[發明專利]一種晶硅太陽能電池磷擴散爐管的清理方法

在審

• 申請號: 202211340923.2
• 申請日: 2022-10-30
• 公開（公告）號: CN115522264A
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發明（設計）人: 景彥姣;彭平;高志強;夏中高;李旭杰;李興光
• 申請（專利權）人: 平煤隆基新能源科技有限公司
• 主分類號: C30B31/16
• 分類號: C30B31/16;C30B31/18;C30B29/06
• 代理公司: 鄭州隆盛專利代理事務所(普通合伙) 41143
• 代理人: 趙媛媛

本發明涉及一種晶硅太陽能電池磷擴散爐管的清理方法，所述擴散設備包括控制部分、推舟凈化部分、爐絲加熱爐體部分、氣源部分；其中所述爐絲加熱爐體部分包括擴散爐管、熱電偶、進氣管、尾排管以及爐門；其具體清理過程如下：步驟S1：升溫干化；步驟S2：恒溫恒壓抽空清理；在所述步驟S1的擴散爐管中充入氧氣氧化，控制氧氣流量為0.5～2L/min，時間為30～50min；步驟S3：降溫回常壓。本發明具有的優點是無需拆卸清洗被污染的爐管，解決了爐管污染，縮短了爐管的清洗維護時間，節省了清洗爐管所需要的化學品及純水，降低了生產成本。

技術領域

本發明涉及太陽能電池生產技術領域，尤其涉及一種晶硅太陽能電池磷擴散爐管的清理方法。

背景技術

晶硅太陽能電池是光伏發電系統中最重要的一部分，而P-N結又是晶硅太陽電池的核心部分，沒有P-N結便不能將光轉換為電，也就不能成為太陽電池。

磷擴散是以P型晶體硅為基底，在其表面通過高溫化學反應及分子擴散形成N型層，與P型基底形成P-N結。目前行業內磷擴散是以液態的POCl3為擴散源，在密閉真空的石英爐管內與氧氣、硅基體發生反應最終形成磷單質和二氧化硅。石英爐管自身的潔凈程度、密封性的好壞、是否受到污染等與形成P-N的質量好壞緊密相關。

在實際生產過程中由于機臺部件損壞、腐蝕生銹、機臺維護、設備改造、環境潔凈度不合格、磷源反應不充分、硅片表面有化學品藥液殘留等因素會導致石英爐管內部受到不同程度的污染。使用被污染的擴散爐管制造的產品往往存在嚴重的質量問題，比如電池片光電轉換效率降低，EL測試圖像呈現出整片發暗、局部偏暗、臟污等不良。這些被污染的爐管需要降溫拆卸，使用8％濃度的氫氟酸、鹽酸混酸溶液清洗爐管及其相關的石英配件，整個維護周期至少需要2-3天，嚴重影響車間產能釋放。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種晶硅太陽能電池磷擴散爐管的清理方法，解決了爐管污染，縮短了爐管的清洗維護時間，并且能提升電池片的轉換效率。

本發明是通過以下技術方案實現的：一方面，提供一種晶硅太陽能電池磷擴散爐管的清理方法，所述擴散設備包括控制部分、推舟凈化部分、爐絲加熱爐體部分、氣源部分；其中所述爐絲加熱爐體部分包括擴散爐管、熱電偶、進氣管、尾排管以及爐門；其具體清理過程如下：

步驟S1：升溫干化；將氮氣分兩次充入擴散爐管，控制氮氣流量分別為2～10L/min，10～20L/min；并將擴散爐管的溫度從850℃逐級升溫至900℃，時間為30～60min；

步驟S2：恒溫恒壓抽空清理；在所述步驟S1的擴散爐管中充入氧氣氧化，控制氧氣流量為0.5～2L/min，時間為30～50min；

通過上述技術方案，900℃是爐管接近極限溫度(1100℃)且綜合整個設備硬件可以承受的極限溫度。溫度越高的時候，執行該發明工藝的清潔效果越好。通入氮氣、爐管低壓、泵持續工作的條件下，高純氮氣分子持續吹掃過管壁，可以使得管壁表面的附著氧化物脫落，在泵的作用力下抽離爐管。而通入氧氣是為了使爐管內原來沉積上的氯化物等物質完全被反應生成氧化物不再腐蝕爐管，避免了管內環境的惡化。保證爐管在長期常規磷擴散工藝中能處于較干凈的狀態，保證工藝效果和工藝質量。

步驟S3：降溫回常壓；將經步驟S2處理的擴散爐管經830～850℃、800～830℃、780～800℃的階梯降溫至750～780℃；控制氮氣流量為10～20L/min逐漸降至5～20L/min；時間為3～60min。

通過上述技術方案，能夠對爐管進行清潔作用，去除爐管內壁附著的偏磷酸等。爐管溫度設置的越高，通入的氮氣分子的運動就會越劇烈。大量的氮氣分子做無規則的熱運動不停的撞擊爐管內壁，此時吸附在爐管內壁的污染物在氮氣分子不斷的撞擊下脫離，經過一定的時間起到清潔爐管的作用。

進一步地，在步驟S1中，工藝壓力為1000～1060mbar。