一个腔体内对多个石墨舟同时镀膜的工艺方法及镀膜装置与流程

本发明涉及太阳能工艺设备领域，更具体地说，是涉及一种在一个腔体内对多个石墨舟同时镀膜的工艺方法及镀膜装置。

背景技术：

随着新能源行业的发展，太阳能作为人类取之不尽用之不竭的可再生能源，其特有的充分清洁性，绝对安全性，相对的广泛性，在长期的能源战略中具有重要的影响地位。pecvd设备作为太阳能电池片镀减反射膜的主要设备。其工作原理是利用等离子增强化学气相沉积法给硅片镀上一层减反射膜。石墨舟作为pecvd设备工艺的载体，石墨舟的大小和承载硅片的数量决定了设备完成一次镀膜的工艺能得到的镀膜后硅片的数量，此数量决定了设备的产能。

目前石墨舟承载硅片在进行工艺时，主要通过射频给石墨舟片在高频电流，再使反应室气体发生辉光放电，在辉光放电区域产生大量的电子，达到工艺反应条件。但目前光伏行业所用到的石墨舟舟片长度都没超过2米，舟片数量都没超过30片，单舟产能都有局限，主要存在的问题在于：为了提高产能，在增加石墨舟片数量及石墨舟槽数（长度）的情况下，需要的设备管径越大，石墨舟工艺放电需要的功率越高，射频电源波峰越高，越难控制，容易造成产品工艺效果不佳、射频控制功率过大、辉光不稳和硅片与石墨舟卡点打火烧焦，造成硅片报废。

技术实现要素：

本发明为了解决上述现有技术中在增加石墨舟片数量和槽数（长度）后，容易造成产品工艺效果不佳、射频控制功率过大、辉光不稳和硅片与石墨舟卡点打火烧焦，造成硅片报废的技术问题，提出一种在一个腔体内对多个石墨舟同时镀膜的工艺方法及镀膜装置。

为了实现上述的目的，本发明的技术方案是：

一种在一个腔体内对多个石墨舟同时镀膜的工艺方法，包括以下步骤：

步骤1、通过机械手将至少两个石墨舟单元放到推舟上；

步骤2、推舟承载石墨舟并将其送入反应炉；

步骤3、反应炉密封并加热至反应温度；

步骤4、反应炉上的至少两个独立电极单元对各自匹配的石墨舟单元进行独立放电，形成至少两个单独的辉光区，进行辉光工艺；

步骤5、推舟将工艺完成的石墨舟送出反应炉；

步骤6、机械手将石墨舟搬走。

所述步骤3中所述反应炉密封后先充入n2并抽真空再加热至反应温度，然后再通入反应介质进行反应。

一种石墨舟镀膜装置，包括用于搬运石墨舟的机械手、承载所述石墨舟的推舟和对所述石墨舟进行工艺处理的反应炉，所述反应炉包括炉盖、炉体和对石墨舟单元进行放电的至少两个独立电极单元。

所述石墨舟单元可为单独的石墨舟；或者，单独的石墨舟沿其长度方向绝缘隔离成至少两个所述石墨舟单元。

所述机械手的x轴方向上设有相对设置用于抓取所述石墨舟的一对第一手爪。

在所述的两个第一手爪之间还设有至少一个第二手爪，所述机械手通过所述第一手爪和第二手爪的配合可同时抓取在x轴方向间隔置放的至少两个石墨舟。

所述推舟上设有承载所述石墨舟的支撑杆，所述推舟通过所述支撑杆可将所述石墨舟送入或送出所述反应炉。

所述支撑杆设有两个，该两个支撑杆间隔设置并平行排列。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提出的石墨舟镀膜的工艺方法通过对每个石墨舟单元独立放电，每个石墨舟单元形成单独的辉光区，使射频控制分开，实现独立控制辉光，因射频独立控制的区域变小，该区域所需的射频功率减小，在石墨舟的总功率翻倍的情况下，射频放电的波峰不变，便于控制，有效防止硅片与石墨舟卡点打火烧焦而造成的硅片报废。

附图说明

图1是本发明的石墨舟的结构示意图。

图2是本发明的机械手的结构示意图。

图3是本发明的推舟和反应炉的结构示意图。

图4是本发明的推舟承载石墨舟时的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明解决的技术问题、采用的技术方案、取得的技术效果易于理解，下面结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。应当理解，以下具体实施例仅用以解释本发明，并不对本发明构成限制。

需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明有关的部分而非全部结构。

在一个实施例中，本发明提出了一种在一个腔体内对多个石墨舟同时镀膜的工艺方法，包括以下步骤：

步骤1、通过机械手将至少两个石墨舟单元放到推舟上；

步骤2、推舟承载石墨舟并将其送入反应炉；

步骤3、反应炉密封并加热至反应温度（不同工艺温度要求不同，一般在400-600℃间）；

步骤4、反应炉上的至少两个独立电极单元对各自匹配的石墨舟单元进行独立放电，形成至少两个单独的辉光区，进行辉光工艺，每个射频功率控制在15kw以下，避免功率过高导致的放电不良及卡点烧焦等问题；

步骤5、推舟将工艺完成的石墨舟送出反应炉；

步骤6、机械手将石墨舟搬走。

上述步骤完成后可以重复步骤1至步骤6完成循环生产。

上述的步骤3中反应炉密封后先充入n2并抽真空，保证排出反应腔体的空气再加热至反应温度，然后再通入反应介质（nh3、sih4、no2、ch4、tma中的一种或几种）进行反应。

例如：常规工艺生成氮化硅薄膜反应式：3sih4+4nh3→si3n4+12h2；

常规氧化铝工艺反应机理：24n2o+2al（ch3)3→24n2+al2o3+6co2+9h2o。

本发明提出的石墨舟镀膜的工艺方法通过对每个石墨舟单元独立放电，每个石墨舟单元形成单独的辉光区，使射频控制分开，实现独立控制辉光，因射频独立控制的区域变小，该区域所需的射频功率减小，在石墨舟的总功率翻倍的情况下，射频放电的波峰不变，便于控制，有效防止硅片与石墨舟卡点打火烧焦而造成的硅片报废。

如图1-3所示，在本发明的一个实施例中，提出了一种石墨舟镀膜装置，其包括用于搬运石墨舟1的机械手4、承载石墨舟1的推舟5和对石墨舟1进行工艺处理的反应炉6。反应炉6包括炉盖62、炉体61和对石墨舟进行放电的独立电极单元。独立电极单元至少有两个。

石墨舟单元可为单独的石墨舟；或者，单独的石墨舟沿其长度方向绝缘隔离

成至少两个上述的石墨舟单元。

具体地，石墨舟包括多片宽度方向间隔排列的石墨舟片，石墨舟沿长度方向分成多个石墨舟单元，每个石墨舟单元内包含了多片石墨舟片，相邻两个石墨舟单元宽度方向的相邻两片的石墨舟片之间填充绝缘材料，将每个石墨舟单元独立区分开，且每个石墨舟单元都设有独立电极形成单独的辉光区，可使射频控制分开，实现独立控制辉光，因射频独立控制的区域变小，该区域所需的射频功率减小，在石墨舟的总功率翻倍的情况下，射频放电的波峰不变，便于控制，有效防止硅片与石墨舟卡点打火烧焦而造成的硅片报废。

在一具体的实施例中，石墨舟包括多片沿长度方向间隔排列的石墨舟片，石墨舟片沿长度方向可为一个整体，也可将石墨舟片沿长度方向分为间隔的多段，且间隔处填充绝缘材料，解决了石墨舟片原材料的长度限制，在石墨舟片超过2米后依旧能够保证精度及实现量产要求，可保证石墨舟片的直线度。

在另一实施例中，石墨舟片沿长度方向分为间隔的多段，且间隔处填充导电材料，此时可保证单个石墨舟片的导电性。

如图2所示，机械手的x轴方向上设有相对设置用于抓取石墨舟1的一对第一手爪41，通过两个第一手爪41的配合可以抓取一个石墨舟1。

进一步地，在两个第一手爪41之间还设有一个第二手爪42，机械手4通过第一手爪41和第二手爪42的配合可同时抓取在x轴方向间隔置放的两个石墨舟1。机械手4在x轴、y轴和z轴三个方向均设有调节机构，第一手爪41和第二手爪42可以在x轴、y轴和z轴三个方向上移动，从而可以调整被抓取的石墨舟1的位置，便于搬运石墨舟1。

如图3、4所示，推舟5上设有承载石墨舟1的支撑杆51，推舟5通过该支撑杆51可将石墨舟1送入或送出反应炉6。

支撑杆51优选设有两个，该两个支撑杆51间隔设置并平行排列。

本发明提出的石墨舟镀膜装置，可以对每个石墨舟单元独立放电，使得每个石墨舟单元形成单独的辉光区，使射频控制分开，实现独立控制辉光，因射频独立控制的区域变小，该区域所需的射频功率减小，在石墨舟的总功率翻倍的情况下，射频放电的波峰不变，便于控制，有效防止硅片与石墨舟卡点打火烧焦而造成的硅片报废。另外，机械手一次可以抓取两个石墨舟，推舟一次可以承载两个石墨舟并将其送入反应炉内进行镀膜处理，工作效率较高。

以上实施例和附图仅用于说明本发明的技术方案，并非构成对本发明的限制。应当说明的是，本领域普通技术人员可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换应包括在本发明权利要求书保护的范围内。