一种可镀多种膜的管式pecvd石墨舟镀膜工艺

文档序号:184245 发布日期:2021-11-02 浏览:38次 >En<

阅读说明:本技术 一种可镀多种膜的管式pecvd石墨舟镀膜工艺 (Tubular PECVD graphite boat coating process capable of coating multiple films ) 是由 黎志欣 胡动力 于 2021-07-15 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种可镀多种膜的管式PECVD石墨舟镀膜工艺,采用可镀多种膜的管式PECVD石墨舟结构,工艺流程如下:S1:机械手抓取硅片插入所述镂空区域的勾点上,使所述硅片位于所述镂空区域中,所述硅片的正面和背面分别位于两个所述镀膜通道中;S2:将所述镉板插入所述隔板安装槽内,对所述镀膜通道进行密封;S3:根据镀膜设计要求,在所述硅片两侧的镀膜通道中分别通入镀膜气体或惰性气体,并将所述电极与电源连通,完成镀膜。本发明单个设备上可以镀多种膜,节省了倒片时间,同时减少倒片过程的划伤,提升了良率。同时避免镀膜过程暴露在空气中,减少污染。(The invention provides a tubular PECVD graphite boat coating process capable of coating multiple films, which adopts a tubular PECVD graphite boat structure capable of coating multiple films and has the following process flow: s1: a manipulator grabs a silicon wafer and inserts the silicon wafer into the hook point of the hollow area, so that the silicon wafer is positioned in the hollow area, and the front side and the back side of the silicon wafer are respectively positioned in the two coating channels; s2: inserting the cadmium plate into the partition plate mounting groove, and sealing the film coating channel; s3: and respectively introducing coating gas or inert gas into coating channels on two sides of the silicon wafer according to the design requirements of coating, and communicating the electrodes with a power supply to finish coating. According to the invention, a single device can be coated with various films, so that the rewinding time is saved, the scratch in the rewinding process is reduced, and the yield is improved. Meanwhile, the film coating process is prevented from being exposed in the air, and the pollution is reduced.)

一种可镀多种膜的管式PECVD石墨舟镀膜工艺

技术领域

本发明涉及光伏电池工装夹具技术领域,具体而言是一种可镀多种膜的管式PECVD石墨舟镀膜工艺。

背景技术

提高效率、良率和降低成本一直是光伏行业的努力方向。当前光伏电池主流产品PERC电池效率在23%以上,良率在95%以上,不良品中存在一定比例的划伤等不良,影响了良率和效率。

光伏电池工艺PECVD镀氮化硅膜能降低光的反射,同时还具有抗氧化和绝缘等性能。此外,PECVD薄膜中富含氢,能起到对硅衬底杂质和缺陷钝化抑制。

光伏电池工艺PECVD镀膜正背面往往是不同的膜层,起到不同作用。如氧化铝膜层能吸附高密度负电荷,具有场钝化效应;氮氧化硅可以调节折射率等。常规的PECVD一次只能镀一种膜层,电池工艺镀多种膜往往需要倒片,这样硅片出现擦伤划痕的概率大幅增加,同时搬运时间的增加也浪费了产能。

发明内容

根据上述技术问题,而提供一种可镀多种膜的管式PECVD石墨舟镀膜工艺。

本发明采用的技术手段如下:

一种可镀多种膜的管式PECVD石墨舟镀膜工艺,采用可镀多种膜的管式PECVD石墨舟结构,所述可镀多种膜的管式PECVD石墨舟结构包括多个依次叠放的舟片,多个所述舟片的叠放方向沿所述舟片的厚度方向;所述舟片沿其长度方向上设有多个镂空区域,所述镂空区域用于安装硅片,且所述镂空区域周围设有至少一个卡住所述硅片的勾点;所述镂空区域安装硅片后,相临两个舟片之间形成独立的且密闭的镀膜通道,所述镀膜通道的延伸方向平行于所述舟片的长度方向,所述舟片在其长度方向的两端分别加工有与所述镀膜通道连通的进气孔和出气孔;所述镀膜通道内通入镀膜气体或惰性气体;在所述舟片的长度方向的两侧,相临两个舟片之间的缝隙处安装有隔板,所述隔板通过加工在两个所述舟片之间的缝隙处的隔板安装槽与两个所述舟片连接,并密封所述缝隙;相临两个所述隔板之间具有多个舟片陶瓷绝缘块;所述舟片在其长度方向的一端安装有电极,相临两个舟片的电极分别位于舟片的两端;

工艺流程如下:

S1:机械手抓取硅片插入所述镂空区域的勾点上,使所述硅片位于所述镂空区域中,一个所述镂空区域内插入一个所述硅片或两个所述硅片,当插入一个所述硅片时,所述硅片的正面和背面分别位于两个所述镀膜通道中;当插入两个所述硅片时,两个所述硅片的背面相对设置,且两个所述硅片的正面分别位于两个所述镀膜通道中;

S2:将所述镉板插入所述隔板安装槽内,对所述镀膜通道进行密封;

S3:根据镀膜设计要求,在所述硅片两侧的镀膜通道中分别通入镀膜气体或惰性气体,并将所述电极与电源连通,完成镀膜。

所述舟片包括两个长度立板、两个宽度立板和多个中间平板,

两个长度立板和两个宽度立板围成矩形,中间平板的两端分别与两个所述长度立板固定连接,相临两个中间平板之间的空隙及所述中间平板与所述宽度立板之间的空隙形成所述镂空区域,所述进气孔和所述出气孔分别设置在两个所述宽度立板上。

所述隔板上设有与所述陶瓷绝缘块相匹配的安装孔。

镂空区域可采用耐高温500℃以上软密封圈与硅片接触,勾点分布于镂空区域的不同方位,保证硅片不掉落以及单通道的气密程度。

较现有技术相比,本发明具有以下优点:

1、现有PECVD工作时,舟片间微波发生器产生等离子气氛中在电场条件下沉积单面膜。一般PERC电池工艺背面镀三氧化二铝和氮化硅,正面镀氮氧化硅。镀三氧化二铝使用1台设备,正背面镀氮化硅膜、氮氧化硅膜使用2台生产设备,或者一台设备2套工艺,镀完一层膜后再镀另一层,需要倒片且暴露在空气中。

本发明单通道镀膜工艺可用单台设备完成以上双面镀膜。机械手将硅片放在单层舟片镂空区域,硅片位于两个独立气体通道中,不同通道进气孔通可通不同镀膜特气,实现单通道镀膜,镀完一层后,氮气吹扫,继续通另一层特气,继续镀膜,直到完成镀膜流程。

这样实现节省了倒片时间,同时减少倒片过程的划伤,提升了良率。同时避免镀膜过程暴露在空气中,减少污染。

2、本专利能减少硅片损伤及污染,能提高电池钝化膜的质量,有助于提升效率。

基于上述理由本发明可在光伏电池镀膜等领域广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明

具体实施方式

中一种可镀多种膜的管式PECVD石墨舟结构结构工艺中可镀多种膜的管式PECVD石墨舟结构结构示意图。

图2为本发明具体实施方式中一种可镀多种膜的管式PECVD石墨舟结构结构工艺中可镀多种膜的管式PECVD石墨舟结构侧视图。

图3为本发明具体实施方式中两个舟片结构示意图。

图4为本发明具体实施方式中PERC电池背面镀三氧化二铝镀膜通道设置图。

图5为本发明具体实施方式中PERC电池背面镀氮化硅镀膜通道设置图。

图6为本发明具体实施方式中PERC电池正面镀氮氧化硅镀膜通道设置图。

具体实施方式

需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时,应当清楚,为了便于描述,附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中,任向具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中,需要理解的是,方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,在未作相反说明的情况下,这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明保护范围的限制:方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述,在这里可以使用空间相对术语,如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等,用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是,空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如,如果附图中的器件被倒置,则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而,示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位),并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外,需要说明的是,使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件,仅仅是为了便于对相应零部件进行区别,如没有另行声明,上述词语并没有特殊含义,因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1~6所示,一种可镀多种膜的管式PECVD石墨舟镀膜工艺,采用可镀多种膜的管式PECVD石墨舟结构,所述可镀多种膜的管式PECVD石墨舟结构包括多个依次叠放的舟片1,多个所述舟片1的叠放方向沿所述舟片的厚度方向;所述舟片1沿其长度方向上设有多个镂空区域2,所述镂空区域2用于安装硅片,且所述镂空区域2周围设有至少一个卡住所述硅片的勾点;所述镂空区域2安装硅片后,相临两个舟片1之间形成独立的且密闭的镀膜通道,所述镀膜通道的延伸方向平行于所述舟片1的长度方向,所述舟片1在其长度方向的两端分别加工有与所述镀膜通道连通的进气孔3和出气孔4;所述镀膜通道内通入镀膜气体或惰性气体;在所述舟片1的长度方向的两侧,相临两个舟片1之间的缝隙处安装有隔板5,所述隔板5通过加工在两个所述舟片1之间的缝隙处的隔板安装槽与两个所述舟片1连接,并密封所述缝隙;相临两个所述隔板5之间具有多个舟片陶瓷绝缘块6;所述舟片1在其长度方向的一端安装有电极7,相临两个舟片1的电极7分别位于舟片1的两端;

工艺流程如下:

S1:机械手抓取硅片插入所述镂空区域2的勾点上,使所述硅片位于所述镂空区域2中,一个所述镂空区域2内插入一个所述硅片或两个所述硅片,当插入一个所述硅片时,所述硅片的正面和背面分别位于两个所述镀膜通道中;当插入两个所述硅片时,两个所述硅片的背面相对设置,且两个所述硅片的正面分别位于两个所述镀膜通道中;

S2:将所述镉板5插入所述隔板安装槽内,对所述镀膜通道进行密封;

S3:根据镀膜设计要求,在所述硅片两侧的镀膜通道中分别通入镀膜气体或惰性气体,并将所述电极与电源连通,完成镀膜。

所述舟片1包括两个长度立板11、两个宽度立板12和多个中间平板13,

两个长度立板11和两个宽度立板12围成矩形,中间平板13的两端分别与两个所述长度立板11固定连接,相临两个中间平板13之间的空隙及所述中间平板13与所述宽度立板12之间的空隙形成所述镂空区域2,所述进气孔3和所述出气孔4分别设置在两个所述宽度立板12上。

镂空区域2可采用耐高温500℃以上软密封圈与硅片接触,勾点分布于镂空区域2的不同方位,保证硅片不掉落以及单通道的气密程度。

以PERC电池为例,PERC电池的制作工艺如下:制绒→正面扩散→正面SE→背面刻蚀→背面镀膜三氧化二铝→背面镀氮化硅→正面镀氮化硅→背面激光开槽→正背面丝网印刷。

PERC电池的镀膜工艺如下:

(1)机械手抓取硅片,机械手抓取硅片插入舟片镂空区域卡勾点上。单层舟片镂空区域的硅片正背面处于两个不同镀膜通道中。

(2)将所述镉板5插入所述隔板安装槽内,对所述镀膜通道进行密封;

(3)背面三氧化二铝镀膜工艺,镀膜通道气体设置如图4,设定各温区的温度、时间、气体流量、通道压力,功率及及占空比。硅片的背侧通道通入TMA和O3,硅片的正侧通道通入N2,通气通电后,进行,镀膜完后,用N2吹扫硅片正侧和背侧的镀膜通道。

(4)背面氮化硅的镀膜工艺,镀膜通道气体设置如图5,设定各温区的温度、时间、气体流量、通道压力,功率及及占空比。硅片的背侧通道通入SiH4和NH3,硅片的正侧通道通入N2,通气通电后,进行,镀膜完后,用N2吹扫硅片正侧和背侧的镀膜通道。

(5)正面氮化硅的镀膜工艺,镀膜通道气体设置如图6,设定各温区的温度、时间、气体流量、通道压力,功率及及占空比。硅片的正侧侧通道通入SiH4、NH3和N2O,硅片的背侧通道通入N2,通气通电后,进行,镀膜完后,用N2吹扫硅片正侧和背侧的镀膜通道。

(5)镀膜完后,测试正背面折射率,与常规镀膜无明显差异。

(6)烧结后Suns-Voc测试饱和暗电流密度J0,判断镀膜质量,比常规镀膜好。

本发明与常规石墨舟镀膜性能及产能对比。由同一人先后操作,工艺相似。电阻率为80Ω·cm的P型高阻片,厚度180μm,三氧化二铝膜厚8nm,烧结后Suns-Voc测试饱和暗电流密度J0。用同一炉台继续镀正背面氮化硅,同样正背面通不同比例气体,完成正背面氮化硅的镀膜。对比结果如下表所示:

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

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