CN102784775A - 硼扩散用炉管的清洗方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硼扩散用炉管的清洗方法。该方法包括以下步骤：1）按体积比75:1~1:1向硼扩散用炉管中通入氮气和携源氮气，持续30分钟以上，其中，携源氮气中携带有纯水蒸气；2）停止通入氮气和携源氮气，完成清洗。应用本发明的技术方案，在不改变炉管结构的情况下，采用纯水蒸气对炉管进行清洗。因为BSG（硼硅玻璃）极易溶于水，因此采用纯水蒸气很容易就可以将炉管清洗干净，清洗过程中产生废物可以随尾气管排出。总之，本发明的技术方案简单实用，不必更改设备结构，就能达到清洗炉管，提高扩散质量，延长石英器件寿命的目的。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池制备技术领域，具体而言，涉及一种硼扩散用炉管的清洗方法。
背景技术
太阳能电池是通过光电效应直接把光能转化成电能的装置，常规太阳能电池主要工艺流程为制绒、扩散、湿法刻蚀、减反射膜的沉积、丝网印刷和烧结。由于基体衬底掺杂不同分为P型太阳电池和N型太阳电池。有N型半导体硅片（基体）制作的太阳电池称为N型太阳电池，要形成PN结，扩散源通常使用三溴化硼（液态）中的硼，扩散至硅片内部形成P型半导体。
太阳能电池硼扩散（三溴化硼液态源管式扩散）工艺过程中，会产生副产物BSG（硼硅玻璃），BSG会附着在石英炉管、石英炉门和石英舟表面，从而影响扩散效果。而且BSG积累到一定程度，在高温扩散过程中变成液态，流动到炉管炉门位置，工艺结束后降温至800℃左右时，还会凝固成固体将炉管和炉门沾到一起，致使石英器件损坏，必须更换炉管。
发明内容
本发明旨在提供一种硼扩散用炉管的清洗方法，以解决现有技术中太阳能电池硼扩散工艺过程中产生的副产物BSG会影响扩散效果及致使石英器件损坏的技术问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种硼扩散用炉管的清洗方法。该方法包括以下步骤：1）按体积比75:1~1:1向硼扩散用炉管中通入氮气和携源氮气，持续30分钟以上，其中，携源氮气中携带有纯水蒸气；2）停止通入氮气和携源氮气，完成清洗。
进一步地，步骤1）包括：将炉管内的温度升至860~960℃，将携带有纯水蒸气的携源氮气通入炉管对炉管进行清洗。
进一步地，携带有纯水蒸气的携源氮气的通入流量为0.2~5slm。
进一步地，步骤1）之前进一步包括：将硼扩散源瓶换成纯水源瓶或外接设置纯水源瓶，将氮气通入纯水源瓶形成携源氮气。
进一步地，控制纯水源瓶内的水温在15~30℃。
进一步地，步骤1）是在将扩散炉的炉门关闭的条件下将炉管内的温度连续升至860~960℃。
进一步地，在步骤1）的升温过程中，炉管内保持氮气气氛。
进一步地，控制步骤1）的时间在30~180min。
进一步地，步骤2）之后进一步包括：待炉管内的温度降至750℃~850℃，通入氮气吹扫炉管。
进一步地，每3~30天对炉管进行清洗一次。
应用本发明的技术方案，在不改变炉管结构的情况下，采用纯水蒸气对炉管进行清洗。因为BSG（硼硅玻璃）极易溶于水，因此采用纯水蒸气很容易就可以将炉管清洗干净，清洗过程中产生废物可以随尾气管排出。总之，本发明的技术方案简单实用，不必更改设备结构，就能达到清洗炉管，提高扩散质量，延长石英器件寿命的目的。
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。下面将结合实施例来详细说明本发明。
现在技术没有硼扩散用炉管的清洗方法，本发明的发明人在硼扩散生产过程中发现纯水会与产生的硼硅玻璃剧烈反应，将硼硅玻璃溶解，所以想到使用纯水清洗炉管，在生产中摸索出硼扩散用炉管清洗的方法。
根据本发明一种典型的实施方式，硼扩散用炉管的清洗方法包括以下步骤：1）按体积比75:1~1:1向硼扩散用炉管中通入氮气和携源氮气，持续30分钟以上，其中，携源氮气中携带有纯水蒸气；2）停止通入氮气和携源氮气，完成清洗。应用本发明的技术方案，在不改变炉管结构的情况下，采用纯水蒸气对炉管进行清洗。因为BSG（硼硅玻璃）极易溶于水，因此采用纯水蒸气很容易就可以将炉管清洗干净，清洗过程中产生废物随尾可以气管排出。总之，本发明的技术方案简单实用，不必更改设备结构，就能达到清洗炉管，提高扩散质量，延长石英器件寿命的目的。
本发明中的“纯水”是指蒸馏水或去离子水，这样可以防止杂质进入炉管造成不必要的损失。
优选地，步骤1）包括：将炉管内的温度升至860~960℃，将携带有纯水蒸气的携源氮气通入炉管对炉管进行清洗。因为，860~960℃时水可以与BSG发生剧烈反应，因此采用这种操作方法及其方便。优选地，携带有纯水蒸气的携源氮气的通入流量为0.2~5slm。便于水蒸气与BSG充分反应后，能够随氮气排出炉管。
根据本发明一种典型的实施方式，步骤1）之前进一步包括：将硼扩散源瓶换成纯水源瓶或外接设置纯水源瓶，将氮气通入纯水源瓶形成携源氮气。优选为将硼扩散源瓶换成同型号的纯水源瓶，因为通常硼扩散源瓶的放置位置上设置有精确的温控装置，便于源瓶温度的控制。优选地，控制纯水源瓶内的水温在15~30℃，进一步优选地是20℃，防止源瓶温度与室温差距较大，产生冷凝水。
优选地，步骤1）是在将扩散炉的炉门关闭的条件下将炉管内的温度连续升至860~960℃。在此温度条件下，便于水与BSG快速反应，又不至于损坏设备。优选地，炉管内的温度连续升至860~960℃。优选地，在步骤1）的升温过程中，炉管内保持氮气气氛，即保持本领域正常生产过程中氮气的正常通入。优选地，控制步骤1）的时间在30~180min。优选地，步骤2）之后进一步包括：将炉管内的温度降至750~850℃，通入氮气吹扫炉管，以清除炉管中的纯水蒸气，防止在后续的生产过程中水蒸气与三溴化硼的剧烈反应，影响扩散效果。优选地，每3~30天对炉管进行清洗一次。
实施例1
1）将炉管内的温度升至860℃，按体积比75:1向硼扩散用炉管中通入氮气和携源氮气，持续30分钟以上，其中，携源氮气中携带有纯水蒸气，控制纯水源瓶内的水温在15℃；携带有纯水蒸气的氮气的通入流量为0.2slm；
2）停止氮气和携源氮气通入炉管，将炉管内的温度降至750℃。
实施例2
1）将炉管内的温度升至960℃，按体积比1:1向硼扩散用炉管中通入氮气和携源氮气，持续30分钟以上，其中，携源氮气中携带有纯水蒸气，控制纯水源瓶内的水温在30℃；携带有纯水蒸气的氮气的通入流量为5slm；
2）停止氮气和携源氮气通入炉管，将炉管内的温度降至850℃。
实施例3
1）将炉管内的温度升至900℃，按体积比50:1向硼扩散用炉管中通入氮气和携源氮气，持续180分钟以上，其中，携源氮气中携带有纯水蒸气，控制纯水源瓶内的水温在20℃；携带有纯水蒸气的氮气的通入流量为0.3slm；
2）停止氮气和携源氮气通入炉管，将炉管内的温度降至800℃。
通过上述实施例1~3，均能较好的清洗硼扩散用炉管。
综上，采用本发明的技术方案具备以下有益效果：
1）不用改造设备即可实现硼扩散用炉管的在线纯水清洗；
2）本发明硼扩散用炉管的清洗方法，与硼扩散工艺接近，只通过更改工艺参数，就可以将炉管清洗干净；
3）本发明优点可以利用设备自带源温控制器，控制纯水源温度；
4）本发明可通过控制携源氮气流量及时间，精确设定纯水进入炉管用量。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种硼扩散用炉管的清洗方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）按体积比75:1~1:1向硼扩散用炉管中通入氮气和携源氮气，持续30分钟以上，其中，所述携源氮气中携带有纯水蒸气；
2）停止通入所述氮气和携源氮气，完成清洗。
2.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述步骤1）包括：
将所述炉管内的温度升至860~960℃，将携带有纯水蒸气的携源氮气通入所述炉管对所述炉管进行清洗。
3.根据权利要求2所述的清洗方法，其特征在于，所述携带有纯水蒸气的携源氮气的通入流量为0.2~5slm。
4.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述步骤1）之前进一步包括：
将硼扩散源瓶换成纯水源瓶或外接设置纯水源瓶，将氮气通入所述纯水源瓶形成所述携源氮气。
5.根据权利要求4所述的清洗方法，其特征在于，控制所述纯水源瓶内的水温在15~30℃。
6.根据权利要求2所述的清洗方法，其特征在于，所述步骤1）是在将所述扩散炉的炉门关闭的条件下将所述炉管内的温度连续升至860~960℃。
7.根据权利要求2所述的清洗方法，其特征在于，在所述步骤1）的升温过程中，所述炉管内保持氮气气氛。
8.根据权利要求2所述的清洗方法，其特征在于，控制所述步骤1）的时间在30~180min。
9.根据权利要求2所述的清洗方法，其特征在于，所述步骤2）之后进一步包括：
待所述炉管内的温度降至750℃~850℃，通入氮气吹扫所述炉管。
10.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，每3~30天对所述炉管进行清洗一次。
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