CN208933468U - 一种氧化铝膜制备装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种能够提高硅片镀膜质量和效率的氧化铝膜制备装置。该装置包括设置有炉门的真空沉积室，真空沉积室内设有石墨舟，真空沉积室上设有进气口与排气口，进气口上连接有用于通入制程气体的导气管，排气口上连接有真空泵，真空泵的出口连接有尾排管，通过在进气口与进气主管之间设置进气布气装置，排气口与排气主管之间设置排气布气装置，这样从进气布气和排气布气两方面同时控制制程气体的进入和流出，可以最大限度的保证每个硅片附近的混合制程气体的浓度和量都近似一致，这样每个硅片表面形成的氧化铝膜厚度都会更加均匀，可以大大提高硅片镀膜的质量和效率。适合在太阳能电池硅片加工设备领域推广应用。

Description

一种氧化铝膜制备装置

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池硅片加工设备领域，尤其是一种氧化铝膜制备装置。

背景技术

为了提高晶体硅电池的转换效率，减少电池片的表面复合是一种有效的方法，这种效果称做钝化。在电池片的正面，减反射薄膜起到了良好的表面钝化作用；在电池片的背面，经过研究人员的分析和测试，铝背场的钝化效果还有很大的提升空间。研究人员从这个角度开发了背钝化电池，即通过在电池片背面镀钝化膜的方式来提升钝化效果。背钝化电池降低了电池片背面的载流子复合，增强了长波光的响应，提高了电池的开路电压，最终电池的效率也将得到提升。SiO2、非晶硅和氧化铝都可以作为背钝化膜，目前的背钝化电池常采用氧化铝作为背钝化膜。

在晶体硅太阳能电池制造过程中，制备氧化铝膜通常采用等离子体增强化学气相沉积法，简称为PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)，PECVD是利用强电场使所需的气体源分子电离产生等离子体，等离子体中含有很多活性很高的化学基团，这些基团经过经一系列化学和等离子体反应，在硅片表面形成固态薄膜。

目前，在晶体硅太阳能电池制造过程中，氧化铝膜制备装置主要包括设置有炉门的真空沉积室，真空沉积室内设有石墨舟，硅片放置于石墨舟上，真空沉积室上设有进气口与排气口，所述真空沉积室内设置有进气主管和排气主管，所述进气主管水平设置在石墨舟上方，所述进气主管与进气口连通，所述进气口上连接有用于通入制程气体的导气管，所述排气主管水平设置在石墨舟下方，所述排气主管与排气口连通，所述排气口上连接有真空泵，真空泵的进口与排气口连通，真空泵的出口连接有尾排管，所述制程气体是指在氧化铝膜制备过程中用于反应的气体，一般情况下，在氧化铝膜制备过程中所使用的制程气体主要有以下三种：氩气、气态三甲基铝、一氧化二氮，该氧化铝膜制备装置的工作过程如下：将三制程气体分别通入真空沉积室内，不同的制程气体在真空沉积室内混合后并且在真空沉积室内电离成离子，经过多次碰撞产生大量的活性基，逐步附着在太阳能电池硅片的表面，形成一层氧化铝薄膜。这种氧化铝膜制备装置在实际使用过程中存在以下问题：进入真空沉积室内的混合制程气体如何均匀的分布在真空沉积室内直接影响硅片表面的镀膜质量，目前对于如何使进入真空沉积室内的混合制程气体均匀的分布在真空沉积室内一直是一个亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够提高硅片镀膜质量和效率的氧化铝膜制备装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该氧化铝膜制备装置，包括设置有炉门的真空沉积室，真空沉积室内设有石墨舟，硅片放置于石墨舟上，真空沉积室上设有进气口与排气口，所述真空沉积室内设置有进气主管和排气主管，所述进气主管水平设置在石墨舟上方，所述进气主管与进气口连通，所述进气口上连接有用于通入制程气体的导气管，所述排气主管水平设置在石墨舟下方，所述排气主管与排气口连通，所述排气口上连接有真空泵，真空泵的进口与排气口连通，真空泵的出口连接有尾排管，所述进气口与进气主管之间设置有进气布气装置，所述排气口与排气主管之间设置有排气布气装置；所述进气布气装置包括M级分气结构，所述M≥2，第一级分气结构包括第一进气管，所述第一进气管的前端与进气口相连，第一进气管的末端连接有第一级分气器，所述第一级分气器包括设置在第一进气管内的第一圆筒，所述第一圆筒的外径与第一进气管的内径相同，所述第一圆筒内设置有N₁个第一分隔板，所述N₁≥2，所述N₁个第一分隔板将第一圆筒的内部通道分割成N₁个第一子通道，每个第一子通道的横截面面积均相同，每个第一子通道的末端密封连接有一个第二进气管，第二级分气结构包括设置在第二进气管的末端的第二级分气器，所述第二级分气器包括设置在第二进气管内的第二圆筒，所述第二圆筒的外径与第二进气管的内径相同，所述第二圆筒内设置有N₂个第二分隔板，所述N₂≥2，所述N₂个第二分隔板将第二圆筒的内部通道分割成N₂个第二子通道，每个第二子通道的横截面面积均相同，每个第二子通道的末端密封连接有一个第三进气管，依次类推，第M级分气结构包括设置在第M进气管末端的第M级分气器，所述第M级分气器包括设置在第M进气管内的第M圆筒，所述第M圆筒的外径与第M进气管的内径相同，所述第M圆筒内设置有N_M个第M分隔板，所述N_M≥2，所述N_M个第M分隔板将第M圆筒的内部通道分割成N_M个第M子通道，每个第M子通道的横截面面积均相同，每个第M子通道的末端密封连接有一个第M+1进气管；所述进气主管的两端封闭，进气主管侧壁上沿其轴线方向设置有一排通孔A和一排通孔B，所述通孔A和通孔B的数量相同，所述通孔A位于通孔B上方，且通孔A和通孔B的位置上下一一对应，所述通孔A的数量和第M+1进气管的数量相同，且每个第M+1进气管的末端均与一个通孔A连通，所述通孔B朝向石墨舟；所述排气布气装置包括M级引气结构，所述M≥2，第一级引气结构包括第一排气管，所述第一排气管的前端与排气口相连，第一排气管的末端连接有第一级引气器，所述第一级引气器包括设置在第一排气管内的第一筒体，所述第一筒体的外径与第一排气管的内径相同，所述第一筒体内设置有N₁个第一隔板，所述N₁≥2，所述N₁个第一隔板将第一筒体的内部通道分割成N₁个第一子引气道，每个第一子引气道的横截面面积均相同，每个第一子引气道的末端密封连接有一个第二排气管，第二级引气结构包括设置在第二排气管的末端的第二级引气器，所述第二级引气器包括设置在第二排气管内的第二筒体，所述第二筒体的外径与第二排气管的内径相同，所述第二筒体内设置有N₂个第二隔板，所述N₂≥2，所述N₂个第二隔板将第二筒体的内部引气道分割成N₂个第二子引气道，每个第二子引气道的横截面面积均相同，每个第二子引气道的末端密封连接有一个第三排气管，依次类推，第M级引气结构包括设置在第M排气管末端的第M级引气器，所述第M级引气器包括设置在第M排气管内的第M筒体，所述第M筒体的外径与第M排气管的内径相同，所述第M筒体内设置有N_M个第M隔板，所述N_M≥2，所述N_M个第M隔板将第M筒体的内部引气道分割成N_M个第M子引气道，每个第M子引气道的横截面面积均相同，每个第M子引气道的末端密封连接有一个第M+1排气管；所述排气主管的两端封闭，排气主管侧壁上沿其轴线方向设置有一排通孔C和一排通孔D，所述通孔C和通孔D的数量相同，所述通孔C位于通孔D上方，且通孔C和通孔D的位置上下一一对应，所述通孔D的数量和第M+1排气管的数量相同，且每个第M+1排气管的末端均与一个通孔D连通，所述通孔C朝向石墨舟。

进一步的是，所述M＝4，所述N ₁＝2,所述N₂＝3,所述N₃＝3,所述N₄＝3。

本实用新型的有益效果是：该氧化铝膜制备装置通过在进气口与进气主管之间设置进气布气装置，所述排气口与排气主管之间设置有排气布气装置，通过进气布气装置将通入真空沉积室的混合制程气体平均分布到进气主管内，然后再从进气主管流出流向石墨舟，这样可以最大程度的保证每一片硅片附近的混合制程气体量都相差无几，同时通过排气布气装置，将尾气均匀的吸入排气主管内，然后再排出，这样从进气布气和排气布气两方面同时控制制程气体的进入和流出，可以最大限度的保证每个硅片附近的混合制程气体的浓度和量都近似一致，这样每个硅片表面形成的氧化铝膜厚度都会更加均匀，可以大大提高硅片镀膜的质量和效率。

附图说明

图1是本实用新型氧化铝膜制备装置的结构示意图；

图2是图1的A局部放大图；

图3是图1的B局部放大图；

图中标记为：炉门1、真空沉积室2、石墨舟3、进气口4、排气口5、进气主管6、排气主管7、导气管8、真空泵9、尾排管10、进气布气装置14、第一进气管1401、第一级分气器1402、第一圆筒140201、第一分隔板140202、第一子通道140203、第二进气管1403、第二级分气器1404、第二圆筒140401、第二分隔板140402、第二子通道140403、第三进气管1405、通孔A1406、通孔B 1407、排气布气装置15、第一排气管1501、第一级引气器1502、第一筒体150201、第一隔板150202、第一子引气道150203、第二排气管1503、第二级引气器1504、第二筒体150401、第二隔板150402、第二子引气道150403、第三排气管1505、通孔C 1506、通孔D1507。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

如图1至3所示，该氧化铝膜制备装置，包括设置有炉门1的真空沉积室2，真空沉积室2内设有石墨舟3，硅片放置于石墨舟3上，真空沉积室2上设有进气口4与排气口5，所述真空沉积室2内设置有进气主管6和排气主管7，所述进气主管6水平设置在石墨舟3上方，所述进气主管6与进气口4连通，所述进气口4上连接有用于通入制程气体的导气管8，所述排气主管7水平设置在石墨舟3下方，所述排气主管7与排气口5连通，所述排气口5上连接有真空泵9，真空泵9的进口与排气口5连通，真空泵9的出口连接有尾排管10，所述进气口4与进气主管6之间设置有进气布气装置14，所述排气口与排气主管7之间设置有排气布气装置15；所述进气布气装置14包括M级分气结构，所述M≥2，第一级分气结构包括第一进气管1401，所述第一进气管1401的前端与进气口4相连，第一进气管1401的末端连接有第一级分气器1402，所述第一级分气器1402包括设置在第一进气管1401内的第一圆筒140201，所述第一圆筒140201的外径与第一进气管1401的内径相同，所述第一圆筒140201内设置有N₁个第一分隔板140202，所述N₁≥2，所述N₁个第一分隔板140202将第一圆筒140201的内部通道分割成N₁个第一子通道140203，每个第一子通道140203的横截面面积均相同，每个第一子通道140203的末端密封连接有一个第二进气管1403，第二级分气结构包括设置在第二进气管1403的末端的第二级分气器1404，所述第二级分气器1404包括设置在第二进气管1403内的第二圆筒140401，所述第二圆筒140401的外径与第二进气管1403的内径相同，所述第二圆筒140401内设置有N₂个第二分隔板140402，所述N₂≥2，所述N₂个第二分隔板140402将第二圆筒140401的内部通道分割成N₂个第二子通道140403，每个第二子通道140403的横截面面积均相同，每个第二子通道140403的末端密封连接有一个第三进气管1405，依次类推，第M级分气结构包括设置在第M进气管末端的第M级分气器，所述第M级分气器包括设置在第M进气管内的第M圆筒，所述第M圆筒的外径与第M进气管的内径相同，所述第M圆筒内设置有N_M个第M分隔板，所述N_M≥2，所述N_M个第M分隔板将第M圆筒的内部通道分割成N_M个第M子通道，每个第M子通道的横截面面积均相同，每个第M子通道的末端密封连接有一个第M+1进气管；所述进气主管6的两端封闭，进气主管6侧壁上沿其轴线方向设置有一排通孔A1406和一排通孔B1407，所述通孔A1406和通孔B1407的数量相同，所述通孔A1406位于通孔B1407上方，且通孔A1406和通孔B1407的位置上下一一对应，所述通孔A1406的数量和第M+1进气管的数量相同，且每个第M+1进气管的末端均与一个通孔A1406连通，所述通孔B1407朝向石墨舟3；所述排气布气装置15包括M级引气结构，所述M≥2，第一级引气结构包括第一排气管1501，所述第一排气管1501的前端与排气口5相连，第一排气管1501的末端连接有第一级引气器1502，所述第一级引气器1502包括设置在第一排气管1501内的第一筒体150201，所述第一筒体150201的外径与第一排气管1501的内径相同，所述第一筒体150201内设置有N₁个第一隔板150202，所述N₁≥2，所述N₁个第一隔板150202将第一筒体150201的内部通道分割成N₁个第一子引气道150203，每个第一子引气道150203的横截面面积均相同，每个第一子引气道150203的末端密封连接有一个第二排气管1503，第二级引气结构包括设置在第二排气管1503的末端的第二级引气器1504，所述第二级引气器1504包括设置在第二排气管1503内的第二筒体150401，所述第二筒体150401的外径与第二排气管1503的内径相同，所述第二筒体150401内设置有N₂个第二隔板，所述N₂≥2，所述N₂个第二隔板将第二筒体150401的内部引气道分割成N₂个第二子引气道150403，每个第二子引气道150403的横截面面积均相同，每个第二子引气道150403的末端密封连接有一个第三排气管1505，依次类推，第M级引气结构包括设置在第M排气管末端的第M级引气器，所述第M级引气器包括设置在第M排气管内的第M筒体，所述第M筒体的外径与第M排气管的内径相同，所述第M筒体内设置有N_M个第M隔板，所述N_M≥2，所述N_M个第M隔板将第M筒体的内部引气道分割成N_M个第M子引气道，每个第M子引气道的横截面面积均相同，每个第M子引气道的末端密封连接有一个第M+1排气管；所述排气主管7的两端封闭，排气主管7侧壁上沿其轴线方向设置有一排通孔C1506和一排通孔D1507，所述通孔C1506和通孔D1507的数量相同，所述通孔C1506位于通孔D1507上方，且通孔C1506和通孔D1507的位置上下一一对应，所述通孔D1507的数量和第M+1排气管的数量相同，且每个第M+1排气管的末端均与一个通孔D1507连通，所述通孔C1506朝向石墨舟3。通过在进气口4与进气主管6之间设置有进气布气装置14，所述排气口与排气主管7之间设置有排气布气装置15，通过进气布气装置14将通入真空沉积室2的混合制程气体平均分布到进气主管6内，然后再从进气主管6流出流向石墨舟3，这样可以最大程度的保证每一片硅片附近的混合制程气体量都相差无几，同时通过排气布气装置15，将尾气均匀的吸入排气主管7内，然后再排出，这样从进气布气和排气布气两方面同时控制制程气体的进入和流出，可以最大限度的保证每个硅片附近的混合制程气体的浓度和量都近似一致，这样每个硅片表面形成的氧化铝膜厚度都会更加均匀，可以大大提高硅片镀膜的质量和效率。进一步的是，所述M＝4，所述N ₁＝2,所述N₂＝3,所述N₃＝3,所述N₄＝3。

Claims (2)

1.一种氧化铝膜制备装置，包括设置有炉门(1)的真空沉积室(2)，真空沉积室(2)内设有石墨舟(3)，硅片放置于石墨舟(3)上，真空沉积室(2)上设有进气口(4)与排气口(5)，所述真空沉积室(2)内设置有进气主管(6)和排气主管(7)，所述进气主管(6)水平设置在石墨舟(3)上方，所述进气主管(6)与进气口(4)连通，所述进气口(4)上连接有用于通入制程气体的导气管(8)，所述排气主管(7)水平设置在石墨舟(3)下方，所述排气主管(7)与排气口(5)连通，所述排气口(5)上连接有真空泵(9)，真空泵(9)的进口与排气口(5)连通，真空泵(9)的出口连接有尾排管(10)，其特征在于：所述进气口(4)与进气主管(6)之间设置有进气布气装置(14)，所述排气口(5)与排气主管(7)之间设置有排气布气装置(15)；所述进气布气装置(14)包括M级分气结构，所述M≥2，第一级分气结构包括第一进气管(1401)，所述第一进气管(1401)的前端与进气口(4)相连，第一进气管(1401)的末端连接有第一级分气器(1402)，所述第一级分气器(1402)包括设置在第一进气管(1401)内的第一圆筒(140201)，所述第一圆筒(140201)的外径与第一进气管(1401)的内径相同，所述第一圆筒(140201)内设置有N₁个第一分隔板(140202)，所述N₁≥2，所述N₁个第一分隔板(140202)将第一圆筒(140201)的内部通道分割成N₁个第一子通道(140203)，每个第一子通道(140203)的横截面面积均相同，每个第一子通道(140203)的末端密封连接有一个第二进气管(1403)，第二级分气结构包括设置在第二进气管(1403)的末端的第二级分气器(1404)，所述第二级分气器(1404)包括设置在第二进气管(1403)内的第二圆筒(140401)，所述第二圆筒(140401)的外径与第二进气管(1403)的内径相同，所述第二圆筒(140401)内设置有N₂个第二分隔板(140402)，所述N₂≥2，所述N₂个第二分隔板(140402)将第二圆筒(140401)的内部通道分割成N₂个第二子通道(140403)，每个第二子通道(140403)的横截面面积均相同，每个第二子通道(140403)的末端密封连接有一个第三进气管(1405)，依次类推，第M级分气结构包括设置在第M进气管末端的第M级分气器，所述第M级分气器包括设置在第M进气管内的第M圆筒，所述第M圆筒的外径与第M进气管的内径相同，所述第M圆筒内设置有N_M个第M分隔板，所述N_M≥2，所述N_M个第M分隔板将第M圆筒的内部通道分割成N_M个第M子通道，每个第M子通道的横截面面积均相同，每个第M子通道的末端密封连接有一个第M+1进气管；所述进气主管(6)的两端封闭，进气主管(6)侧壁上沿其轴线方向设置有一排通孔A(1406)和一排通孔B(1407)，所述通孔A(1406)和通孔B(1407)的数量相同，所述通孔A(1406)位于通孔B(1407)上方，且通孔A(1406)和通孔B(1407)的位置上下一一对应，所述通孔A(1406)的数量和第M+1进气管的数量相同，且每个第M+1进气管的末端均与一个通孔A(1406)连通，所述通孔B(1407)朝向石墨舟(3)；所述排气布气装置(15)包括M级引气结构，所述M≥2，第一级引气结构包括第一排气管(1501)，所述第一排气管(1501)的前端与排气口(5)相连，第一排气管(1501)的末端连接有第一级引气器(1502)，所述第一级引气器(1502)包括设置在第一排气管(1501)内的第一筒体(150201)，所述第一筒体(150201)的外径与第一排气管(1501)的内径相同，所述第一筒体(150201)内设置有N₁个第一隔板(150202)，所述N₁≥2，所述N₁个第一隔板(150202)将第一筒体(150201)的内部通道分割成N₁个第一子引气道(150203)，每个第一子引气道(150203)的横截面面积均相同，每个第一子引气道(150203)的末端密封连接有一个第二排气管(1503)，第二级引气结构包括设置在第二排气管(1503)的末端的第二级引气器(1504)，所述第二级引气器(1504)包括设置在第二排气管(1503)内的第二筒体(150401)，所述第二筒体(150401)的外径与第二排气管(1503)的内径相同，所述第二筒体(150401)内设置有N₂个第二隔板(150402)，所述N₂≥2，所述N₂个第二隔板(150402)将第二筒体(150401)的内部引气道分割成N₂个第二子引气道(150403)，每个第二子引气道(150403)的横截面面积均相同，每个第二子引气道(150403)的末端密封连接有一个第三排气管(1505)，依次类推，第M级引气结构包括设置在第M排气管末端的第M级引气器，所述第M级引气器包括设置在第M排气管内的第M筒体，所述第M筒体的外径与第M排气管的内径相同，所述第M筒体内设置有N_M个第M隔板，所述N_M≥2，所述N_M个第M隔板将第M筒体的内部引气道分割成N_M个第M子引气道，每个第M子引气道的横截面面积均相同，每个第M子引气道的末端密封连接有一个第M+1排气管；所述排气主管(7)的两端封闭，排气主管(7)侧壁上沿其轴线方向设置有一排通孔C(1506)和一排通孔D(1507)，所述通孔C(1506)和通孔D(1507)的数量相同，所述通孔C(1506)位于通孔D(1507)上方，且通孔C(1506)和通孔D(1507)的位置上下一一对应，所述通孔D(1507)的数量和第M+1排气管的数量相同，且每个第M+1排气管的末端均与一个通孔D(1507)连通，所述通孔C(1506)朝向石墨舟(3)。

2.如权利要求1所述的氧化铝膜制备装置，其特征在于：所述M＝4，所述N ₁＝2,所述N₂＝3,所述N₃＝3,所述N₄＝3。