[发明专利]多级吹扫式硅片制绒处理装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种硅片处理装置及其控制方法，尤其涉及一种多级吹扫式硅片制绒处理装置及其控制方法。

背景技术

硅太阳能电池发电已经被认为是未来绿色能源的主流技术之一，硅太阳能电池的市场份额远超过其他种类的太阳能电池，市场占有率为90％以上。随着各种高效硅太阳能电池工艺进入产业化生产，硅太阳能电池的光电转换效率在近年来不断提高。高效多晶硅太阳能电池的效率为约19％，高效单晶硅太阳能电池的效率为约21％。

在所有高效硅太阳能电池工艺中，实现低反射率、低表面复合率的绒面效果是提高硅太阳能电池效率的最直接的途径。目前，大部分的硅片绒面制作采用湿法刻蚀的方法，大量的酸碱液体耗费，对环境造成极大的污染，而且湿法刻蚀的方法在绒面效果上已经达到上限。因此，在高效硅太阳能电池工艺中，均采用干法刻蚀的方法如：反应离子刻蚀，等离子体刻蚀，激光刻蚀等。采用干法刻蚀的方法制绒后，硅太阳能电池片的光电转换效率平均提升0.5～1％。但是，干法腐蚀硅片仍存在一些问题，比如：由于高能粒子轰击造成的厚的表面晶格损伤层，单一等离子体源对硅片腐蚀速率慢，硅片去损伤层与制绒不能一次完成，不能实现产业线在线处理，需配合酸碱液预处理及后处理等，阻碍了干法刻蚀的产业化进程。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种多级吹扫式硅片制绒处理装置及其控制方法，能够实现在线连续处理的等离子体硅片预处理及制绒处理，解决干法刻蚀中存在的产业化难题且完全兼容传统太阳能电池工艺，提高硅片制绒效果。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种多级吹扫式硅片制绒处理装置，包括反应腔室，所述反应腔室内设有硅片运动载台，其中，所述反应腔室上至少设有两个等离子体下游吹扫式处理单元，所述反应腔室的进口处设有前缓冲腔室和前闸板阀，所述反应腔室的出口处设有后缓冲腔室和后闸板阀，所述反应腔室上靠近后缓冲腔室处设有反应腔真空抽口，所述硅片运动载台的下方设有恒温辐射块。

上述的多级吹扫式硅片制绒处理装置，其中，所述等离子体下游吹扫式处理单元包括等离子体激发腔，所述等离子体激发腔的一侧和微波谐振腔相连通，所述等离子体激发腔的上部和微波谐振腔位于反应腔室外，所述等离子体激发腔的下部设有贯穿伸入反应腔室中的喷管口，所述喷管口旁设有抽真空管道，所述抽真空管道内形成有气化腔室并设有真空蝶阀。

上述的多级吹扫式硅片制绒处理装置，其中，所述恒温辐射块的表面为透明石英板，所述透明石英板下方设有电阻加热管。

上述的多级吹扫式硅片制绒处理装置，其中，所述等离子体激发腔为带有水冷层的不锈钢腔室，所述喷管口内侧设有石英保护层或陶瓷套管，所述等离子体激发腔的顶部设有进气口，一侧设有冷却液进出口。

上述的多级吹扫式硅片制绒处理装置，其中，所述反应腔室的材质为铝或带有防腐镀膜的不锈钢，所述等离子体下游吹扫式处理单元处的反应腔室内壁设有石英保护层或氧化铝陶瓷保护层，所述反应腔室上靠近后缓冲腔室处还设有真空压力表。

本发明为解决上述技术问题还提供一种上述多级吹扫式硅片制绒处理装置的控制方法，包括如下步骤：a)首先将硅片放入前缓冲腔室，关闭反应腔室抽真空后打开前闸板阀，将硅片送入反应腔室中硅片运动载台上，然后关闭前闸板阀；b)控制硅片运动载台向后运动依次经过多个等离子体下游吹扫式处理单元，对硅片进行吹扫刻蚀；c)后缓冲腔室抽真空，打开后闸板阀，将硅片由反应腔室送入后缓冲腔室，关闭后闸板阀，向后缓冲腔室内充入惰性气体至大气压后取出硅片。

上述的多级吹扫式硅片制绒处理装置的控制方法，其中，所述步骤a)中硅片运动载台上并排放置有2～5个硅片，所述步骤b)中控制硅片运动载台的移动速率为0.1～2m/min。

上述的多级吹扫式硅片制绒处理装置的控制方法，其中，所述喷管口与载台上的硅片的距离为0.5～15mm，所述抽真空管道底部与载台上的硅片距离为2～20mm。

上述的多级吹扫式硅片制绒处理装置的控制方法，其中，所述步骤b)控制硅片的温度为60～250℃。