一種提高太陽(yáng)能電池?cái)U(kuò)散爐碳化硅槳抗疲勞強(qiáng)度的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及太陽(yáng)能電池領(lǐng)域，具體地涉及一種提高太陽(yáng)能電池?cái)U(kuò)散爐碳化硅槳抗疲勞強(qiáng)度的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽(yáng)能電池的制備工藝為:前清洗一制絨一擴(kuò)散一等離子刻蝕一后清洗一等離子氣相沉積一絲網(wǎng)印刷一燒結(jié)一檢測(cè)。
[0003]其中，在擴(kuò)散過(guò)程中，普遍用到一種制備PN結(jié)的設(shè)備一一擴(kuò)散爐，碳化硅槳是擴(kuò)散爐的重要部件，關(guān)系到擴(kuò)散制備PN結(jié)的成功與否，同時(shí)，碳化硅槳的抗疲勞強(qiáng)度也關(guān)系到生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率和成品率。
[0004]擴(kuò)散工藝如下:
[0005]1，將制絨后的晶體硅片插入石英舟中，將石英舟放置于碳化硅槳上，碳化硅槳將載有硅片的石英舟送入750-800°C的石英爐膛中，然后退出碳化硅槳，用時(shí)l-3min，關(guān)閉爐膛門。爐膛內(nèi)開始充氮?dú)獗Ｗo(hù)。
[0006]2，升溫至擴(kuò)散工藝所需的溫度，一般在800-850°C，充氮?dú)夂脱鯕?0_15min，然后再充攜帶三氯氧磷的氮?dú)?5-20min，再充氮?dú)馔嘶?0_15min，爐膛內(nèi)溫度降至750_800°C。
[0007]3，擴(kuò)散工藝結(jié)束，停止充氣體，爐膛門打開，碳化硅槳進(jìn)入爐膛取出載有硅片的石英舟，溫度750-800攝氏度，用時(shí)l-3min。
[0008]4，卸下載有已擴(kuò)散的硅片的石英舟，裝上新的硅片石英舟，用時(shí)l-2min，由碳化硅槳再次送入進(jìn)入高溫爐膛。
[0009]碳化硅槳由高純碳化硅陶瓷制成，一般長(zhǎng)1.5-2米，扁平狀，寬7-15cm。其特點(diǎn)是:優(yōu)良的抗氧化性、良好的耐腐蝕性，耐高溫；缺點(diǎn)是斷裂韌性較低，即脆性較大。光伏領(lǐng)域所用的硅片，純度為99.9999%以上，所有與其在高溫下接觸的材料均為高純，尤其在擴(kuò)散制備PN結(jié)環(huán)節(jié)，不能含有金屬雜質(zhì)。故擴(kuò)散爐使用的碳化娃為高純碳化娃，而非復(fù)合材料。
[0010]由擴(kuò)散工藝可知，碳化娃槳，最長(zhǎng)每隔40min左右，最短2min左右就要進(jìn)出一次高溫爐膛。本來(lái)就脆性極高的碳化硅槳，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)久使用，抗疲勞強(qiáng)度減弱，在操作工上下硅片的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，碳化硅槳斷裂的事故經(jīng)常發(fā)生。
[0011 ] 本申請(qǐng)就是針對(duì)此冋題廣生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的在于提供一種提高太陽(yáng)能電池?cái)U(kuò)散爐碳化硅槳抗疲勞強(qiáng)度的方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題。
[0013]本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下:
[0014]—種提高太陽(yáng)能電池?cái)U(kuò)散爐碳化硅槳抗疲勞強(qiáng)度的方法，包括如下步驟:
[0015]1)采用碳化硅砂紙，將已成型的碳化硅漿表面進(jìn)行打磨處理，純水洗凈烘干；
[0016]2)將拋光后的碳化硅漿放入爐膛，溫度升至1500°C -1800°C，充氮?dú)?，進(jìn)行滲氮處理；
[0017]3)將滲氮后的碳化硅漿經(jīng)退火，退火溫度為900-1000°C，時(shí)間為30min_2h后緩慢冷卻至室溫；
[0018]4)將滲氮后的碳化硅漿放入爐膛，充氨氣和硅烷，進(jìn)行氮化硅鍍膜，膜厚為8-15微米，溫度400-450攝氏度；
[0019]5)緩慢冷卻至室溫。
[0020]在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，步驟2)中，滲氮處理時(shí)間為30min-3h。
[0021]在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，步驟3)中，緩慢冷卻至室溫的時(shí)間為6-10h。
[0022]在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，步驟5)中，緩慢冷卻至室溫的時(shí)間為8-10h。
[0023]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下:碳化硅槳疲勞破壞常常從表面開始，疲勞裂紋通常在表面質(zhì)量差的地方產(chǎn)生，本發(fā)明通過(guò)增強(qiáng)碳化硅漿的表面進(jìn)而增強(qiáng)它的抗疲勞強(qiáng)度，進(jìn)而減少生產(chǎn)事故。現(xiàn)有的碳化硅槳的使用壽命一般為3年，而經(jīng)過(guò)本發(fā)明的處理，使用壽命可以提高到5年以上。
【具體實(shí)施方式】
[0024]實(shí)施例1
[0025]1)采用碳化硅砂紙，將已成型的碳化硅漿表面進(jìn)行打磨處理，純水洗凈烘干；
[0026]2)將拋光后的碳化硅漿放入爐膛，溫度升至1800 °C，充氮?dú)猓M(jìn)行滲氮處理；
[0027]3)將滲氮后的碳化硅漿經(jīng)退火，退火溫度為900 °C，時(shí)間60min，后6h緩慢冷卻至室溫；
[0028]4)將滲氮后的碳化硅漿放入爐膛，充氨氣和硅烷，進(jìn)行氮化硅鍍膜，溫度450攝氏度，膜厚為15微米；
[0029]5)緩慢冷卻至室溫，10h。
[0030]經(jīng)過(guò)本發(fā)明的處理，使用壽命可以提高到5年以上。
[0031]實(shí)施例2
[0032]1)采用碳化硅砂紙，將已成型的碳化硅漿表面進(jìn)行打磨處理，純水洗凈烘干；
[0033]2)將拋光后的碳化硅漿放入爐膛，溫度升至1600 °C，充氮?dú)?，進(jìn)行滲氮處理；
[0034]3)將滲氮后的碳化硅漿經(jīng)退火，退火溫度為1000°C，30min，后8h緩慢冷卻至室溫;
[0035]4)將滲氮后的碳化硅漿放入爐膛，充氨氣和硅烷，進(jìn)行氮化硅鍍膜，溫度420攝氏度.膜厚為10微米；
[0036]5)緩慢冷卻至室溫，8h。
[0037]經(jīng)過(guò)本發(fā)明的處理，使用壽命可以提高到5年以上。
[0038]實(shí)施例3
[0039]1)采用碳化硅砂紙，將已成型的碳化硅漿表面進(jìn)行打磨處理，純水洗凈烘干；
[0040]2)將拋光后的碳化硅漿放入爐膛，溫度升至1800 °C，充氮?dú)猓M(jìn)行滲氮處理；
[0041]3)將滲氮后的碳化硅漿經(jīng)退火，退火溫度為950°C，30min，后緩慢冷卻至室溫,8h ；
[0042]4)將滲氮后的碳化硅漿放入爐膛，充氨氣和硅烷，進(jìn)行氮化硅鍍膜，溫度400攝氏度，膜厚為8微米；
[0043]5)緩慢冷卻至室溫，8h。
[0044]經(jīng)過(guò)本發(fā)明的處理，使用壽命可以提高到5年以上。
[0045]實(shí)施例4
[0046]1)采用碳化硅砂紙，將已成型的碳化硅漿表面進(jìn)行打磨拋光處理，純水洗凈烘干;
[0047]2)將拋光后的碳化硅漿放入爐膛，溫度升至1700°C，充氮?dú)猓M(jìn)行滲氮處理；
[0048]3)將滲氮后的碳化硅漿經(jīng)退火，退火溫度為900°C，90min，后緩慢冷卻至室溫，10h ；
[0049]4)將滲氮后的碳化硅漿放入爐膛，充氨氣和硅烷，進(jìn)行氮化硅鍍膜，溫度400攝氏度，膜厚為12微米；
[0050]5)緩慢冷卻至室溫，10h。
[0051]經(jīng)過(guò)本發(fā)明的處理，使用壽命可以提高到5年以上。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種提高太陽(yáng)能電池?cái)U(kuò)散爐碳化硅槳抗疲勞強(qiáng)度的方法，包括如下步驟: 1)采用碳化硅砂紙，將已成型的碳化硅漿表面進(jìn)行打磨處理，純水洗凈烘干；2)將拋光后的碳化硅漿放入爐膛，溫度升至1500°C-1800°C，充氮?dú)?，進(jìn)行滲氮處理； 3)將滲氮后的碳化硅漿經(jīng)退火，退火溫度為900-1000°C，時(shí)間為30min-2h，后緩慢冷卻至室溫； 4)將滲氮后的碳化硅漿放入爐膛，充氨氣和硅烷，進(jìn)行氮化硅鍍膜，膜厚為8-15微米，溫度400-450攝氏度； 5)緩慢冷卻至室溫。2.如權(quán)利要求1所述的一種提高太陽(yáng)能電池?cái)U(kuò)散爐碳化硅槳抗疲勞強(qiáng)度的方法，其特征在于: 步驟2)中，滲氮處理時(shí)間為30min-3h。3.如權(quán)利要求1所述的一種提高太陽(yáng)能電池?cái)U(kuò)散爐碳化硅槳抗疲勞強(qiáng)度的方法，其特征在于:步驟3)中，緩慢冷卻至室溫的時(shí)間為6-10h。4.如權(quán)利要求1所述的一種提高太陽(yáng)能電池?cái)U(kuò)散爐碳化硅槳抗疲勞強(qiáng)度的方法，其特征在于:步驟5)中，緩慢冷卻至室溫的時(shí)間為8-10h。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種提高太陽(yáng)能電池?cái)U(kuò)散爐碳化硅槳抗疲勞強(qiáng)度的方法，包括如下步驟：1)采用碳化硅砂紙，將已成型的碳化硅漿表面進(jìn)行打磨處理，純水洗凈烘干；2)將拋光后的碳化硅漿放入爐膛，溫度升至1500℃-1800℃，充氮?dú)?，進(jìn)行滲氮處理；3)將滲氮后的碳化硅漿經(jīng)退火,退火溫度為900-1000℃,后緩慢冷卻至室溫；4)將滲氮后的碳化硅漿放入爐膛，充氨氣和硅烷，進(jìn)行氮化硅鍍膜，膜厚為8-15微米，溫度400-450攝氏度；5)緩慢冷卻至室溫。本發(fā)明可以提高碳化硅槳的使用壽命。
【IPC分類】C30B31/10
【公開號(hào)】CN105256375
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510555746
【發(fā)明人】張偉娜, 陳猶郎
【申請(qǐng)人】陳猶郎
【公開日】2016年1月20日
【申請(qǐng)日】2015年9月2日