢制管，虽然多种直径的范围可满足此目的。

电感耦合等离子炬102也提供有冷却剂进入口122和冷却剂输出口124。在使用期间，冷却剂、比如水通过冷却剂进入口122，在不锈钢室112内循环，并通过冷却剂输出口124退出。冷却剂进入口122和冷却剂输出口124优选由不锈钢形成，并具有例如5mm的直径。

等离子气体进气口120、冷却剂进入口122和冷却剂输出口124全部优选在不锈钢室112中形成。室112优选是侧面80mm的不锈钢方块，并具有例如大约40mm的高度。室112安装在支撑架(未示出)上。

高频发成器(未示出)电连接到线圈114，在5.28+/-0.13MHz为其提供上至60kW的可变功率输出。在一个实施例中，该发生器是由德国Fritz Huettinger Electronic GmbH生产的型号IG 60/5000。此发生器以50Hz、三相、380V电源驱动，以便为电感耦合等离子炬102供电。

为覆盖更宽的沉积宽度，一组电感耦合等离子炬102放置在一起以形成沉积模块200。图2示出由一套电感耦合等离子炬102组成的沉积模块的实施例200。除高沉积速率之外，沉积模块200提供均匀的沉积厚度。例如，沉积模块200由具有70mm直径的电感耦合等离子炬102和具有35mm直径的两个更小电感耦合等离子炬102组成。在此实施例中，沉积模块200将以均匀厚度产生240mm的沉积宽度。可在沉积模块中使用电感耦合等离子炬102的其它布置和尺寸，以便提供特定应用所需的沉积宽度。

在一实施例中，电感耦合等离子炬102包括一行。在另一实施例中，电感耦合等离子体炬102包括两行或更多行，并且以如图2中所示的交错布置来设置以实现重叠或在衬底104上提供反应产物的平滑沉积。正如可看到的一样，这些行优选与输送机106的纵轴线横向。在本发明的另一实施例中，行以另一种配置方式布置以在衬底104上提供反应产物的平滑沉积。

沉积模块200可如图3中进一步所示间隔分开一段距离，或者它们可根据所需应用相互相邻。另外，每个沉积模块200可在特定衬底104移到用于沉积相同或不同反应产物的下一沉积模块200前，在该衬底104上沉积特定的反应产物。在一个实施例中，一个沉积模块200可沉积一种类型的材料或反应产物，并且另一沉积模块200可沉积另一类型的材料或反应产物。要构建层厚度，多个沉积模块200可用于沉积相同的材料。根据设计，可从正好定位在输送机106上方的不同沉积模块200沉积本征或掺杂材料。

图3示出包括用于装入多个沉积模块200的沉积室302的等离子沉积设备的实施例300。由于有沿输送机106定位的多个沉积模块200，因此，此实施例提供持续的沉积工艺。箭头指示输送机106移动314的纵向。四个沉积模块200排列在沉积室内以提供持续的一系列沉积工艺。沉积室302包括入口304和出口306。入口气幕308位于入口304，出口气幕310位于出口306，以便把外部环境与沉积室302的内部隔离。入口304和出口306可以为任何形状，或适用所需应用的设计。气幕308和310优选包括惰性气体，例如氩。一些另外的示范气体包括氦、氖、氪、氙、氡和氮。

沉积室302还包括具有用于从沉积室302去除作为副产品的气体、火焰和颗粒的排气端口(未示出)的排气系统312。排气系统312控制沉积室302内的分压力以确保最佳的沉积条件。沉积室300内的分压力控制可还包括提供负压，如真空。在另一实施中，可把分压力控制在大气压力或其附近。根据特定应用所需，可采用任何数量的排气端口。优选地，沉积室302由防爆材料(explosive proof material)和RF屏蔽材料制成以保护工人。

参照图4和5，图中示出由电感耦合等离子炬102集组成的沉积模块的实施例400和实施例500。如图所示，沉积模块400由具有70mm直径的5个电感耦合等离子炬102组成。其它布置和尺寸的电感耦合等离子炬102可在沉积模块中使用以提供特定应用所需的沉积宽度。例如，沉积模块500由具有70mm直径的3个电感耦合等离子炬102组成。在这些实施例中，沉积模块400和500将以均匀厚度产生大约240mm的沉积宽度。

在一实施例中，沉积模块可包括一行电感耦合等离子炬102。在另一实施例中，沉积模块可包括几行电感耦合等离子炬102。沉积模块400和500包括如图4和5所示以交错布置定位以实现重叠的两行电感耦合等离子炬102，从而在衬底104上提供反应产物的平滑沉积。正如可看到的一样，电感耦合等离子炬102的这些行大致与输送机106的纵轴线横向。在本发明的另一实施例中，电感耦合等离子炬102的这些行可以另一配置来布置，以在衬底104上提供反应产物的所需沉积效果。

在如图4中所示的沉积模块400中，两个电感耦合等离子炬102显示在相对于输送机106移动314的纵向的三个电感耦合等离子体炬102的后面。两个在后的电感耦合等离子体炬102之间的中心到中心距离示为距离402，并且三个在前的电感耦合等离子体炬102之间的中心到中心距离示为距离404。此外，两行电感耦合等离子体炬102之间的中心到中心距离示为距离406。在一实施例中，距离402和404大约为80mm，并且距离406大约为100mm。此外，以振荡幅度或大约80mm的距离408(下面进一步论述)，提供了320mm的总均匀沉积宽度。这比前面相比，用更少电感耦合等离子炬102在宽度上实现了30％的增加。

类似地，在如图5中所示的沉积模块500中，一个电感耦合等离子炬102显示在相对于输送机106移动314的纵向的两个电感耦合等离子体炬102的后面。两个在前的电感耦合等离子炬102之间的中心到中心距离示为距离502。此外，两行电感耦合等离子体炬102之间的中心到中心距离示为距离504。在一个实施例中，距离502大约是80mm，并且距离504大约是100mm。注意，由于与沉积模块200和400相比，在沉积模块500中使用了更少的电感耦合等离子炬102，因此，电感耦合等离子炬102之间的间距更大。此外，以振荡幅度或大约80mm的距离508(下面进一步论述)，提供了240mm的总均匀沉积宽度。此实施例提供与实施例200中大约相同的沉积宽度，但使用了更少数量的电感耦合等离子炬102。

为提供衬底104的均匀沉积覆盖，沉积模块400和500以大致与输送机106移动314的纵向横向的方向408振荡。因此，在衬底104受支撑并沿输送机106移动314的纵向移动时，沉积模块400和500的电感耦合等离子炬102跨衬底104来回振荡。一方面，沉积模块400和500在其振荡运动期间保持与衬底104的固定距离。另一方面，模块400和500与衬底104之间的距离可变化。此振荡沉积覆盖允许在沉积操作期间使用更少的电感耦合等离子炬102。与沉积模块200的电感耦合等离子炬102的间距相比，通过利用更少的电感耦合等离子炬102，电感耦合等离子炬102可相互间隔分开更大的距离。

设置振荡或摆动运动，以便在衬底104上提供反应产物的最佳沉积。此振荡或摆动运动具有幅度和可变或固定的速度以提供所需的沉积效果。沉积模块400和500的振荡运动的幅度通常定义为它在相对于输送机106或衬底104的横向408上从一侧到另一侧振荡或摆动的距离。优选地，沉积模块400将以等于距离402或404中较大距离的幅度振荡或摆动。对沉积模块500而言，它将以等于距离502的幅度振荡或摆动。这些是可用于实现所需沉积效果的示例幅度和其它幅度。

此外，沉积模块400和500将以所需频率振荡或摆动。频率一般定义为沉积模块400和500在给定时间在衬底104或输送机106上来回振荡的次数。另外，由于振荡或摆动运动，沉积模块400和500将以所需速度在衬底104或输送机106上来回移动。

此外，振荡运动的速率和频率可根据输送机106的速度确定。例如，如果输送机106的速度较慢，则振荡运动的速度和频率也可较慢。相反，如果输送机106的速度快，则振荡运动的速度和频率也可更快。另外，如果输送机106的速度改变，而振荡运动的速度和频率保持固定，则将在衬底104上实现反应产物的不同厚度。此外，如果在特定沉积模块上采用更少的电感耦合等离子炬102，则其横向408的幅度可更大。相反，如果在特定沉积模块上采用更多的电感耦合等离子炬102，则其横向408的幅度可更小。

总之，沿横向408的振荡运动的这些特征在衬底104上提供了需要的反应产物沉积效果。这些特征在沉积工艺之前或期间设置或调整以实现所需的沉积效果。例如，沉积模块400包括比沉积模块500更少的电感耦合等离子炬102，因此，距离502和504的间距可大于沉积模块400的距离402、404、406。因为这些更大的距离和更少的电感耦合等离子炬102，沉积模块500的振荡运动可具有比沉积模块400更快的速度和频率。可为特定应用最优化振荡运动的所有这些特征，以在特定衬底104上提供反应产物的最佳沉积厚度。通常，幅度等于沉积模块400和500如本文中所述移动的距离，并且频率时间等于一次完整的振荡周期的时间。因此，振荡速度可通过将幅度除以频率时间而计算得出。

根据几个因素，距离402、404和406可相同或不同，所述因素包括所需的沉积速率和覆盖、沉积厚度、沉积均匀度、输送机106的速度、使用的电感耦合等离子炬102的数量、电感耦合等离子炬102的定向，等等。同样，根据这些因素，距离502和504可相同或不同。

可类似于如图3中所示的沉积模块300把沉积模块400和500间隔分开一段距离，或者它们可根据所需应用相互相邻。另外，每个沉积模块200、400和500可在特定衬底104移到用于沉积相同或不同反应产物的下一沉积模块200前在该衬底104上沉积特定的反应产物。在一实施例中，一个沉积模块200、400和500可沉积一种类型的材料或反应产物，并且另一沉积模块200、400和500可沉积另一类型的材料或反应产物。要构建层厚度，多个沉积模块200、400和500可用于沉积相同的材料。根据设计，可从正好定位在输送机106上方的不同沉积模块200、400和500沉积本征或掺杂材料。

然而，在本发明另一实施例中，每个沉积模块的行可相对互相振荡或摆动。例如，参照图4，包括前面行的三个前面的电感耦合等离子炬102可相对于沉积模块400后面行的两个电感耦合等离子炬102振荡或摆动。一方面，三个前面的电感耦合等离子炬102保持固定，而两个后面的电感耦合等离子炬102以距离或幅度402振荡或摆动。另一方面，三个前面的电感耦合等离子炬102可以距离或幅度404振荡或摆动，而两个后面的电感耦合等离子炬102保持固定。然而，在另一方面，前面的三个电感耦合等离子炬102可以距离或幅度404的一半振荡或摆动，而后面的两个电感耦合等离子体炬102以距离或幅度402的一半振荡或摆动，以便提供所需的沉积覆盖。

同样，参照图5，包括前面行的两个前面的电感耦合等离子炬102可相对于沉积模块500后面行的电感耦合等离子炬102振荡或摆动。因此，电感耦合等离子炬102的行相对于特定沉积模块内的电感耦合等离子炬102的其它行振荡或摆动。一方面，包括前面行的两个前面的电感耦合等离子炬102可相对于沉积模块400后面行的两个电感耦合等离子炬102振荡或摆动。一方面，两个前面的电感耦合等离子炬102保持固定，而后面的电感耦合等离子炬102以某个距离或幅度振荡或摆动。另一方面，两个前面的电感耦合等离子炬102可以距离或幅度502振荡或摆动，而后面的电感耦合等离子炬102保持固定。然而，另一方面，前面的两个电感耦合等离子炬102可以距离或幅度508的一半振荡或摆动，而后面的电感耦合等离子炬102以某个距离或幅度的一半振荡或摆动，以便提供所需的沉积覆盖。

然而，在本发明另一实施例中，一个电感耦合等离子炬102可像上述那样振荡。在此实施例中，输送机106将以分步运动(step-wisemotion)而不是持续运动方式移动。例如，输送机106将相对于沉积模块把衬底104移动一段距离，接着沉积模块将以从一侧开始并跨到衬底104的另一侧的方式在衬底104上振荡或摆动。随后，输送机106将衬底104移动另一距离并停止以便沉积模块再次横过衬底表面。每步的距离取决于电感耦合等离子炬102的直径。在本发明的另一方面，在输送机106持续或分步移动时，单个或多个电感耦合等离子炬102可在衬底104上做若干振荡或摆动，每次通过将沉积特定反应产物。

反应产物在存在电感耦合等离子炬102时由前驱气源的反应产生。电感耦合等离子炬102优选使用惰性等离子源气体形成等离子，其中，在前驱气源与电感耦合等离子炬102之间发生反应，用于在衬底104上沉积反应产物。一些示例等离子源气体包括硅烷、氢、甲烷、乙硼烷、三甲基硼、磷化氢及其混合物。前驱气源可包括或者是另外形式的物质，如气体、蒸气、气溶胶、小颗粒或粉末。例如，能够通过振荡或摆动电感耦合等离子炬102以覆盖1米或更宽的宽度，并继续移动输送机以实现任何所需的沉积长度，可沉积厚度为几微米的薄膜。

反应产物优选为单元素、化合物、或者元素或化合物的混合物，并且包括如铜、铟、镓、硒、硅、本征I型层、p型掺杂硅层和n型掺杂硅等的元素和化合物。在一实施例中，反应产物是在太阳能电池中存在的铜铟镓二硒(“CIGS”)层。

典型的太阳能电池将具有p-i-n或n-i-p层结构。此外，用于硅太阳能电池的单独层可通过以下化学物质形成。

对于本征硅(i型层)、硅烷(SiH₄)是用于这些硅层的最常见材料。另外，把氢(H₂)气也添加到气流中以获得所需的Si:Hi类型层。对于p型掺杂硅，可使用例如SiH₄、CH₄和B₂H₆的气体混合物或SiH₄、H₂和三甲基硼B(CH₃)₃的气体混合物。对于n型掺杂硅，可使用例如SiH₄和PH₃的气体混合物或SiH₄、H₂和PH₃的气体混合物。

衬底104可以是任何所需尺寸，包括在太阳能技术领域通常熟知的那些尺寸。优选地，衬底由如来自Asahi的镀氧化锡玻璃制成，或者由例如Corning 1737等镀钼玻璃制成。

除本等离子沉积设备的上述方面和实施例之外，本发明还包括用于制造这些太阳能电池的方法。图6示出一个这种工艺的实施例600的流程图。在步骤602中，衬底104或多个衬底104设置在输送机106上。在步骤604中，控制输送机106的温度为适当的温度以实现反应产物到衬底104上的最佳沉积。在步骤606中，控制沉积室302内的分压力以提供用于反应产物到衬底104上的沉积的最佳压力。

在步骤608中，启动电感耦合等离子炬102。此步骤可包括启动向等离子气体进气口120的等离子气体流量供应和随后通过向感应线圈114供电而进行等离子点火。另外，步骤608也可包括选择要用于在衬底104或多个衬底104上在沉积期间产生所需反应产物的前驱气源。步骤608也可包括如果在诸如沉积模块200中使用多个电感耦合等离子炬102则启动所有其它电感耦合等离子炬102。

在步骤610中，电感耦合等离子炬102把反应产物沉积到衬底104上。在步骤612中，提出有关是否要由电感耦合等离子炬102沉积反应产物的另一层的询问。如果在步骤612中的响应是“否”，则工艺终止。如果此询问的响应是“是”，则在步骤613提出另一询问。如果对在步骤613中询问的响应是“否”，则工艺继续到步骤616，在该步骤中，可在沉积反应产物的另一薄膜层之前调整电感耦合等离子炬102与衬底104之间的距离。优选地，此步骤之后返回到步骤610。如上所述，步骤610可包括同时通过一个或多个电感耦合等离子炬102均匀沉积薄膜反应产物层。如果对在步骤613中询问的响应是“是”，则在步骤614中，输送机106将衬底104或多个衬底104向前移到沉积模块200的下一电感耦合等离子炬102或多个电感耦合等离子体炬102，并且要把反应产物的下一层沉积在衬底104或多个衬底104上。优选地，工艺随后继续回到步骤612，在该步骤中，提出有关是否要把反应产物的另一层沉积到衬底104或多个衬底104上的另一询问。重复此工艺，直至已把所需数量和类型及厚度的反应产物沉积到衬底104或多个衬底104上。

图7示出另一这种工艺的实施例700的流程图。在步骤702中，启动输送机106，并且在步骤704中，控制输送机106的温度为适当的温度以实现反应产物到衬底104上的最佳沉积。在步骤706中，控制沉积室302内的压力以提供用于反应产物到衬底104上的沉积的最佳压力。

在步骤708中，启动电感耦合等离子炬102或多个电感耦合等离子炬102。此步骤可包括启动向等离子气体进气口120的等离子气体流量供应和随后通过向感应线圈114供电而进行等离子点火。另外，步骤708也可包括选择要用于在衬底104或多个衬底104上在沉积期间产生所需反应产物的前驱气源。

在步骤710中，把前驱气源注入到电感耦合等离子炬102或多个电感耦合等离子炬102。在一实施例中，可通过离线测量已经沉积有反应产物层的衬底104的厚度、成分和/或性能，设置或优化前驱气源的流量。如果厚度、成分和/或性能不在设计标准之内，则可相应地调整前驱气源和/或前驱气源的流量速率。在步骤712中，稳定电感耦合等离子炬102或多个电感耦合等离子炬102的等离子焰。

在步骤714中，提出有关是否要启动和稳定另外的电感耦合等离子炬102或多个电感耦合等离子炬102的询问。如果要，则工艺优选返回步骤708以启动电感耦合等离子炬102或多个电感耦合等离子炬102或沉积模块200。如果对步骤714中询问的回答是“否”，则在步骤716中提出另一询问。在此询问中，可启动并稳定另一沉积模块200。如果对此询问的回答是“否”，则工艺优选继续到步骤718，在该步骤中，将衬底104加载到输送机106上。之后是步骤720，在该步骤中，可调整在电感耦合等离子炬102或多个电感耦合等离子炬102与衬底104之间的距离。

在步骤722中，沉积模块200的电感耦合等离子炬102或多个电感耦合等离子炬102将反应产物沉积到衬底104上。在步骤724中，提出有关是否要由电感耦合等离子炬102或多个电感耦合等离子炬102沉积反应产物的另一层的询问。如果在步骤724中的响应是“否”，则工艺优选终止。如果在步骤724中的响应是“是”，则在步骤726中提出另一询问。在步骤726中，提出是否要把反应产物的不同薄膜层沉积在衬底104上的询问。如果对此询问的响应是“否”，则优选工艺返回步骤720以调整在电感耦合等离子炬102或多个电感耦合等离子炬102与衬底104或多个衬底104之间的距离，然后在步骤722中沉积另一反应产物层。如果对步骤726中询问的响应是“是”，则在步骤728中，输送机106优选将衬底104或多个衬底104向前移到下一电感耦合等离子炬102或多个电感耦合等离子炬102或沉积模块200。随后，在步骤730中，在衬底104或多个衬底104上，电感耦合等离子炬102或多个电感耦合等离子炬102沉积或者沉积模块200沉积反应产物的下一层。

在步骤732中，提出是否要沉积反应产物的另一薄膜层的另一询问。如果对此询问的响应是“是”，则工艺优选返回步骤726。如果对此询问的响应是“否”，则工艺优选终止，并且把衬底104或多个衬底104从输送机106去除。

在用于制造太阳能电池的本方法的另一方面中，衬底104可在不同于以上所述的其它时间从工艺中去除，以便测量沉积工艺的厚度、成分和/或性能，确定是否要调整上述任何工艺参数，如输送机温度、沉积室压力、前驱气源成分和/或前驱气源到一个或更多电感耦合等离子炬102或多个电感耦合等离子炬102或沉积模块200的流量速率。

图8示出另一这种工艺的实施例800的流程图。在步骤802中，启动输送机106，并且在步骤804中，控制输送机106的速度并控制其温度为适当的温度以实现反应产物到衬底104上的最佳沉积。在步骤806中，控制沉积室302内的压力以提供用于反应产物到衬底104上的沉积的最佳压力。

在步骤808中，启动电感耦合等离子炬102或多个电感耦合等离子炬102。此步骤可包括启动向等离子气体进气口120的等离子气体流量供应和随后通过向感应线圈114供电而进行等离子点火。另外，步骤808也可包括选择要用于在衬底104或多个衬底104上在沉积期间产生所需反应产物的前驱气源。

在步骤810中，以横向振荡或摆动一个或多个沉积模块400和500以提供足以提供跨衬底104或多个衬底104的所需沉积覆盖的幅度、速度和频率。在步骤812中，把前驱气源注入到电感耦合等离子炬102或多个电感耦合等离子炬102。在一实施例中，可通过离线测量已经沉积有反应产物层的衬底104的厚度、成分和/或性能，设置或优化前驱气源的流量。如果厚度、成分和/或性能不在设计标准之内，则可相应地调整前驱气源和/或前驱气源的流量速率。稳定电感耦合等离子炬102或多个电感耦合等离子炬102的等离子焰。

在步骤814中，提出有关是否要由电感耦合等离子炬102或多个电感耦合等离子炬102沉积反应产物的另一层的询问。如果在步骤814中的响应是“否”，则工艺优选终止。如果在步骤814中的响应是“是”，则在步骤815中提出另一询问。在步骤815中，提出是否要在衬底104上沉积反应产物的不同薄膜层的询问。如果对此询问的响应是“否”，则优选工艺返回步骤818以调整在电感耦合等离子炬102或多个电感耦合等离子炬102与衬底104或多个衬底104之间的距离，然后在步骤812中沉积另一反应产物层。如果对步骤815中询问的响应是“是”，则在步骤816中，输送机106优选将衬底104或多个衬底104向前移到沉积模块400和500的下一电感耦合等离子炬102或多个电感耦合等离子炬102。随后，在步骤814、815、818和812中，在衬底104或多个衬底104上，由电感耦合等离子炬102或多个电感耦合等离子炬102沉积或者由沉积模块400和500沉积反应产物的下一层。

在用于制造太阳能电池的本方法的另一方面中，可把衬底104在不同于以上所述的其它时间从工艺中去除，以便测量沉积工艺的厚度、成分和/或性能，确定是否要调整上述任何工艺参数，如输送机温度、沉积室压力、前驱气源成分和/或前驱气源到一个或更多电感耦合等离子炬102或多个电感耦合等离子炬102或沉积模块400和500的流量速率。

虽然已经描述目前被认为是用于制作太阳能电池的等离子沉积设备和方法的优选实施例，但要理解，可以不脱离其精神和本质特征的其它特定形式来体现本等离子沉积设备。例如，在不脱离用于制作太阳能电池的本等离子沉积设备和方法的精神和本质特征的情况下，可使用与本文中所述不同的另外的等离子炬或沉积模块的不同组合。因此，要把本实施例在所有方面视为描述而非约束。本发明的范围由随附权利要求书而不是上述说明指示。

Claims (67)

1.一种用于制作太阳能电池的等离子沉积设备，包括：

用于支撑衬底的部件；

用于供应反应物的部件；以及

用于在所述衬底上沉积产物的等离子炬部件，所述等离子体炬部件位于离所述衬底一段距离的位置。

2.如权利要求1所述用于制作太阳能电池的等离子沉积设备，其中，所述沉积的太阳能电池是硅薄膜太阳能电池。

3.如权利要求1所述用于制作太阳能电池的等离子沉积设备，其中，所述沉积的太阳能电池是铜铟镓二硒(CIGS)薄膜太阳能电池。

4.如权利要求1所述用于制作太阳能电池的等离子沉积设备，其中，所述反应物可以是选自由气体、蒸气、气溶胶、小颗粒和粉末组成的组的形式。

5.如权利要求1所述用于制作太阳能电池的等离子沉积设备，其中，所述等离子形成气体是氩气。

6.如权利要求1所述用于制作太阳能电池的等离子沉积设备，其中，所述产物是由选自硅烷、氢、甲烷、乙硼烷、三甲基硼、磷化氢及其混合物的气体产生。

7.如权利要求1所述用于制作太阳能电池的等离子沉积设备，其中，所述产物是从包含选自铜、铟、镓、硒及其混合物组成的组的化学物质的反应物产生。

8.如权利要求1所述用于制作太阳能电池的等离子沉积设备，其中，所述衬底选自镀氧化锡玻璃和镀钼玻璃组成的组。

9.如权利要求1所述用于制作太阳能电池的等离子沉积设备，其中，所述等离子炬部件与所述衬底之间的所述距离大约是30-55mm。

10.一种用于制作太阳能电池的等离子沉积设备，包括：

具有纵轴线的输送机，用于支撑至少一个衬底；

至少两个模块，各自具有用于在所述至少一个衬底上沉积反应产物层的至少一个等离子炬，所述至少一个等离子炬位于离所述至少一个衬底一段距离的位置；

用于容纳所述输送机和所述至少两个模块的室；以及

排气系统。

11.如权利要求10所述用于制作太阳能电池的等离子沉积设备，其中，所述室还包括：

入口和入口气幕，用于把所述室与所述室外部的环境隔离；以及

出口和出口气幕，用于把所述室与所述室外部的环境隔离。

12.如权利要求11所述用于制作太阳能电池的等离子沉积设备，其中，所述气幕包括选自由氦、氖、氩及其混合物组成的组的惰性气体。

13.如权利要求10所述用于制作太阳能电池的等离子沉积设备，其中，所述排气系统还包括：

用于从所述室去除作为副产品的气体和颗粒的排气端口。

14.如权利要求10所述用于制作太阳能电池的等离子沉积设备，其中，所述排气系统控制所述室内的分压力。

15.如权利要求10所述用于制作太阳能电池的等离子沉积设备，其中，所述至少一个等离子炬以与所述输送机的所述纵向横向的行布置，用于在所述至少一个衬底上沉积所述反应产物。

16.如权利要求10所述用于制作太阳能电池的等离子沉积设备，其中，所述输送机受到温度控制以保持所述反应产物在所述至少一个衬底上的最佳沉积温度。

17.如权利要求10所述用于制作太阳能电池的等离子沉积设备，其中，所述至少一个等离子炬是电感耦合等离子炬。

18.如权利要求10所述用于制作太阳能电池的等离子沉积设备，其中，所述至少两个模块在所述室内不同位置的所述多个衬底上沉积所述反应产物。

19.如权利要求10所述用于制作太阳能电池的等离子沉积设备，其中，所述输送机将所述至少一个衬底从所述入口移到所述出口。

20.如权利要求10所述用于制作太阳能电池的等离子沉积设备，其中，所述输送机相对于所述至少两个模块移动所述至少一个衬底以提供持续的沉积工艺。

21.如权利要求10所述用于制作太阳能电池的等离子沉积设备，其中，所述反应产物包括从所述至少两个模块的不同模块沉积的n型掺杂物和p型掺杂物。

22.如权利要求10所述用于制作太阳能电池的等离子沉积设备，其中，所述反应产物包括从所述至少两个模块的不同模块沉积的至少两种不同的反应产物。

23.如权利要求10所述用于制作太阳能电池的等离子沉积设备，其中，所述至少两个模块沿所述输送机在所述至少一个衬底上连续地沉积所述反应产物。

24.如权利要求10所述用于制作太阳能电池的等离子沉积设备，其中，所述太阳能电池选自p-i-n和n-i-p型的分层结构组成的组。

25.一种用于制作太阳能电池的等离子沉积设备，包括：

具有纵轴线的输送机，用于支撑至少一个衬底；

具有与所述纵轴线横向的至少一个高频电感耦合等离子炬的第一行的模块，用于在所述至少一个衬底的表面的至少一个轴线的大致所有轴线上沉积反应产物层，所述至少一个高频等离子炬包括：

感应线圈，环绕所述至少一个高频电感耦合等离子炬的每个高频电感耦合等离子炬，所述感应线圈位于离所述至少一个衬底一段距离的位置；

等离子气源，连接到所述至少一个高频电感耦合等离子炬；

所述反应产物层的前驱化学物质源，连接到所述至少一个高频电感耦合等离子炬；

用于容纳所述输送机和所述模块的室；以及

排气系统。

26.如权利要求25所述用于制作太阳能电池的等离子沉积设备，还包括：至少一个高频等离子体炬的第二行，位于与至少一个高频等离子炬的所述第一行相邻的位置，用于在所述至少一个衬底的表面的至少一个轴线的大致所有轴线上沉积反应产物层。

27.如权利要求25所述用于制作太阳能电池的等离子沉积设备，其中，所述线圈与所述至少一个衬底之间的所述距离约为30-55mm。

28.如权利要求26所述用于制作太阳能电池的等离子沉积设备，其中，所述至少一个高频电感耦合等离子体还包括：

连接到所述前驱气源的至少一个注入端口，用于将所述前驱气源注入到所述至少一个高频电感耦合等离子炬。

29.如权利要求25所述用于制作太阳能电池的等离子沉积设备，其中，所述至少一个高频电感耦合等离子炬包括：

外部石英管；

内部石英管；以及

连接所述外部石英管和所述内部石英管的室，其中，所述等离子气源连接到所述室以在所述外部石英管与所述内部石英管之间提供所述等离子气源。

30.如权利要求29所述用于制作太阳能电池的等离子沉积设备，其中，所述外部石英管具有大约180-400mm的长度。

31.如权利要求29所述用于制作太阳能电池的等离子沉积设备，其中，所述外部石英管具有大约50-90mm的直径。

32.如权利要求29所述用于制作太阳能电池的等离子沉积设备，其中，所述内部石英管具有大约120-180mm的长度。

33.如权利要求29所述用于制作太阳能电池的等离子沉积设备，其中所述内部石英管具有大约50-70mm的直径。

34.如权利要求25所述用于制作太阳能电池的等离子沉积设备，其中，所述电感线圈包括具有直径大于所述外部石英管直径且以大约2-10mm的距离相互间隔分开的多个绕组。

35.如权利要求25所述用于制作太阳能电池的等离子沉积设备，其中，在所述感应线圈与所述至少一个衬底之间的所述距离大约是30-55mm。

36.如权利要求25所述用于制作太阳能电池的等离子沉积设备，还包括连接到所述感应线圈的高频发成器。

37.如权利要求25所述用于制作太阳能电池的等离子沉积设备，其中，所述至少一个高频等离子炬的第一行和所述至少一个高频等离子体炬的第二行相对相互地振荡。

38.一种在沉积室中的衬底上形成太阳能电池层的方法，包括：

支撑所述衬底；

提供包括线圈的高频电感耦合等离子炬，所述电感耦合等离子炬被选择可沿所述衬底一侧的表面区域定位，30-55mm的距离把所述线圈与所述衬底分开；

将基本上由惰性气体组成的等离子气体引入到所述高频电感耦合等离子炬以便在所述线圈内形成等离子；

将前驱化学物质源注入到所述高频电感耦合等离子炬；以及

将所述电感耦合等离子炬和所述前驱气源的反应产物沉积到所述衬底上，同时保持所述衬底与所述线圈之间的间距。

39.如权利要求38所述用于在衬底上形成太阳能电池层的方法，还包括调整所述室内的分压力。

40.如权利要求38所述用于在衬底上形成太阳能电池层的方法，还包括抽空所述室中的分压力。

41.如权利要求38所述用于在衬底上形成太阳能电池层的方法，还包括控制所述室内的分压力。

42.如权利要求38所述用于在衬底上形成太阳能电池层的方法，还包括控制所述衬底的温度以保持所述反应产物在所述衬底上的最佳沉积温度。

43.如权利要求38所述用于在衬底上形成太阳能电池层的方法，其中，所述反应产物选自由硅和铜铟镓二硒(CIGS)的纯和掺杂薄膜层组成的组。

44.一种在沉积室中的至少一个衬底上形成太阳能电池层的方法，包括：

在具有纵轴线的输送机上支撑所述至少一个衬底；

沿所述输送机的所述纵轴线提供相互间隔分开的至少两个模块，所述至少两个模块的每个模块具有用于在所述至少一个衬底上沉积反应产物的至少一个等离子炬，所述至少一个等离子炬位于离所述至少一个衬底一段距离的位置，所述至少一个等离子炬包括线圈，所述电感耦合等离子炬被选择可沿所述衬底一侧的表面区域定位，30-55mm的距离把所述线圈与所述衬底分开；

将基本上由惰性气体组成的等离子气体引入所述高频电感耦合等离子炬以便在所述线圈内形成等离子；

将前驱化学物质源注入到所述高频电感耦合等离子炬；

将所述电感耦合等离子炬和所述前驱气源的反应产物沉积到所述衬底上，同时保持所述衬底与所述线圈之间的间距；以及

沿所述纵轴线输送所述至少一个衬底。

45.如权利要求44所述用于在衬底上形成太阳能电池层的方法，还包括调整所述室内的分压力。

46.如权利要求44所述用于在衬底上形成太阳能电池层的方法，还包括抽空所述室中的分压力。

47.如权利要求44所述用于在衬底上形成太阳能电池层的方法，还包括控制所述室内的分压力。

48.如权利要求44所述用于在衬底上形成太阳能电池层的方法，还包括控制所述衬底的温度以保持所述反应产物在所述衬底上的最佳沉积温度。

49.如权利要求44所述用于在衬底上形成太阳能电池层的方法，其中，所述反应产物选自由纯和掺杂的硅和铜铟镓二硒(CIGS)的薄膜层组成的组。

50.一种用于制作太阳能电池的等离子沉积设备，包括：

用于支撑衬底的部件；

用于供应反应物的部件；

用于在所述衬底上沉积产物的等离子炬部件，所述等离子炬部件位于离所述衬底一段距离的位置；以及

用于相对于所述衬底振荡所述等离子炬部件的部件。

51.如权利要求50所述用于制作太阳能电池的等离子沉积设备，其中，所述沉积的太阳能电池是硅薄膜太阳能电池。

52.如权利要求50所述用于制作太阳能电池的等离子沉积设备，其中，所述沉积的太阳能电池是铜铟镓二硒(CIGS)薄膜太阳能电池。

53.如权利要求50所述用于制作太阳能电池的等离子沉积设备，其中，所述反应物可以是选自气体、蒸气、气溶胶、小颗粒或粉末组成的组的形式。

54.如权利要求50所述用于制作太阳能电池的等离子沉积设备，其中，所述等离子形成气体是氩气。

55.如权利要求50所述用于制作太阳能电池的等离子沉积设备，其中，所述产物由选自硅烷、氢、甲烷、乙硼烷、三甲基硼、磷化氢及其混合物的气体产生。

56.如权利要求50所述用于制作太阳能电池的等离子沉积设备，其中，所述产物是从包含选自铜、铟、镓、硒及其混合物组成的组的化学物质的反应物产生。

57.如权利要求50所述用于制作太阳能电池的等离子沉积设备，其中，所述衬底选自镀氧化锡玻璃和镀钼玻璃组成的组。

58.如权利要求50所述用于制作太阳能电池的等离子沉积设备，其中，所述等离子炬部件与所述衬底之间的所述距离约为30-55mm。

59.一种在沉积室中的至少一个衬底上形成太阳能电池层的方法，包括：

支撑衬底；

供应反应物；

用等离子炬部件在所述衬底上沉积产物，所述等离子炬部件位于离所述衬底一段距离的位置；以及

相对于所述衬底振荡所述等离子炬部件。

60.如权利要求59所述在至少一个衬底上形成太阳能电池层的方法，其中，所述沉积的太阳能电池是硅薄膜太阳能电池。

61.如权利要求59所述在至少一个衬底上形成太阳能电池层的方法，其中，所述沉积的太阳能电池是铜铟镓二硒(CIGS)薄膜太阳能电池。

62.如权利要求59所述在至少一个衬底上形成太阳能电池层的方法，其中，所述反应物可以是选自气体、蒸气、气溶胶、小颗粒或粉末组成的组的形式。

63.如权利要求59所述在至少一个衬底上形成太阳能电池层的方法，其中，所述等离子形成气体是氩气。

64.如权利要求59所述在至少一个衬底上形成太阳能电池层的方法，其中，所述产物由选自硅烷、氢、甲烷、乙硼烷、三甲基硼、磷化氢及其混合物的气体产生。

65.如权利要求59所述在至少一个衬底上形成太阳能电池层的方法，其中，所述产物从包含选自铜、铟、镓、硒及其混合物组成的组的化学物质的反应物产生。

66.如权利要求59所述在至少一个衬底上形成太阳能电池层的方法，其中，所述衬底选自镀氧化锡玻璃和镀钼玻璃组成的组。

67.如权利要求59所述在至少一个衬底上形成太阳能电池层的方法，其中，在所述等离子炬部件与所述衬底之间的所述距离大约是30-55mm。

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