CN102299204A - 一种太阳能电池片扩散工艺中的退舟出炉方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳能电池片扩散工艺中的退舟出炉方法，其包括以下步骤：(1)电机带动桨提升石英舟到高位；(2)电机以700～1200mm/min的速率带着石英舟在扩散炉内运行，行程为600～800mm；(3)电机以300～600mm/min的速率带着石英舟在扩散炉内向炉体外运行，行程为1000～1500mm；(4)电机以700～1200mm/min的速率带着石英舟在炉体外运行，行程为600～1300mm。本发明使载着硅片的石英舟从炉内向炉外运行时的速度慢，硅片从高温处缓慢进入室温处，高、低温变化慢，减少了硅片中残余的热应力，避免了硅片中残余的热应力致使硅片弯曲或碎裂的现象的发生。

Description

一种太阳能电池片扩散工艺中的退舟出炉方法
技术领域
本发明属于太阳能电池制造领域，涉及一种太阳能电池片扩散工艺中的退舟出炉方法。
背景技术
太阳能电池片制造工艺中的核心环节是扩散工艺。一般采用掺硼的P型硅片作为基底材料，扩散工艺中采用的是POCl3液态源，放置在石英管中被加热到800～950℃，五价的磷原子扩散至基底形成n区，从而形成PN结。扩散工艺步骤主要分为将硅片置于石英舟上、将石英舟推入扩散炉中、通入氧气、通入POCl3气体、扩散制备p-n结、电机带动桨提升石英舟、石英舟载着制好PN结的硅片退出扩散炉等步骤。其中，现有的石英舟载着制好PN结的硅片退出扩散炉的工艺流程为：当电机带动桨提升石英舟到高位后，电机以匀速退舟出炉，行程为1700～3100mm，退舟出炉速率为800mm/min，这样石英舟以匀速载着硅片从扩散炉炉内、从炉内向炉外和在炉外运行，其不但运行时间长，且从炉内向炉外阶段运行的速度快，硅片在短时间内经历从800～950℃高温到室温的过程，高、低温的突变会使硅片中残余热应力，造成不必要的弯曲或碎裂。如果采用降低速率的匀速出炉方法就会减小了设备的产能，提高了硅片的生产成本。
发明内容
本发明的目的就是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种太阳能电池片扩散工艺中的退舟出炉方法，采用该方法使载着硅片的石英舟从炉内向炉外阶段运行时的速度慢，硅片从高温处缓慢进入室温处，高、低温变化慢，减少了硅片中残余的热应力。
为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种太阳能电池片扩散工艺中的退舟出炉方法，对完成扩散制备p-n结后的硅片出炉，其包括以下步骤：
(1)电机带动桨提升载有硅片的石英舟到高位；
(2)电机以700～1200mm/min的速率带着载有硅片的石英舟在扩散炉内运行，行程为600～800mm；
(3)电机以300～600mm/min的速率带着载有硅片的石英舟在扩散炉内向炉体外运行，行程为1000～1500mm；
(4)电机以700～1200mm/min的速率带着载有硅片的石英舟在炉体外运行，行程为600～1300mm。
上述所述的步骤(2)中电机的速率为800～1000mm/min，行程为600～700mm。
上述所述的步骤(3)中电机的速率为500～600mm/min，行程为1000～1400mm。
上述所述的步骤(4)中电机的速率为800～1000mm/min，行程为600～700mm。
本发明的退舟出炉方法将原来的匀速出炉方法改为三种速率出炉方法，首先是石英舟在扩散炉炉体内运行，石英舟以快速运行的方式匀速出炉，由于硅片所处的环境温度没有变化，所以，石英舟可以快速运行，以节省运行时间；当石英舟出高温炉时，硅片经历从800～950℃的高温到室温的过程，环境温差较大，容易造成热损伤并与空气中杂质接触污染硅片，所以石英舟以慢速出炉；当石英舟完全出炉后，硅片所处环境温度恒定，所以石英舟快速运行恢复到初始位置，以节省运行时间。总之，本发明使载着硅片的石英舟从炉内向炉外阶段运行时的速度慢，硅片从高温处缓慢进入室温处，高、低温变化慢，减少了硅片中残余的热应力，避免了硅片中残余的热应力致使硅片弯曲或碎裂的现象的发生。
附图说明
图1为电机提升石英舟到高位，等待石英舟出扩散炉的示意图；
图2为石英舟头部区域接近管口位置的示意图；
图3为石英舟尾部区域接近扩散炉出口位置的示意图；
图4为石英舟出扩散炉后回到初始位置的示意图。
其中1为电机，2为石英管，3为石英舟，4为桨。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细的描述。
实施例1：本实施例的退舟出炉方法，对完成扩散制备p-n结后的硅片出炉，其包括以下步骤：
(1)电机1带动桨4提升载有硅片的石英舟3到高位；如图1所示。
(2)电机1以700mm/min的速率带着载有硅片的石英舟3在扩散炉内运行，行程为600mm，直至石英舟3头部区域接近管口位置，如图2所示。
(3)电机1以300mm/min的速率带着载有硅片的石英舟3在扩散炉内向炉体外运行，行程为1000mm，直至石英舟3尾部区域接近扩散炉出口位置，如图3所示。
(4)电机1以1200mm/min的速率带着载有硅片的石英舟3在炉体外运行，行程为1300mm，直至石英舟3出扩散炉后回到初始位置，如图4所示。
图中2为石英管。
20片单晶125*125硅片按照800mm/min的匀速出炉和实施例1中所述的出炉方法对比扩散前后硅片翘曲度和弯曲度的变化见表1：
表1单晶125硅片翘曲度和弯曲度在扩散前后的变化
Figure BSA00000564718100031
20片多晶156*156硅片按照800mm/min的匀速出炉和实施例1中所述的出炉方法对比扩散前后硅片翘曲度和弯曲度的变化见表2：
表2多晶156硅片翘曲度和弯曲度在扩散前后的变化
Figure BSA00000564718100032
实施例2：本实施例的退舟出炉方法，其它的与实施例1完全相同，只是步骤(2)中电机的速率为1200mm/min，行程为800mm；步骤(3)中电机的速率为600mm/min，行程为1500mm；步骤(4)中电机的速率为700mm/min，行程为600mm。
实施例3：本实施例的退舟出炉方法，其它的与实施例1完全相同，只是步骤(2)中电机的速率为800mm/min，行程为700mm；步骤(3)中电机的速率为500mm/min，行程为1400mm；步骤(4)中电机的速率为800mm/min，行程为800mm。
实施例4：本实施例的退舟出炉方法，其它的与实施例1完全相同，只是步骤(2)中电机的速率为1000mm/min，行程为600mm；步骤(3)中电机的速率为400mm/min，行程为1000mm；步骤(4)中电机的速率为1000mm/min，行程为700mm。
实施例5：本实施例的退舟出炉方法，其它的与实施例1完全相同，只是步骤(2)中电机的速率为900mm/min，行程为650mm；步骤(3)中电机的速率为450mm/min，行程为1400mm；步骤(4)中电机的速率为900mm/min，行程为550mm。
实施例6：本实施例的退舟出炉方法，其它的与实施例1完全相同，只是步骤(2)中电机的速率为1100mm/min，行程为750mm；步骤(3)中电机的速率为550mm/min，行程为1200mm；步骤(4)中电机的速率为1100mm/min，行程为1000mm。
实施例7：本实施例的退舟出炉方法，其它的与实施例1完全相同，只是步骤(2)中电机的速率为950mm/min，行程为680mm；步骤(3)中电机的速率为580mm/min，行程为1120mm；步骤(4)中电机的速率为850mm/min，行程为1100mm。

Claims (5)

1.一种太阳能电池片扩散工艺中的退舟出炉方法，对完成扩散制备p-n结后的硅片出炉，其包括步骤(1)电机带动桨提升载有硅片的石英舟到高位；其特征在于：其还包括以下步骤：
(2)电机以700～1200mm/min的速率带着载有硅片的石英舟在扩散炉内运行，行程为600～800mm；
(3)电机以300～600mm/min的速率带着载有硅片的石英舟在扩散炉内向炉体外运行，行程为1000～1500mm；
(4)电机以700～1200mm/min的速率带着载有硅片的石英舟在炉体外运行，行程为600～1300mm。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池片扩散工艺中的退舟出炉方法，其特征在于：所述的步骤(2)中电机的速率为800～1000mm/min，行程为600～700mm。
3.根据权利要求1或者2所述的太阳能电池片扩散工艺中的退舟出炉方法，其特征在于：所述的步骤(3)中电机的速率为500～600mm/min，行程为1000～1400mm。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池片扩散工艺中的退舟出炉方法，其特征在于：所述的步骤(4)中电机的速率为800～1000mm/min，行程为600～700mm。
5.根据权利要求1或者2所述的太阳能电池片扩散工艺中的退舟出炉方法，其特征在于：所述的步骤(4)中电机的速率为800～1000mm/min，行程为600～700mm。
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