一种太阳能电池石墨舟及其镀膜方法
【专利摘要】本发明公开了一种太阳能电池石墨舟及其镀膜方法，太阳能电池石墨舟，包括两个以上的舟叶，舟叶间距为渐变式结构，舟叶间距由石墨舟最外侧舟叶向石墨舟最中心舟叶依次减小：舟叶间距从石墨舟最外侧舟叶的一侧到石墨舟最中心舟叶分别用D1、D2、D3...Dn表示，舟叶间距从石墨舟最外侧舟叶的另一侧到石墨舟最中心舟叶分别用D1’、D2’、D3’...Dn’表示，其中，Dn与Dn’相邻；其中，D1=D1’＞D2=D2’＞D3=D3’...＞DN=DN’；且D1-D2=D2-D3=...=Dn-1–Dn=N。本发明很好地改善了石墨舟的镀膜均匀性，并解决了现有石墨舟镀膜存在的外侧舟叶膜厚偏厚、内侧舟叶膜厚偏薄的问题。
【专利说明】—种太阳能电池石墨舟及其镀膜方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及建材领域，具体说是一种太阳能电池石墨舟及其镀膜方法。
【背景技术】
[0002]目前，光伏市场对晶硅电池外观要求越来越高，由于色差问题导致许多高效电池片不能满足市场外观要求，色差问题主要是指每片电池片存在颜色差异，主要由硅片薄膜厚度不同导致。现阶段管式PECVD和板式PECVD均存在镀膜色差问题，管式PECVD尤为严重，已成为影响产品良率的重要因素之一。管式镀膜色差主要和进气和加热方式有关。目前气体进气口分布在靠近炉口的不锈钢圈上，因此相对于石墨舟中间，靠近石墨舟外侧区域气体流量较大；炉管采取外部加热控温，石墨舟外侧靠近反应腔壁，因此相对于石墨舟中间位置，石墨舟外侧温度更高。以上原因导致现阶段镀膜存在的主要问题是:同一石墨舟内，最外侧舟叶镀膜膜厚偏厚，最内侧舟叶膜厚偏薄，严重时膜厚差异达到5%以上。
【发明内容】
[0003]发明目的:从改变石墨舟结构入手提出解决方案，并提供一种太阳能电池石墨舟及其镀膜方法，很好地改善了石墨舟的镀膜均匀性，并解决了现有石墨舟镀膜存在的外侧舟叶膜厚偏厚、内侧舟叶膜厚偏薄的问题。
[0004]技术方案:为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:
一种太阳能电池石墨舟，包括两个以上的舟叶，舟叶间距为渐变式结构，舟叶间距由石墨舟最外侧舟叶向石墨舟最中心舟叶依次减小:舟叶间距从石墨舟最外侧舟叶的一侧到石墨舟最中心舟叶分别用D1、D2、D3...Dn表不,舟叶间距从石墨舟最外侧舟叶的另一侧到石墨舟最中心舟叶分别用D1,' D2’、D3，…Dn，表示，其中，D1^ Dn，相邻；其中，D1=Dr > D2=D2’ >D3=D3-...> Dn=Dn.;且 D1 -D2 =D2 -D3 =…=Dlr1- Dn=N0
[0005]上述技术方案有效减少了色差的产生。
[0006]优选，IOmm> N > 0mm。
[0007]N为相邻石墨舟舟叶间距之差，N过大则等离子体放电不均匀且影响产能。
[0008]优选，所述石墨舟叶相互平行并且以中心舟叶为对称轴对称分布。
[0009]石墨舟其他结构、功能与常规石墨舟相同。
[0010]上述太阳能电池石墨舟的镀膜方法，包括顺序相接的如下步骤:进舟、预清洗、吹扫、测漏、第一预沉积、第一层膜沉积、吹扫、第二预沉积、第二层膜沉积、吹扫、出舟。
[0011]采用上述方法可进一步保证镀膜的均匀性。
[0012]优选，第一层膜为氧化硅膜，膜厚dl，折射率nl，第二层膜为氮氧化硅膜，膜厚d2，折射率n2,且满足dl*nl+d2*n2在150-170之间。
[0013]上述方法核心步骤为预清洗、第一预沉积、第一层膜沉积、第二预沉积、第二层膜沉积。
[0014]优选，预清洗工艺条件为:温度300-500°C，氮气流量0-10L/min，氨气流量2-10L/min，压力l_2Torr，射频功率3_7kW，射频开关时间比Ton:Toff=4ms:48 ms,持续时间100_300s ο
[0015]优选，第一预沉积工艺条件为:温度300-500°C，笑气流量2-8L/min，硅烷流量
0.5-3L/min，压力 l_2Torr,持续时间 10_50s。
[0016]优选，第一层膜沉积工艺条件为:温度300-50(TC，笑气流量2_8L/min，硅烷流量
0.5_3L/min,压力l_2Torr,射频功率3_7kW,射频开关时间比Ton:Toff=4ms:48 ms,持续时间 100-300s。
[0017]优选，第二预沉积工艺条件为:温度300-50(TC，氨气流量2-10L/min，笑气流量
2-8L/min，硅烷流量 0.5-3L/min，压力 l_2Torr,持续时间 10_50s。
[0018]优选，第二层膜沉积工艺条件为:温度300-500°C，氨气流量2-10L/min，笑气流量2-8L/min，硅烷流量0.5_3L/min，压力l_2Torr，射频功率3_7kW，射频开关时间比Ton:Toff=4ms:48 ms,持续时间 400_800s。
[0019]本发明未提及的技术均为现有技术。
[0020]有益效果:本发明太阳能电池石墨舟及其镀膜方法，通过改变石墨舟结构设计和提供一种相应镀膜方法，有效改善了晶硅电池镀膜均匀性，膜厚均匀性由4.7%降低至
2.3%，有效减少了色差片的产生。
[0021]【专利附图】
【附图说明】
图1为常规石墨舟舟叶间距不意图；
图2为本发明石墨舟舟叶间距意图；
图中，I为最外侧舟叶，2为最中心舟叶，3为石墨舟其他部分，4为舟叶间距均相等；5为舟叶间距依次减小。
【具体实施方式】
[0022]为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
[0023]实施例1
常规19片石墨舟舟叶间距为11mm，此时n=9，Dl=Dlj =D2=D2，=D3=D3，…=D9=D9’=11mm，加在各舟叶间距间的电压U在300V左右，则各舟叶间距间电场强度E均约为27.3kV/m，激发等离子体能力相同。示意图如附图1，记为石墨舟A。
[0024]本发明实施例采用19片石墨舟设计，此时n=9，舟叶间距由石墨舟外侧至中心依次为:D1=D1’ =11.4mm，D2=D2’ =11.3mm, D3=D3’ =11.2mm, D4=D4’ =11.lmm，D5=D5’ =Ilmm,D6=D6，=10.9mm, D7=D7，=10.8mm, D8=D8，=10.7mm, D9=D9，=10.6mm,此时 Ν=0.1mm。加在各舟叶间距间电压U在300V不变，则与舟叶间距对应的电场强度分别为:E1=E1’ =26.3kV/m, E2=E2’ =26.5kV/m, E3=E3’ =26.8kV/m, E4=E4’ =27.0kV/m, E5=E5’ =27.3kV/m,E6=E6’=27.5kV/m, E7=E7’=27.8kV/m, E8=E8> =28.0kV/m, E9=E9’=28.3kV/m,产生等离子体的能力由外侧至中心依次增强。示意图如附图2，记为石墨舟B。
[0025]对于常规石墨舟，各舟叶间距相同，在射频放电时加在舟叶间的电场强度相同，激发等离子体的能力一样；又由于石墨舟外侧气体流量大温度高，沉积能力强，故靠近石墨舟外侧舟叶相对于靠近中心舟叶沉积的薄膜较厚。本发明中石墨舟外侧舟叶间距大，中心舟叶间距小，由于电势差不变，则加在石墨舟外侧舟叶间的电场强度小，激发等离子体的能力弱，加在中心舟叶间的电场强度大，激发等离子体的能力强，以此来克服石墨舟外侧气体流量大温度高沉积能力强带来的不均匀问题。另外，由于舟叶间距改变不大，在O-1Omm之间，对工艺气体分布基本没有影响。
[0026]实施例二
采用相同镀膜工艺分别对以实施例一中石墨舟A和石墨舟B为承载舟进行镀膜，所使用的单晶硅片来自同一硅锭，并经过相同常规工序处理:一次清洗、扩散和二次清洗，薄膜制备经过以下步骤:进舟、清洗、吹扫、测漏、预沉积、沉积薄膜、吹扫、出舟。所述预清洗步骤工艺条件为:温度450°C，氮气流量2L/min，氨气流量6L/min，压力1.6Torr，射频功率4.8kW,射频开关时间比Ton:Toff=4ms:48 ms,持续时间200s ;所述第一预沉积工艺条件为:温度450°C，笑气流量6L/min，硅烷流量0.8L/min，压力1.6Torr,持续时间20s ;所述第一层薄膜沉积工艺条件为:温度450°C，笑气流量6L/min，硅烷流量0.8L/min，压力
1.6Torr,射频功率4.8kW,射频开关时间比Ton:Toff=4ms:48 ms,持续时间200s,得到膜厚为20nm、折射率为1.5的氧化硅膜；所述第二预沉积工艺条件为:温度450°C，氨气流量4L/min,笑气流量4L/min,硅烷流量0.8L/min,压力1.6Torr,持续时间20s ;所述第二层薄膜沉积工艺条件为:温度450°C，氨气流量4L/min，笑气流量4L/min，硅烷流量0.8L/min，压力1.6Torr,射频功率4.8kW,射频开关时间比Ton:Toff=4ms:48 ms,持续时间580s,得到膜厚为70nm、折射率为1.8的氮氧化硅膜。
[0027]表一和表二分别是以石墨舟A和石墨舟B为承载舟进行镀膜的结果，以石墨舟B为承载舟的膜厚和折射率均匀性均有较大提升。
[0028]表一
【权利要求】
1.一种太阳能电池石墨舟，包括两个以上的舟叶，其特征在于:舟叶间距为渐变式结构，舟叶间距由石墨舟最外侧舟叶(I)向石墨舟最中心舟叶(2)依次减小:舟叶间距从石墨舟最外侧舟叶(I)的一侧到石墨舟最中心舟叶(2)分别用DpD2、D3...Dn表示，舟叶间距从石墨舟最外侧舟叶(I)的另一侧到石墨舟最中心舟叶(2)分别用DpD2MD3....Dn.表不，其中，Dn 与 Dn,相邻;其中，D1=Dr > D2=D2, > D3=D3....> Dn=Dn,;且 D1 -D2 =D2 -D3 =...=Dlr1-Dn=N。
2.如权利要求1所述的太阳能电池石墨舟，其特征在于:10mm> N > 0mm。
3.如权利要求1所述的太阳能电池石墨舟，其特征在于:所述石墨舟叶相互平行并且以中心舟叶为对称轴对称分布。
4.权利要求1-3任意一项所述的太阳能电池石墨舟的镀膜方法，其特征在于:包括顺序相接的如下步骤:进舟、预清洗、吹扫、测漏、第一预沉积、第一层膜沉积、吹扫、第二预沉积、第二层膜沉积、吹扫、出舟。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于:第一层膜为氧化硅膜，膜厚dl，折射率nl，第二层膜为氮氧化硅膜，膜厚d2，折射率n2，且满足dl*nl+d2*n2在150-170之间。
6.如权利要求4或5所述的方法，其特征在于:预清洗工艺条件为:温度300-500°C，氮气流量0-10L/min，氨气流量2-10L/min，压力l_2Torr，射频功率3_7kW，射频开关时间比Ton:Toff=4ms:48 ms,持续时间 100_300s。
7.如权利要求4或5所述的方法，其特征在于:第一预沉积工艺条件为:温度300-500°C，笑气流量 2-8L/min，硅烷流量 0.5-3L/min，压力 l_2Torr,持续时间 10_50s。
8.如权利要求4或5所述的方法，其特征在于:第一层膜沉积工艺条件为:温度300-5000C，笑气流量2-8L/min，硅烷流量0.5_3L/min，压力l_2Torr，射频功率3_7kW，射频开关时间比Ton:Toff=4ms:48 ms,持续时间100_300s。
9.如权利要求4或5所述的方法，其特征在于:第二预沉积工艺条件为:温度300-500 °C，氨气流量2-10L/min，笑气流量2_8L/min，硅烷流量0.5_3L/min，压力l-2Torr,持续时间 10_50s。
10.如权利要求4或5所述的方法，其特征在于:第二层膜沉积工艺条件为:温度300-500 °C，氨气流量2-10L/min,笑气流量2_8L/min，硅烷流量0.5_3L/min，压力l-2Torr,射频功率3_7kW，射频开关时间比Ton:Toff=4ms:48 ms，持续时间400_800s。
【文档编号】H01L31/18GK103996741SQ201410212754
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年5月20日 优先权日:2014年5月20日
【发明者】张辉, 杨红冬, 刘仁中, 张斌, 邢国强 申请人:奥特斯维能源（太仓）有限公司