CN105112888A - 一种石墨舟的饱和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种石墨舟的饱和方法，属于太阳电池技术领域，包括假片饱和阶段和空舟饱和阶段，通过结合两种方式进行饱和，保证了电池片的Rsh，又降低了片内、片间极差，有效地提高饱和后石墨舟的使用效果，降低石墨舟内硅片间膜厚的极差，改善石墨舟的稳定性，从而降低硅片表面色差。

Description

一种石墨舟的饱和方法

技术领域

本发明涉及一种石墨舟的饱和方法，用于在石墨舟内壁表面覆盖氮化硅膜使其内壁表面状态一致，属于太阳电池技术领域。

背景技术

等离子体增强化学气相沉积（PlasmaEnhancedChemicalVaporDeposition，PECVD）是减少太阳光在硅片表面的反射、降低反射率的常用技术，通过PECVD在太阳能电池片的表面沉积一层氮化硅膜，减少太阳光在硅片表面的反射，降低反射率。PECVD是借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体电离，在局部形成等离子体，而等离子体化学活性很强，很容易发生反应，在基片上沉积出所期望的薄膜。为了使化学反应能在较低的温度下进行，利用了等离子体的活性来促进反应，因而这种CVD称为等离子体增强化学气相沉积(PECVD)。

PECVD工艺需要使用到石墨舟，石墨舟就是石墨模具，石墨模具是选用人造石墨经机械加工而成的，具本身是一种载体。石墨舟作为太阳能电池片镀减反射膜时的一种载体，将未镀膜的硅片放在石墨舟片的卡点上，每个舟片上可放固定数量的硅片，然后，将石墨舟放置在PECVD真空镀膜设备内，采用PECVD技术进行放电镀膜，形成减反射膜氮化硅；石墨舟的饱和技术就是石墨舟内壁表面覆盖氮化硅膜，使内壁各处呈氮化硅状态，这样会使石墨舟内壁表面状态一致，使各处的氮化硅沉积速率趋于一致，从而使氮化硅膜均匀的沉积在硅片表面。

石墨舟在使用过程中，由于表面状态不一，容易引起硅片表面沉积氮化硅的膜厚不一致，在外观上表现出来，颜色不统一，即PECVD色差；如果石墨舟不稳定，硅片的颜色参差不齐，会降低氮化硅膜自身的反射效果，最终影响电池片的光电转化效率。为此，需要设计一种石墨舟的饱和工艺，提高石墨舟的稳定性。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供一种石墨舟的饱和方法，改善石墨舟的稳定性，减少PECVD色差，最终提高电池片的光电转化效率。

为此，本发明采用如下技术方案：

一种石墨舟的饱和方法，包括如下步骤：

S1：假片饱和阶段：

S1-1：石墨假片的预处理：将石墨假片插入片盒，然后将片盒放入HF酸槽清洗2h，HF的浓度为15%~25%，之后取出放入水槽清洗2h，取出后放入烘干箱，以120~150℃的温度烘干2h；

S1-2：石墨舟的预处理：将石墨舟放入HF酸洗槽清洗6~8h，HF的浓度为20%~25%，之后取出放入水槽清洗6~8h，取出后放入烘干箱，以120~150℃的温度烘干6~8h；

S1-3：假片饱和：将石墨假片插入石墨舟，确保石墨片不会掉落，之后放入PECVD机台进行假片饱和处理；进入炉管，加热至设定温度；之后，射频预轰击，使各温区温度更稳定；随后，沉积氮化硅薄膜；沉积完后，降温，出舟，取出石墨假片；

S2：空舟饱和阶段：将经过步骤S1处理后的石墨舟放入PECVD机台进行空舟饱和处理，进入炉管，加热至设定温度，之后，射频预轰击，使各温区温度更稳定；随后，沉积氮化硅薄膜；沉积完后，降温，出舟。

进一步地，步骤S1-3和/或S2中，进入炉管后，加热时间为：从关闭炉门计时起至少达到20min，使石墨舟及石墨假片的温度到达450℃；射频预轰击时，使用射频电源6500w，脉冲比例5/50ms，时间600~900s，氨气5000~7000sccm，使各温区温度更稳定，减少部分杂质；

进一步地，步骤S1-3和/或S2中，沉积氮化硅薄膜时，用射频电源6500w，脉冲比例5/50ms，时间3500~5000s，氨气5000~7000sccm，硅烷700~1000sccm。

本发明通过结合假片饱和与空舟饱和两种方式，分为前后两段饱和，前段采用石墨假片饱和一定的时间，然后将其取出，后段采用空舟饱和。由于空舟饱和后的石墨舟在使用过程时，PECVD后硅片表面的均匀性较差，片内极差、片间极差均较大；而采用石墨假片饱和时，饱和环境和实际镀膜环境相同，石墨假片的存在会形成更大面积的电场，产生更多等离子体，石墨舟内壁上沉积的氮化硅膜更充分，更均匀；提高PECVD工序的cpk值，降低电池低效比例，但是，石墨假片饱和的石墨舟，在使用时，电池片的Rsh降低非常明显，由220降至90。所以结合两种方式进行饱和，保证了电池片的Rsh，又降低了片内、片间极差，有效地提高饱和后石墨舟的使用效果，降低石墨舟内硅片间膜厚的极差（由7nm降至4.3nm），改善石墨舟的稳定性，从而降低硅片表面色差。此外，本发明也避免了只采用假片饱和时造成的Rshfail。饱和完后，即可以投入PECVD工序，供生产使用。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好的理解本发明方案，下面将结合具体实施方式，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。

一种石墨舟的饱和方法，分为石墨假片饱和阶段和空舟饱和阶段，具体包括如下步骤：

S1：假片饱和阶段：

S1-1：石墨假片的预处理：将石墨假片插入片盒，然后将片盒放入HF酸槽清洗2h，HF的浓度15%~25%，之后取出放入水槽清洗2h，取出后放入烘干箱，以120~150℃的温度烘干2h；

S1-2：石墨舟的预处理：将石墨舟放入HF酸洗槽清洗6~8h，HF的浓度为20%~25%，之后取出放入水槽清洗6~8h，取出后放入烘干箱，以120~150℃的温度烘干6~8h；

S1-3：假片饱和：将石墨假片插入石墨舟，确保石墨片不会掉落，之后放入PECVD机台进行假片饱和处理；进入炉管后，从关闭炉门计时，加热时间至少达到20min，使石墨舟及石墨假片的温度到达设定的450℃；在沉积前，用射频电源6500w，脉冲比例5/50ms，时间600~900s，氨气5000~7000sccm，进行预轰击处理，使各温区温度更稳定，减少部分杂质；沉积时，用射频电源6500w，脉冲比例5/50ms，时间3500~5000s，氨气5000~7000sccm，硅烷700~1000sccm，沉积氮化硅薄膜；沉积完后，降温，出舟，取出石墨假片；

S2：空舟饱和阶段：将经过步骤S1处理后的石墨舟放入PECVD机台进行空舟饱和处理，进入炉管后，从关闭炉门计时，加热时间至少达到20min，使石墨舟及石墨假片的温度到达设定的450℃；在沉积前，用射频电源6500w，脉冲比例5/50ms，时间600~900s，氨气5000~7000sccm，进行预轰击处理，使各温区温度更稳定，减少部分杂质；沉积时，用射频电源6500w，脉冲比例5/50ms，时间3500~5000s，氨气5000~7000sccm，硅烷700~1000sccm，沉积氮化硅薄膜；沉积完后，降温，出舟。

显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。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，都应当属于本发明保护的范围。

Claims (3)

1.一种石墨舟的饱和方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：假片饱和阶段：

S1-1：石墨假片的预处理：将石墨假片插入片盒，然后将片盒放入HF酸槽清洗2h，HF的浓度为15%~25%，之后取出放入水槽清洗2h，取出后放入烘干箱，以120~150℃的温度烘干2h；

S1-2：石墨舟的预处理：将石墨舟放入HF酸洗槽清洗6~8h，HF的浓度为20%~25%，之后取出放入水槽清洗6~8h，取出后放入烘干箱，以120~150℃的温度烘干6~8h；

S1-3：假片饱和：将石墨假片插入石墨舟，确保石墨片不会掉落，之后放入PECVD机台进行假片饱和处理；进入炉管，加热至设定温度；之后，射频预轰击，使各温区温度更稳定；随后，沉积氮化硅薄膜；沉积完后，降温，出舟，取出石墨假片；

S2：空舟饱和阶段：将经过步骤S1处理后的石墨舟放入PECVD机台进行空舟饱和处理，进入炉管，加热至设定温度，之后，射频预轰击，使各温区温度更稳定；随后，沉积氮化硅薄膜；沉积完后，降温，出舟。

2.根据权利要求1所述的石墨舟的饱和方法，其特征在于：步骤S1-3和/或S2中，进入炉管后，加热时间为：从关闭炉门计时起至少达到20min，使石墨舟及石墨假片的温度到达450℃；射频预轰击时，使用射频电源6500w，脉冲比例5/50ms，时间600~900s，氨气5000~7000sccm，使各温区温度更稳定，减少部分杂质。

3.根据权利要求1或2所述的石墨舟的饱和方法，其特征在于：步骤S1-3和/或S2中，沉积氮化硅薄膜时，用射频电源6500w，脉冲比例5/50ms，时间3500~5000s，氨气5000~7000sccm，硅烷700~1000sccm。