CN102881620A - 一种石英舟清洗和饱和处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石英舟清洗和饱和处理方法，具体步骤：石英舟的清洗，将石英舟放入浓度为10%～25%的氢氟酸进行浸泡40min～120min后，放入喷淋槽用纯水喷淋，喷淋时间为20min～90min；干燥，用气体干燥剂吹干石英舟；石英舟的饱和，将石英舟放入炉温为800℃～900℃的管式扩散炉中，通入氧气和流量为1000～3000ml/min三氯氧磷液态源，其中氧气和三氯氧磷液态源的流量比为1:1～5；最后用10～30L/min的氮气或者氧气冷却石英舟。其优点：经过清洗后石英舟上的硅粉松动，再放入喷淋槽中喷淋，使得松动的硅粉完全清除，再通过大流量的三氯氧磷液态源和氧气饱和，使得存在‘死角’的石英舟卡槽充分吸收磷原子，硅片上不会产生卡槽印，提高电池片的合格率。
Description
技术领域
本发明涉及晶体硅太阳电池制造领域，具体为晶体硅太阳电池生产中扩散工序的石英舟清洗和饱和处理方法。
背景技术
扩散工序是晶体硅太阳电池生产中形成PN结的工序，主要的原理是采用三氯氧磷液态源在高温下与氧气反应生成单质磷沉积在P型晶体硅表面的过程，其化学反应式如下：
5POCl3→3PCl5+P2O5
在进行扩散时，先将硅片插在石英舟内，然后将插满硅片的石英舟放入扩散炉管中进行扩散，扩散完毕将硅片从石英舟内取出，然后再插入新的硅片进行下一批的扩散，因此在生产过程中，石英舟是重复使用的。但是长期使用石英舟的表面会沉积一层白色的五氧化二磷，当石英舟与空气中的水分接触后便生成偏磷酸，具体化学反应：
P2O5 + H2O → 2HPO3
当石英舟的卡槽中累积大量偏磷酸后，偏磷酸会腐蚀硅片表面，在硅片表面形成卡槽印。硅片表面卡槽印在严重的情况下会导致电池片的转换效率的降低，影响了产品合格率。
目前使用的石英舟清洗和饱和工艺中的清洗工艺仅仅通过氢氟酸对石英舟进行清洗，经过氢氟酸清洗处理后石英舟表面仍附着部分松动的硅粉，导致清洗不干净，此外目前饱和工艺中使用流量为500ml/min的三氯氧磷液态源和氧气，因石英舟卡槽为饱和‘死角’，小流量气体的饱和处理工艺使得存在‘死角’部位的石英舟卡槽不易吸收磷原子，导致了石英舟在进行初次运载硅片进行扩散时，硅片上易产生卡槽印，虽然轻微的卡槽印不影响电池转换效率，但在外观分选时定为外观次品，增加了成品不良率。
发明内容
本发明针对现有技术中的上述不足，提供了一种通过清洗喷淋工序后，在石英舟卡槽上无黑色硅粉沉淀物，以及通过饱和工序后的石英舟在运载硅片进行扩散时不会导致在硅片上产生卡槽印，提高电池片的合格率的石英舟清洗和饱和处理方法。
本发明的技术方案是：一种石英舟清洗和饱和处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
1） 石英舟的清洗：将石英舟放入浓度为10%～25%的氢氟酸进行浸泡40min～120min后，放入喷淋槽用纯水喷淋，喷淋时间为20min～90min；
2） 清洗后的干燥：用气体干燥剂吹干石英舟；
3） 石英舟的饱和：石英舟的饱和：将石英舟放入炉温为800℃～900℃的管式扩散炉中，通入氧气和流量为1000～3000ml/min三氯氧磷液态源，其中氧气和三氯氧磷液态源的流量比为1:1～5；
4） 最后用10～30L/min的氮气或者氧气冷却石英舟。
采用上述清洗和饱和处理方法，本发明与现有技术相比，具有以下显著有益效果：经过氢氟酸清洗的石英舟上的硅粉沉淀物松动，再放入喷淋槽用纯水喷淋，使得松动的硅粉沉淀物完全清除，再通过饱和工序中通过大流量的三氯氧磷液态源和氧气，使得存在‘死角’部位的石英舟卡槽充分吸收磷原子，石英舟在进行初次运载硅片进行扩散时，硅片上不会产生卡槽印，提高电池片的合格率。
作为优选，所述步骤1）中的氢氟酸的浓度为15%～20%，浸泡时间为60min～90min，喷淋时间为40min～60min。
作为优选，所述步骤2）中的气体干燥剂优选为氮气。
作为优选，所述的步骤3）中的炉温为830℃～860℃，通入三氯氧磷液态源的流量为1000～3000ml/min，其中氧气和三氯氧磷的流量比为1:3～4。
作为优选，所述步骤4）中的冷却气体优选为氮气，因在管式扩散炉的管道中使用气体冷却石英舟，考虑到氮气相较于氧气成本较低的因素，故选用氮气冷却石英舟。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步地说明，单本发明不仅仅局限于以下实施例。
实施例1
石英舟清洗和饱和处理方法，具体包括以下步骤：
1） 将石英舟放入配好的浓度为15%氢氟酸溶液中浸泡90min后，将石英舟放入喷淋槽纯水喷淋45min；
2） 清洗后的干燥：用氮气吹干石英舟；
3） 将石英舟放入炉温850℃的管式扩散炉内，通1500ml的三氯氧磷和375ml的氧气，时间200min；
4） 最后通入10L氮气冷却石英舟。
清洗饱和后的石英舟直接用于扩散工序生产硅片。
实施例2
石英舟清洗和饱和处理方法，具体包括以下步骤：
1） 将石英舟放入配好的浓度为20%氢氟酸溶液中浸泡80min后，将石英舟放入喷淋槽纯水喷淋60min；
2） 清洗后的干燥：用氮气吹干石英舟；
3） 将石英舟放入炉温830℃的管式扩散炉内，通1500ml的三氯氧磷和375ml的氧气，时间200min；
4） 通入30L氮气冷却石英舟。
清洗饱和后的石英舟直接用于扩散工序生产硅片。
Claims (5)
1.一种石英舟清洗和饱和处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
石英舟的清洗：将石英舟放入浓度为10%～25%的氢氟酸进行浸泡40min～120min后，放入喷淋槽用纯水喷淋，喷淋时间为20min～90min；
清洗后的干燥：用气体干燥剂吹干石英舟；
石英舟的饱和：将石英舟放入炉温为800℃～900℃的管式扩散炉中，通入氧气和流量为1000～3000ml/min三氯氧磷液态源，其中氧气和三氯氧磷液态源的流量比为1:1～5；
最后用10～30L/min的氮气或者氧气冷却石英舟。
2.根据权利要求1所述的一种石英舟清洗和饱和处理方法，其特征在于，其特征在于，所述步骤1）中的氢氟酸的浓度为15%～20%，浸泡时间为60min～90min，喷淋时间为40min～60min。
3.根据权利要求1所述的一种石英舟清洗和饱和处理方法，其特征在于，其特征在于，所述步骤2）中的气体干燥剂优选为氮气。
4.根据权利要求1所述的一种石英舟清洗和饱和处理方法，其特征在于，所述的步骤3）中的炉温为830℃～860℃，通入三氯氧磷液态源的流量为1000～3000ml/min，其中氧气和三氯氧磷的流量比为1:3～4。
5.根据权利要求1所述的一种石英舟清洗和饱和处理方法，其特征在于，所述步骤4）中的冷却气体优选为氮气。
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