一种堆叠式高温退火工艺的制作方法

本发明涉及光伏相关
技术领域：
，尤其是指一种堆叠式高温退火工艺。
背景技术：
：在硅太阳能电池中，转换效率最高，技术最成熟是单晶硅太阳能电池。单晶硅电池因为高质量的单晶硅材料和先进的加工处理工艺，其表现出优异的性能。其中，扩散是晶体硅太阳能电池的生产过程的关键工序之一，它是将P型硅片在扩散后表面变成N型，从而形成P-N结，硅片由此才具有光伏效应。扩散需要使用一种硅片承截装置将硅片放置在该装置上，然后再将装有硅片的硅片承载装置放置在碳化桨上送入扩散炉内进行集中扩散，石英因其材料纯度高、耐高温、耐酸、耐碱而成为制作这种承载装置材料的首选，用石英材料做成的硅片承载装置称为石英舟。一个合格的石英舟造价很高，用石英制品的硅片承载装置存在易碎的缺点。目前普遍使用的石英舟由四根水平挡杆和四根竖直杆围合成的框架结构，在四根水平挡杆上开设有硅片卡槽，硅片间隔地插在硅片槽中，四根竖直杆即为整个石英舟的四个支撑脚，石英舟的支撑脚所承受的压强过大，很容易损坏，导致整个石英舟使用寿命不长。同时，石英舟上的两个把手会因为经常在放置硅片时引入污染物，以致扩散时污染物参杂到硅片内，使得生产出来的电池片出现色差。传统带有热氧化工艺的晶硅电池制作流程为：制绒→磷扩散→刻蚀→热氧化→PECVD镀膜→印刷烧结，其热氧化采用石英舟插片的方式，每张硅片间距2.38-4.76mm，硅片与空气直接接触，表面容易受污染，生产出来的电池片容易出现色差及EL下的黑斑等不良情况。另外，石英舟在用于高温退火工艺上，存在着操作复杂、耗费时间长、在装卸片过程中，还容易出现崩边、隐裂、碎片等问题，影响电池片质量。技术实现要素：本发明是为了克服现有技术中存在上述的不足，提供了一种操作简单且保证电池片质量的堆叠式高温退火工艺。为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种堆叠式高温退火工艺，具体操作步骤如下：(1)将刻蚀后的硅片以100-150片/叠的方式叠放整齐，放入退火用的石英片架中；(2)用石英盖板盖在石英片架的硅片上并压好硅片，将石英片架送入高温扩散/氧化炉中；(3)将高温扩散/氧化炉的炉管升温并稳定至在650-850℃，进行退火，保温时间10-30min，通入20000sccm的氮气；(4)降温出炉：将高温扩散/氧化炉的炉管降温至600-700℃，保温时间600s，出炉。本发明用堆叠式高温退火工艺的方法替代传统的石英舟插片式的热氧化方法，将刻蚀后硅片以100-150片/叠的方式进行堆叠，堆叠后的硅片表面与空气隔离，使得硅片表面不会受到污染，从而生产出来的电池片也不会出现色差及EL下的黑斑等不良情况，有效的解决了热氧化工艺存在的问题；采用上述高温退火工艺具有操作简单、耗费时间短等优点，同时在装卸片过程中，不容易出现崩边、隐裂、碎片等问题，保证了电池片的质量。作为优选，在步骤(1)和步骤(2)中，所述的石英片架包括石英底板、石英挡板和若干石英细杆，所述石英细杆的一部分置于石英底板的左右两侧边上，所述石英细杆的另一部分置于石英挡板上，所述的石英挡板置于石英底板的前后两侧边上。石英片架由石英底板、石英细杆和石英挡板构成一个立体区域，该立体区域用于放置堆叠硅片，这样设计使得对硅片的操作简单，易于量产化，同时产量高，电池片效率提升幅度大，且可以有效的降低硅片在装、卸舟过程中出现的崩边、掉角、隐裂、碎片等问题，减少了装卸舟时间，提高了产品质量及合格率。作为优选，所述石英底板的左右两侧边上设有四根石英细杆，其中石英底板的左侧边上有两根石英细杆，石英底板的右侧边上有两根石英细杆，石英底板上左右两侧边的石英细杆左右对称分布。通过左右对称的石英细杆分布，能够便于定位放置于石英片架上的硅片，使得整个堆叠在一起的硅片整齐划一，提高产品的质量以及合格率。作为优选，所述石英底板上左右两侧边的两根石英细杆上端外侧面上均设有小石英管，所述的小石英管与石英细杆之间采用焊接连接。小石英管的设计是用于外部舟叉叉入到小石英管内，并通过小石英管来移动石英片架，减少了外部污染物对石英片架的影响。作为优选，所述石英底板的形状为正方形，所述的石英挡板上设有至少一根石英细杆，其中石英底板上前后两侧边的石英挡板前后对称分布。通过石英挡板的设计是为了限定硅片的放置位置，而石英细杆的设计，是为了能够与石英盖板进行匹配定位。作为优选，所述石英底板的前后两侧边中间处均设有出片槽，所述石英底板的底部四周设有支撑脚。降低了石英底板的磨损，提高了该装置的使用寿命。作为优选，所述的石英底板上设有若干镂空窗，所述的镂空窗均匀分布在石英底板上。通过镂空窗的设计，能够方便高温退火炉对石英片架中的硅片进行高温退回处理。作为优选，所述的石英盖板包括盖板本体和石英盖顶，所述盖板本体的形状与石英底板的形状相一致，所述盖板本体的四周边缘上设有与石英细杆相对应的凹槽，所述的石英盖顶置于盖板本体的中心处。结构简单，操作方便。本发明的有益效果是：堆叠后的硅片表面与空气隔离，有效的解决了热氧化工艺存在的问题，操作简单，耗费时间短，易于量产化，同时产量高，电池片效率提升幅度大，且可以有效的降低硅片在装、卸舟过程中出现的崩边、掉角、隐裂、碎片等问题，减少了装卸舟时间，提高了电池片的质量及合格率。附图说明图1是石英片架的结构示意图；图2是图1的左视图；图3是石英盖板的结构示意图。图中：1.石英底板，2.镂空窗，3.石英细杆，4.支撑脚，5.小石英管，6.出片槽，7.石英挡板，8.盖板本体，9.石英盖顶，10.凹槽。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。一种堆叠式高温退火工艺，具体操作步骤如下：(1)将刻蚀后的硅片以100-150片/叠的方式叠放整齐，放入退火用的石英片架中；(2)用石英盖板盖在石英片架的硅片上并压好硅片，将石英片架送入高温扩散/氧化炉中；(3)将高温扩散/氧化炉的炉管升温并稳定至在650-850℃，进行退火，保温时间10-30min，通入20000sccm的氮气；(4)降温出炉：将高温扩散/氧化炉的炉管降温至600-700℃，保温时间600s，出炉。其中：如图1、图2所示，石英片架包括石英底板1、石英挡板7和若干石英细杆3，石英细杆3的一部分置于石英底板1的左右两侧边上，石英细杆3的另一部分置于石英挡板7上，石英挡板7置于石英底板1的前后两侧边上。石英底板1的左右两侧边上设有四根石英细杆3，其中石英底板1的左侧边上有两根石英细杆3，石英底板1的右侧边上有两根石英细杆3，石英底板1上左右两侧边的石英细杆3左右对称分布。石英底板1上左右两侧边的两根石英细杆3上端外侧面上均设有小石英管5，小石英管5与石英细杆3之间采用焊接连接。石英底板1的形状为正方形，石英挡板7上设有至少一根石英细杆3，其中石英底板1上前后两侧边的石英挡板7前后对称分布。石英底板1的前后两侧边中间处均设有出片槽6，石英底板1的底部四周设有支撑脚4。石英底板1上设有若干镂空窗2，镂空窗2均匀分布在石英底板1上。如图3所示，石英盖板包括盖板本体8和石英盖顶9，盖板本体8的形状与石英底板1的形状相一致，盖板本体8的四周边缘上设有与石英细杆3相对应的凹槽10，石英盖顶9置于盖板本体8的中心处。实施例1：(1)将刻蚀后的M2单晶硅片以100片/叠的方式叠放整齐，放入退火用的石英片架中；(2)用石英盖板盖在石英片架的硅片上并压好硅片，将石英片架送入高温扩散/氧化炉中；(3)将高温扩散/氧化炉的炉管升温并稳定至在650℃，进行退火，保温时间20min，通入20000sccm的氮气；(4)降温出炉：将高温扩散/氧化炉的炉管降温至600℃，保温时间600s，出炉。冷却后，测试方阻大小。同时，采用传统的高温退火工艺对刻蚀后的M2单晶硅片进行处理，冷却后，测试方阻大小。电池片电性能参数对比如下表1所示。表1电池片电性能参数对比表工艺UocIscRsRshFFNCell片源传统退火0.64369.4430.0022138.780.3119.98％杞县M2堆叠退火0.64819.4890.0024135.679.9520.12％杞县M2采用本装置的硅片堆叠式高温退火工艺，Uoc提升特别明显，如表1所示，电池片Uoc提升达到4.5mV，电池片转换效率提升0.14％。当前第1页1 2 3