一種提高太陽能電池擴散爐碳化硅槳抗疲勞強度的方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及太陽能電池領域，具體地涉及一種提高太陽能電池擴散爐碳化硅槳抗疲勞強度的方法。
【背景技術】
[0002]太陽能電池的制備工藝為:前清洗一制絨一擴散一等離子刻蝕一后清洗一等離子氣相沉積一絲網印刷一燒結一檢測。
[0003]其中，在擴散過程中，普遍用到一種制備PN結的設備一一擴散爐，碳化硅槳是擴散爐的重要部件，關系到擴散制備PN結的成功與否，同時，碳化硅槳的抗疲勞強度也關系到生產線的生產效率和成品率。
[0004]擴散工藝如下:
[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l-3min，關閉爐膛門。爐膛內開始充氮氣保護。
[0006]2，升溫至擴散工藝所需的溫度，一般在800-850°C，充氮氣和氧氣10_15min，然后再充攜帶三氯氧磷的氮氣15-20min，再充氮氣退火10_15min，爐膛內溫度降至750_800°C。
[0007]3，擴散工藝結束，停止充氣體，爐膛門打開，碳化硅槳進入爐膛取出載有硅片的石英舟，溫度750-800攝氏度，用時l-3min。
[0008]4，卸下載有已擴散的硅片的石英舟，裝上新的硅片石英舟，用時l-2min，由碳化硅槳再次送入進入高溫爐膛。
[0009]碳化硅槳由高純碳化硅陶瓷制成，一般長1.5-2米，扁平狀，寬7-15cm。其特點是:優良的抗氧化性、良好的耐腐蝕性，耐高溫；缺點是斷裂韌性較低，即脆性較大。光伏領域所用的硅片，純度為99.9999%以上，所有與其在高溫下接觸的材料均為高純，尤其在擴散制備PN結環節，不能含有金屬雜質。故擴散爐使用的碳化娃為高純碳化娃，而非復合材料。
[0010]由擴散工藝可知，碳化娃槳，最長每隔40min左右，最短2min左右就要進出一次高溫爐膛。本來就脆性極高的碳化硅槳，經過長久使用，抗疲勞強度減弱，在操作工上下硅片的生產環節，碳化硅槳斷裂的事故經常發生。
[0011 ] 本申請就是針對此冋題廣生。
【發明內容】
[0012]本發明的目的在于提供一種提高太陽能電池擴散爐碳化硅槳抗疲勞強度的方法，以解決現有技術中存在的上述問題。
[0013]本發明提供的技術方案如下:
[0014]—種提高太陽能電池擴散爐碳化硅槳抗疲勞強度的方法，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，充氮氣，進行滲氮處理；
[0017]3)將滲氮后的碳化硅漿經退火，退火溫度為900-1000°C，時間為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]在本發明的較佳實施例中，步驟2)中，滲氮處理時間為30min-3h。
[0021]在本發明的較佳實施例中，步驟3)中，緩慢冷卻至室溫的時間為6-10h。
[0022]在本發明的較佳實施例中，步驟5)中，緩慢冷卻至室溫的時間為8-10h。
[0023]本發明的優點如下: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量差的地方產生，本發明通過增強碳化硅漿的表面進而增強它的抗疲勞強度，進而減少生產事故。現有的碳化硅槳的使用壽命一般為3年，而經過本發明的處理，使用壽命可以提高到5年以上。
【具體實施方式】
[0024]實施例1
[0025]1)采用碳化硅砂紙，將已成型的碳化硅漿表面進行打磨處理，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，充氮氣，進行滲氮處理；
[0027]3)將滲氮后的碳化硅漿經退火，退火溫度為900 °C，時間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]經過本發明的處理，使用壽命可以提高到5年以上。
[0031]實施例2
[0032]1)采用碳化硅砂紙，將已成型的碳化硅漿表面進行打磨處理，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，充氮氣，進行滲氮處理；
[0034]3)將滲氮后的碳化硅漿經退火，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]經過本發明的處理，使用壽命可以提高到5年以上。
[0038]實施例3
[0039]1)采用碳化硅砂紙，將已成型的碳化硅漿表面進行打磨處理，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，充氮氣，進行滲氮處理；
[0041]3)將滲氮后的碳化硅漿經退火，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]經過本發明的處理，使用壽命可以提高到5年以上。
[0045]實施例4
[0046]1)采用碳化硅砂紙，將已成型的碳化硅漿表面進行打磨拋光處理，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，充氮氣，進行滲氮處理；
[0048]3)將滲氮后的碳化硅漿經退火，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]經過本發明的處理，使用壽命可以提高到5年以上。
【主權項】
1.一種提高太陽能電池擴散爐碳化硅槳抗疲勞強度的方法，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，充氮氣，進行滲氮處理； 3)將滲氮后的碳化硅漿經退火，退火溫度為900-1000°C，時間為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.如權利要求1所述的一種提高太陽能電池擴散爐碳化硅槳抗疲勞強度的方法，其特征在于: 步驟2)中，滲氮處理時間為30min-3h。3.如權利要求1所述的一種提高太陽能電池擴散爐碳化硅槳抗疲勞強度的方法，其特征在于:步驟3)中，緩慢冷卻至室溫的時間為6-10h。4.如權利要求1所述的一種提高太陽能電池擴散爐碳化硅槳抗疲勞強度的方法，其特征在于:步驟5)中，緩慢冷卻至室溫的時間為8-10h。
【專利摘要】本發明公開了一種提高太陽能電池擴散爐碳化硅槳抗疲勞強度的方法，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℃，充氮氣，進行滲氮處理；3)將滲氮后的碳化硅漿經退火,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。本發明可以提高碳化硅槳的使用壽命。
【IPC分類】C30B31/10
【公開號】CN105256375
【申請號】CN201510555746
【發明人】張偉娜, 陳猶郎
【申請人】陳猶郎
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年9月2日