一种氮氧化硅PERC背钝化的钝化炉的制作方法

本实用新型涉及太阳能电池片生产领域，特别涉及一种氮氧化硅perc背钝化的钝化炉。

背景技术：

随着能源问题的日益突出，太阳能作为一种可再生的清洁能源，越来越受到人们的关注，太阳电池的应用前景也越来越广泛。晶体硅太阳电池一直是太阳电池领域的主力军，特别单晶硅电池转换率高于多晶硅，受到青睐。但是国内民用太阳能电池的普及率依然很低，原因还是在太阳能电池生产成本过高，理论上理想的生产工艺与产业化生产差距大，成品良率低，电池转换效率也与理论相差大，电池安装成本高等。因此降低制造成本和提高转化率是太阳电池制造行业的努力方向。

电池片在生产过程中，需要在硅片的表面镀上一层减反射膜。目前，采用等离子体增强化学气相沉积方法(plasmaenhancedchemicalvapordeposition，pecvd)，使气体在硅电池片表面发生化学反应并形成覆盖层，即减反射膜。此减反射膜的主要作用是：降低反射率、良好的体钝化和表面钝化，以及利用氮化硅薄膜的强致密性和耐多数酸碱性，在硅片表面形成保护层。电池片的pecvd工序一般通过pecvd机完成，pecvd机在石英管的两端通微波源，表面抽真空的条件下将氨气和硅烷分解成高能离子状态，经过一系列化学反应转变成氮化硅气体，在硅片表面沉积氮化硅固态薄膜，同时分解出来的氢离子，将硅片表面原有缺陷钝化。

技术实现要素：

针对以上现有技术存在的缺陷，本实用新型的主要目的在于克服现有技术的不足之处，公开了一种氮氧化硅perc背钝化的钝化炉，包括炉管、换热机构和抽气机构，所述炉管包括石英内层、加热层和保温外层，所述炉管的炉口端设置进气口，所述抽气机构设置在所述炉管的尾端，利用所述抽气机构对所述炉管内抽气，以促进炉管内气体流动；所述换热机构将所述炉管内炉口端的气体传送至所述炉管的尾端。

进一步地，所述加热层有依次设置的五个独立控制的电热丝组成，并且通过热电偶进行实时测温。

进一步地，所述抽气机构包括抽气泵和抽气管，所述抽气管沿所述炉管尾端的周向设置四个抽气口。

进一步地，所述保温外层为玻璃纤维棉。

进一步地，所述换热机构包括换热管和换热抽气泵，所述换热抽气泵通过所述换热管将所述炉管的炉口端与尾端连接。

进一步地，所述炉管的炉口端沿其侧壁轴向设置若干个换热孔，所述换热孔与所述换热管连接。

本实用新型取得的有益效果：

本实用新型中通过阶梯设置的温度进行钝化，并且在其中加入n2o，能够提高背钝化的效果；另外，增加换热机构，使得炉门打开时，将端部气体传递至炉管尾端，尽可能减少热量的丧失，进而节约能源。加热层采用独立控制的电热丝作为加热源，降低了设备成本，并且对炉内温度实现分区控制，使温度控制更加精确。

附图说明

图1为本实用新型的一种氮氧化硅perc背钝化的钝化炉的结构示意图；

附图标记如下：

1、炉管，2、换热机构，3、抽气机构，11、石瑛内层，12、加热层，13、保温外层，21、换热管，22、抽气泵，31、抽气泵，32、抽气管。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

一种氮氧化硅perc背钝化方法，包括以下步骤：

第一步，启动钝化炉，对其进行预热，使其加热至350℃，保温20分钟；

第二步，将电池片的石墨舟放入钝化炉内，保持炉内温度350℃，钝化炉内部压力保持在191pa，通入nh3和n2o，并且其重量比例为1:2，保温110秒；镀膜厚度为19.7nm，折射率2.7。

第三步，钝化炉内部压力保持在191pa，通入sih4、nh3和n20的混合气体，并且其重量比例为1:3:6，保温900秒；镀膜厚度为82nm，折射率2.19。

第四步，钝化炉内部压力保持在202pa，钝化炉内升温至480℃，通入sih4和nh3并且其重量比例为1:3，保温180秒；镀膜厚度为30.2nm，折射率2.2。

第五步，钝化炉内部压力保持在202pa，通入sih4和nh3并且其重量比例为1:4，保温75秒；镀厚度为9.8nm，折射率2.15。

第六步，钝化炉内部压力保持在202pa，通入sih4和nh3并且其重量比例为1:5，保温400秒；镀膜厚度为51.3nm，折射率2.1。

第七步，取出石墨舟。

实施例2

一种氮氧化硅perc背钝化方法，包括以下步骤：

第一步，启动钝化炉，对其进行预热，使其加热至350℃，保温20分钟；

第二步，将电池片的石墨舟放入钝化炉内，保持炉内温度350℃，钝化炉内部压力保持在191pa，通入nh3和n2o，并且其重量比例为1:2，保温112秒；镀膜厚度为20nm，折射率2.7。

第三步，钝化炉内部压力保持在191pa，通入sih4、nh3和n20的混合气体，并且其重量比例为1:3:6，保温930秒；镀膜厚度为83nm，折射率2.2。

第四步，钝化炉内部压力保持在202pa，钝化炉内升温至480℃，通入sih4和nh3并且其重量比例为1:3，保温190秒；镀膜厚度为31nm，折射率2.23。

第五步，钝化炉内部压力保持在202pa，通入sih4和nh3并且其重量比例为1:4，保温80秒；镀厚度为10nm，折射率2.18。

第六步，钝化炉内部压力保持在202pa，通入sih4和nh3并且其重量比例为1:5，保温420秒；镀膜厚度为52nm，折射率2.1。

第七步，取出石墨舟。

实施例3

一种氮氧化硅perc背钝化方法，包括以下步骤：

第一步，启动钝化炉，对其进行预热，使其加热至350℃，保温20分钟；

第二步，将电池片的石墨舟放入钝化炉内，保持炉内温度350℃，钝化炉内部压力保持在191pa，通入nh3和n2o，并且其重量比例为1:2，保温120秒；镀膜厚度为20.3nm，折射率2.7。

第三步，钝化炉内部压力保持在191pa，通入sih4、nh3和n20的混合气体，并且其重量比例为1:3:6，保温1000秒；镀膜厚度为83.2nm，折射率2.21。

第四步，钝化炉内部压力保持在202pa，钝化炉内升温至480℃，通入sih4和nh3并且其重量比例为1:3，保温200秒；镀膜厚度为31nm，折射率2.23。

第五步，钝化炉内部压力保持在202pa，通入sih4和nh3并且其重量比例为1:4，保温85秒；镀厚度为10nm，折射率2.17。

第六步，钝化炉内部压力保持在202pa，通入sih4和nh3并且其重量比例为1:5，保温430秒；镀膜厚度为52nm，折射率2.11。

第七步，取出石墨舟。

在上述实施例中，为了节约能源，钝化炉内从入口处依次设置五个温区；在第二步和第三步中，第一温区加热温度在360℃，中间三个温区温度在350℃，最后一个温区设置340℃。可知，加热温度越高，能耗越大，因此，通过在入口端设置高温，在尾端设置低温，并且配合抽气泵促进气体流动，进而达到节约能源的效果。

在一实施例中，钝化炉内从入口处依次设置五个温区；在第四步、第五步和第六步中，第一五个温区均设置在480℃。

在一实施例中，第七步中，打开炉门前，启动换热机构，将炉口端的气体传递至炉管的尾端。

通过niicolet的670ftir红外傅里叶分析仪测不通折射率下红外吸收光谱，随着气体分解，含氧量增加，膜中n的成分减少，sih4逐渐过渡为富n的氮氧化硅，一直到濒危富硅的氮氧化硅，最后申城sio2。

本实用新型还公开了一种氮氧化硅perc背钝化的钝化炉，如图1所所示，包括炉管1、换热机构2和抽气机构3，炉管1包括石英内层11、加热层12和保温外层13，炉管1的炉口端设置进气口，将钝化气体通过进气口进入炉管内。抽气机构3设置在炉管1的尾端，利用抽气机构3对炉管内抽气，以促进炉管内气体流动；换热机构2将炉管1内炉口端的气体传送至炉管的尾端。在背钝化完成后，打开炉门前，通过换热机构2将炉口端的热量传送至炉管尾端，尽可能减少热量的丧失，进一步降低能耗。

在一实施例中，加热层12有依次设置的五个独立控制的电热丝组成，并且通过热电偶进行实时测温。通过独立设置的电热丝，能够更精确的对炉管内温度进行控制；另外，电热丝成本低，进而降低设备成本。

在一实施例中，抽气机构3包括抽气泵31和抽气管32，抽气管32沿炉管尾端的周向设置四个抽气口。通过分散设置的抽气口，使得炉内气流流动更稳定。

在一实施例中，保温外层13为玻璃纤维棉。

在一实施例中，换热机构2包括换热管21和换热抽气泵22，通过抽气泵21将炉管1的炉口端的热气体传送至炉管1的尾部，降低炉门打开时热量过多丧失。优选的，炉管1的炉口端侧壁沿其周向等间距设置若干个换热口，换热口与换热机构2连接。

以上仅为本实用新型的较佳实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围；如果不脱离本实用新型的精神和范围，对本实用新型进行修改或者等同替换，均应涵盖在本实用新型权利要求的保护范围当中。