CN108048821A - 提升管式pecvd工艺产能的方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种提升管式PECVD工艺产能的方法，所述的方法包括：镀膜后抽真空并控制系统的温度，使得炉管保持持续加热状态。本发明还涉及一种管式PECVD工艺产能的方法的应用。采用了本发明的提升管式PECVD工艺产能的方法，摒弃传统工艺技术，从非镀膜工艺流程(镀膜后辅助流程)上实现工艺运行时间缩短，从而实现产能提升；实际工艺运行起始温度能够提高30℃，升温步骤可节约时间3min(调整前升温耗时8～10min，调整后升温耗时5～7min)。
Description
技术领域
本发明涉及光伏行业晶硅电池领域，具体是指一种提升管式PECVD工艺产能的方法。
背景技术
随着人们对环境保护意识增强及清洁能源的重视，整个光伏行业呈现蓬勃发展的态势。在这良好的机遇下，对于晶硅电池制造企业而言，如果能够追求产量最大化，不仅可以使企业获得更大的利润，而且能够大幅降低制造成本。
在整个常规电池工艺生产流程中，在设备机台数量1对1的情况下，前道工序刻蚀和后道工序丝网，整体产能均高出PECVD工艺，导致PECVD工艺产出一直成为瓶颈。虽然购买新PECVD设备机台可以解决此问题，但由于管式PECVD机台造价不菲，会给企业增加额外的成本和负担。若能够在不增加新设备机台的情况下，通过工艺参数优化改进和创新达到的产能提升，将成为PECVD产能瓶颈最佳解决方案。
目前光伏行业正式发展已有17年光景，针对管式PECVD产能提升方案，传统技术手段主要从镀膜工艺参数进行调整(如功率、占空比等)。目前传统技术手段各厂家已研究透彻，深度优化可能对产品外观或可靠性有一定影响，存在一定的风险性。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种提升管式PECVD工艺产能的方法。
为了实现上述目的，本发明的提升管式PECVD工艺产能的方法主要包括以下内容：
所述的方法包括：镀膜后抽真空并控制系统的温度，使得炉管保持持续加热状态。
较佳地，所述的方法包括：镀膜后抽真空并将系统的温度设定在450℃～500℃之间，使得炉管保持持续加热状态；所述的管式PECVD工艺中的镀膜过程温度控制在445℃～455℃。
较佳地，所述的方法包括：镀膜后抽真空并将系统的温度设定为500℃，使得炉管保持持续加热状态；所述的管式PECVD工艺中的镀膜过程温度控制在450℃。
较佳地，所述的镀膜后抽真空之后还包括步骤：吹扫管路，关闭尾气处理装置，充氮，出舟，结束所述的管式PECVD工艺。
较佳地，所述的镀膜后抽真空之后还包括步骤：吹扫管路，关闭尾气处理装置，然后向炉管内充入氮气使炉内达到大气压，开启炉门，将完成管式PECVD工艺的石墨舟送出炉管，结束所述的管式PECVD工艺。
较佳地，所述的方法还包括镀膜前辅助步骤。
较佳地，所述的镀膜前辅助步骤包括：充氮，进舟，抽真空，升温，打开尾气处理装置，再次抽真空，二次恒温，测漏。
较佳地，所述的镀膜前辅助步骤包括：在上一管式PECVD工艺结束后，向炉管内充入氮气，直至炉管内达到大气压，开启炉门，将装有硅片的石墨舟送入炉管内部，炉管内抽真空并保持炉管真空状态，加热炉管，直至炉管内所有温度达到430℃，打开尾气处理装置，并再次抽真空且保持炉管真空状态，进行二次恒温，测试炉管实际漏率，准备镀膜过程。
本发明还提供了一种所述的提升管式PECVD工艺产能的方法的应用，所述的方法用于提升生产多晶硅片、单晶硅片、PERC硅片的管式PECVD工艺的产能。
采用了本发明的提升管式PECVD工艺产能的方法，摒弃传统工艺技术，从非镀膜工艺流程(镀膜后辅助流程)上实现工艺运行时间缩短，从而实现产能提升；实际工艺运行起始温度能够提高30℃，升温步骤可节约时间3min(调整前升温耗时8～10min，调整后升温耗时5～7min)。
附图说明
图1为使用现有技术的PECVD工艺的连续温度变化图。
图2为本发明的提升管式PECVD工艺产能的连续温度变化图。
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
本发明的提供了一种提升管式PECVD工艺产能的方法，所述的方法包括：镀膜后抽真空并控制系统的温度，使得炉管保持持续加热状态。
本发明提供的一种实施方式中，所述的方法包括：镀膜后抽真空并将系统的温度设定在450℃～500℃之间，使得炉管保持持续加热状态；所述的管式PECVD工艺中的镀膜过程温度控制在445℃～455℃。
本发明提供的另一种实施方式中，所述的方法包括：镀膜后抽真空并将系统的温度设定为500℃，使得炉管保持持续加热状态；所述的管式PECVD工艺中的镀膜过程温度控制在450℃。
所述的镀膜后抽真空之后还包括步骤：吹扫管路，关闭尾气处理装置，充氮，出舟，结束所述的管式PECVD工艺。
所述的镀膜后抽真空之后还具体包括步骤：吹扫管路，关闭尾气处理装置，然后向炉管内充入氮气使炉内达到大气压，开启炉门，将完成管式PECVD工艺的石墨舟送出炉管，结束所述的管式PECVD工艺。
所述的方法还包括镀膜前辅助步骤。
所述的镀膜前辅助步骤包括：充氮，进舟，抽真空，升温，打开尾气处理装置，再次抽真空，二次恒温，测漏。
所述的镀膜前辅助步骤包括：在上一管式PECVD工艺结束后，向炉管内充入氮气，直至炉管内达到大气压，开启炉门，将装有硅片的石墨舟送入炉管内部，炉管内抽真空并保持炉管真空状态，加热炉管，直至炉管内所有温度达到430℃，打开尾气处理装置，并再次抽真空且保持炉管真空状态，进行二次恒温，测试炉管实际漏率，准备镀膜过程。
本发明还提供了一种所述的提升管式PECVD工艺产能的方法的应用，所述的方法用于提升生产多晶硅片、单晶硅片、PERC硅片的管式PECVD工艺的产能。
管式PECVD工艺流程中，除镀膜流程外，还有其他辅助性工艺流程。本发明创造性提出通过有效减少镀膜前辅助流程“升温”步骤时间达到缩短工艺时间提升产能的目的，在镀膜后辅助工艺流程上增加高温设定步骤，通过程序设定，使炉管持续保持加热状态，一方面可以减少炉管内热量损失，另一方面也为下一管工艺运行提供必要的温度基础，达到缩短工艺时间提升产能的目的。
管式PECVD主要通过计算机编程指令来实现工艺运行，通常在新购买设备时厂商会自带一套工艺程序，一方面与机台运行兼容性，另一方面出于安全考虑(比如在正式镀膜沉积前，必须抽真空和完成测漏工作)。本发明在镀膜后辅助流程加入“设定温度500℃”工艺方案，是现有技术的设备所不具备的。
本发明提供的管式PECVD工艺提升产能的方法，可以通用在单晶、多晶、PERC等不同产品，应用范围广，实用性很强，对于实际生产运营会产生较强的经济效益；
管式PECVD机台升温斜率一般为10℃/min，即镀膜起始温度每升高10℃，可节约时间约1min。如图1～2所示，从实际跟踪情况来看，本发明实际工艺运行起始温度能够提高30℃，升温步可节约时间3min(调整前升温耗时8～10min，调整后升温耗时5～7min)。
根据SPS产能计算公式(综合考虑维护损失，实际利用率等情况)，单管24h产量如下：
常规工艺：(24-0.78)×60/33×240×1×93％＝9423pcs
产能提升工艺：(24-0.78)×60/30×240×1×93％＝10365pcs
(注意：0.78为维护损失，93％为OEE生产效率)
实际单管每24h连续生产理论提高产能：10365-9423＝942pcs
对于实际机台数量(56管)规模计算，全年可提升产能942×365×56＝19254480pcs，按照M2成品单片人民币售价7.69元计算，实际每年可额外产生经济效：19254480×7.69≈1.5亿。
本发明可以结合编程的方式来实现技术手段，具体在镀膜后辅助流程—“抽真空”与“吹扫”管路间添加升温语句：T_Paddle All Setpoint＝500℃，确保镀膜后辅助流程能够持续性加热，提高下一轮产品工艺运行起始温度，节约升温时间，从而提高管式PECVD产能。
采用了本发明的提升管式PECVD工艺产能的方法，摒弃传统工艺技术，从非镀膜工艺流程(镀膜后辅助流程)上实现工艺运行时间缩短，从而实现产能提升；实际工艺运行起始温度能够提高30℃，升温步骤可节约时间3min(调整前升温耗时8～10min，调整后升温耗时5～7min)。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。
Claims (9)
1.一种提升管式PECVD工艺产能的方法，其特征在于，所述的方法包括：镀膜后抽真空并控制系统的温度，使得炉管保持持续加热状态。
2.根据权利要求1所述的提升管式PECVD工艺产能的方法，其特征在于，所述的方法包括：镀膜后抽真空并将系统的温度设定在450℃～500℃之间，使得炉管保持持续加热状态；所述的管式PECVD工艺中的镀膜过程温度控制在445℃～455℃。
3.根据权利要求1或2所述的提升管式PECVD工艺产能的方法，其特征在于，所述的方法包括：镀膜后抽真空并将系统的温度设定为500℃，使得炉管保持持续加热状态；所述的管式PECVD工艺中的镀膜过程温度控制在450℃。
4.根据权利要求1所述的提升管式PECVD工艺产能的方法，其特征在于，所述的镀膜后抽真空之后还包括步骤：吹扫管路，关闭尾气处理装置，充氮，出舟，结束所述的管式PECVD工艺。
5.根据权利要求1或4所述的提升管式PECVD工艺产能的方法，其特征在于，所述的镀膜后抽真空之后还包括步骤：吹扫管路，关闭尾气处理装置，然后向炉管内充入氮气使炉内达到大气压，开启炉门，将完成管式PECVD工艺的石墨舟送出炉管，结束所述的管式PECVD工艺。
6.根据权利要求1所述的提升管式PECVD工艺产能的方法，其特征在于，所述的方法还包括镀膜前辅助步骤。
7.根据权利要求6所述的提升管式PECVD工艺产能的方法，其特征在于，所述的镀膜前辅助步骤包括：充氮，进舟，抽真空，升温，打开尾气处理装置，再次抽真空，二次恒温，测漏。
8.根据权利要求6所述的提升管式PECVD工艺产能的方法，其特征在于，所述的镀膜前辅助步骤包括：在上一管式PECVD工艺结束后，向炉管内充入氮气，直至炉管内达到大气压，开启炉门，将装有硅片的石墨舟送入炉管内部，炉管内抽真空并保持炉管真空状态，加热炉管，直至炉管内所有温度达到430℃，打开尾气处理装置，并再次抽真空且保持炉管真空状态，进行二次恒温，测试炉管实际漏率，准备镀膜过程。
9.一种权利要求1至8中任一项所述的提升管式PECVD工艺产能的方法的应用，其特征在于，所述的方法用于提升生产多晶硅片、单晶硅片、PERC硅片的管式PECVD工艺的产能。
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