CN102394254B - 一种晶硅太阳能电池干法刻蚀夹具 - Google Patents

Abstract

一种晶硅太阳能电池干法刻蚀夹具，属于晶硅太阳能电池技术领域。底板连接硅片叠放底座；硅片叠放底座的两侧壁上分别通过螺栓固定连接第一支撑座和第四支撑座；固定夹板和活动夹板为矩形板，在对角的角部有孔，分别连接第一支撑轴、第二支撑轴；固定夹板的内侧接触面有中心圆槽，外侧面有中心方槽；活动夹板的内侧接触面有中心槽；顶杆的螺栓杆螺纹连接顶杆支撑，顶杆的顶端接触活动夹板。一点施力避免导致夹板变形和硅片受力不均。接触面中心挖槽使力分散到硅片边缘，让硅片边缘夹紧，减小硅片中间区域的受力，这样既可使刻蚀气体尽量少地渗透进叠放的硅片内部，又可减少碎片的产生。硅片叠放底座可使硅片的叠放过程更加简洁，减少硅片间的摩擦。

Description

一种晶硅太阳能电池干法刻蚀夹具

技术领域

本发明涉及一种晶硅太阳能电池干法刻蚀夹具，属于晶硅太阳能电池技术领域。

背景技术

晶硅太阳能电池含义为：利用晶体硅作为材料制作的将光能转化为电能的发电装置。

干法刻蚀含义为：利用气态反应物，对硅片边缘进行反应刻蚀。

面对全球能源危机，太阳能光伏发电技术已经成为半导体行业的新的发展热点。晶硅太阳能电池制造分为制绒、扩散、等离子刻蚀、PSG清洗、PECVD镀膜、丝网印刷、烧结等工序，而扩散工艺会导致硅片边缘出现n型结层，会导致电池正负电极出现n型导通通路，影响太阳能电池的发电效率，因此需要将该层物质去除。

等离子刻蚀是目前产业常用的刻蚀方法之一，其原理为采用CF4和O2作为反应气体，将硅片叠放在一起后，让裸露出来的边缘的硅材料和反应气体反生反应，最终起到边缘刻蚀的效果，打断电池正负两级的导通通路。从刻蚀的原理可看出，刻蚀夹具是影响刻蚀效果的重要因素，夹具对硅片的施压太大会导致硅片碎裂，施压太小或者不均匀会导致反应气体渗透至硅片上下表面，对不需要刻蚀的区域造成损伤，影响发电效率。传统夹具结构简单，刻蚀效果不稳定，刻蚀夹具结构为采用两块金属矩形板，金属板两相对边连接有金属螺杆，两侧通过螺杆和螺栓将两块金属板间的硅片夹紧。

现有技术存在三个问题：

a)现有技术施力方式为两点施力，存在两点施力可能不均，以及硅片表面受力不均的情况，影响硅片边缘夹紧的效果；

b)硅片受力面为平面，易出现受力不均匀，并且容易变形导致硅片边缘夹不紧；

c)硅片叠放过程操作复杂，且容易出现对硅片表面PN结的磨损。

本发明的目的主要是为了解决以上三个问题，通过新型等刻夹具结构的设计，使硅片的受力更加均匀，边缘夹片更紧以及上下片过程更加方便摩擦更少。

发明内容

针对传统夹具存在的问题，本发明的目的在于提供一种操作更方便、刻蚀效果更好的晶硅太阳能电池干法刻蚀夹具。

本发明主要针对如何改进等刻夹具装片的便捷性，减小硅片间的摩擦，以及如何使硅片受力更加均匀，如何通过夹具提高等刻的质量等方面进行设计。

本发明提供了一种晶硅太阳能电池干法刻蚀夹具，底板连接硅片叠放底座；硅片叠放底座的第一硅片叠放底座的两侧壁上分别通过螺栓固定连接第一支撑座和第四支撑座；硅片叠放底座的第二硅片叠放底座的两侧壁上分别通过螺栓固定连接第三支撑座和第二支撑座；第一支撑座、第二支撑座、第三支撑座和第四支撑座的上端有缺口，所述缺口支撑第一支撑轴、第二支撑轴和顶杆支撑；

固定夹板和活动夹板为矩形板，在对角的角部有孔，分别连接第一支撑轴、第二支撑轴，

固定夹板的内侧接触面有中心圆槽，外侧面有中心方槽；

活动夹板的内侧接触面有中心槽；

活动夹板在第一支撑轴和第二支撑轴上滑动；

顶杆的螺栓杆螺纹连接顶杆支撑，顶杆的顶端接触活动夹板；

第一硅片叠放底座和第二硅片叠放底座组成夹角90度的硅片存放底座。

夹具由螺杆一点施力，顶住活动夹板，放在固定夹板和活动夹板之间的硅片被夹紧，

通过螺杆顶住活动夹板中心，

固定夹板和活动夹板接触面中心挖槽；夹板的内侧面是直接与硅片接触的平面，将加班与硅片接触一面进行挖槽，实现中间低四边高的结构，将力分散到硅片边缘，使硅片边缘夹紧。

硅片叠放底座；有90度硅片存放底座，将硅片放置于底座上后，硅片依靠自身重力可自动对齐，不仅使硅片叠放过程更加方便，还减少了手动叠放工作造成硅片表面PN结的磨损。

本发明优点：

1.一点施力

避免了多点施力造成的各点施力大小不一样，并且多点施力可能导致夹板变形，最终使硅片受力不均。

2.接触面中心挖槽

使力分散到硅片边缘，让硅片边缘夹紧，减小硅片中间区域的受力，这样既可使刻蚀气体尽量少地渗透进地方的硅片内部，硅片中间部分受力的降低又可以减小碎片的反生。

3.硅片叠放底座

叠放底座可使硅片的叠放过程更加简洁，减少硅片间的摩擦。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，其中：

图1.是作为本发明实施例的夹具整体结构；

图2.是作为本发明实施例的夹具整体结构；

图3是作为本发明实施例的夹具结构三视图结构图；

图4是作为本发明实施例的夹具结构三视图；

图5是作为本发明实施例的夹具结构三视图；

图6是作为本发明实施例的活动夹板和固定夹板结构图；

图7是作为本发明实施例的活动夹板和固定夹板结构图；

图8是作为本发明实施例的硅片叠放底座结构图。

具体实施方式

参照图1至图8对本发明的实施例进行说明。

实施例：

本发明提供了一种晶硅太阳能电池干法刻蚀夹具，有固定夹板7和活动夹板8、螺杆9、硅片叠放底座2、底板1、第一支撑座3、第二支撑座4、第三支撑座12、第四支撑座13、顶杆9、顶杆支撑10、第一支撑轴5、第二支撑轴6；

底板1连接硅片叠放底座2；第一硅片叠放底座2的两侧壁上分别通过螺栓固定连接第一支撑座3和第四支撑座13；第二硅片叠放底座20的两侧壁上分别通过螺栓固定连接第三支撑座12和第二支撑座4；第一支撑座3、第二支撑座4、第三支撑座12和第四支撑座13的上端有缺口，所述缺口支撑第一支撑轴4、第二支撑轴6和顶杆支撑10；

固定夹板7和活动夹板8为矩形板，在对角的角部有孔，分别连接第一支撑轴4、第二支撑轴6，

固定夹板7的内侧接触面有中心圆槽15，外侧面有中心方槽14；

和活动夹板8的内侧接触面有中心槽11；

活动夹板8在第一支撑轴4和第二支撑轴6上滑动；

顶杆9的螺栓杆螺纹连接顶杆支撑10，顶杆9的顶端接触活动夹板8；

第一硅片叠放底座2和第二硅片叠放底座20组成夹角90度的硅片存放底座。

活动夹板8角部的孔有开口。

显然，本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变化属于本发明的保护范围。

如图中标注所示，该夹具设计思路主要有三点改进：

1.一点施力

夹具由螺杆一点施力，顶住活动夹板，放在固定夹板和活动夹板之间的硅片被夹紧，本夹具施力方式为一点施力，通过螺杆顶住活动夹板中心，然后力均匀分散至夹板各个接触面，避免了多点施力引起的施力不均匀，导致硅片夹紧程度不一致。

2.接触面中心挖槽

夹板的内侧面是直接与硅片接触的平面，而分析实际刻蚀过程，我们仅仅需要将硅片边缘夹紧，防止反应气体通过硅片间的缝隙对硅片上下表面发生反应即可，因此将加班与硅片接触一面进行挖槽，实现中间低四边高的结构，将力分散到硅片边缘，使硅片边缘夹紧。

3.硅片叠放底座

设计有90度硅片存放底座，将硅片放置于底座上后，硅片依靠自身重力可自动对齐，不仅使硅片叠放过程更加方便，还减少了手动叠放工作造成硅片表面PN结的磨损。

如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种晶硅太阳能电池干法刻蚀夹具，其特征在于底板连接硅片叠放底座；硅片叠放底座的第一硅片叠放底座的两侧壁上分别通过螺栓固定连接第一支撑座和第四支撑座；硅片叠放底座的第二硅片叠放底座的两侧壁上分别通过螺栓固定连接第三支撑座和第二支撑座；第一支撑座、第二支撑座、第三支撑座和第四支撑座的上端有缺口，所述缺口支撑第一支撑轴、第二支撑轴和顶杆支撑；

固定夹板和活动夹板为矩形板，在对角的角部有孔，分别连接第一支撑轴、第二支撑轴；

固定夹板的内侧接触面有中心圆槽，外侧面有中心方槽；

活动夹板的内侧接触面有中心槽；

顶杆的螺栓杆螺纹连接顶杆支撑，顶杆的顶端接触活动夹板；

由顶杆一点施力，顶住活动夹板，使活动夹板在第一支撑轴和第二支撑轴上滑动，以加紧硅片。

2.根据权利要求1所述的一种晶硅太阳能电池干法刻蚀夹具，其特征在于第一硅片叠放底座和第二硅片叠放底座组成夹角90度的硅片存放底座。

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