氧化铝膜制备装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种能够直接将液态三甲基铝作为原料供应的氧化铝膜制备装置。该装置包括真空沉积室，真空沉积室内设有石墨舟，真空沉积室上设有进气口与排气口，真空沉积室内设置有进气主管和排气主管，进气口上连接有用于通入制程气体的进气装置，通过对进气装置进行改进，增加蒸发器，先将液态的三甲基铝蒸发成气态后再用氩气裹带气态的三甲基铝并和一氧化二氮混合后进入真空沉积室即可，无需在进行镀膜之前事先对液态的三甲基铝进行气态话，减少了气态三甲基铝的存储和运输难题，直接在真空沉积过程中一边转化一边使用，其安全性大大提高，而且减少了工序和工人的工作量，提高了镀膜效率。适合在太阳能电池硅片加工设备领域推广应用。

Alumina film preparation device

The utility model discloses an alumina film preparation device which can directly supply liquid trimethyl aluminium as raw material. The device consists of a vacuum deposition chamber, a graphite boat in the vacuum deposition chamber, an air inlet and an exhaust port in the vacuum deposition chamber, an air inlet and an exhaust pipe in the vacuum deposition chamber, and an air inlet connected with an air inlet device for entering the process gas. By improving the air inlet device, an evaporator is added. The liquid trimethylaluminium is evaporated into a gaseous state first, and then argon is used. Trimethylaluminium wrapped in gaseous phase is mixed with nitrous oxide and then enters the vacuum deposition chamber. It does not need to gaseous phase of liquid trimethylaluminium before coating. It reduces the storage and transportation problems of gaseous trimethylaluminium. It can be directly used in the process of vacuum deposition while being converted. Its safety is greatly improved, and the workload of process and workers is reduced. The coating efficiency is improved. It is suitable for popularization and application in the field of solar cell silicon wafer processing equipment.

【技术实现步骤摘要】
氧化铝膜制备装置
本技术涉及太阳能电池硅片加工设备领域，尤其是一种氧化铝膜制备装置。
技术介绍
为了提高晶体硅电池的转换效率，减少电池片的表面复合是一种有效的方法，这种效果称做钝化。在电池片的正面，减反射薄膜起到了良好的表面钝化作用；在电池片的背面，经过研究人员的分析和测试，铝背场的钝化效果还有很大的提升空间。研究人员从这个角度开发了背钝化电池，即通过在电池片背面镀钝化膜的方式来提升钝化效果。背钝化电池降低了电池片背面的载流子复合，增强了长波光的响应，提高了电池的开路电压，最终电池的效率也将得到提升。SiO2、非晶硅和氧化铝都可以作为背钝化膜，目前的背钝化电池常采用氧化铝作为背钝化膜。在晶体硅太阳能电池制造过程中，制备氧化铝膜通常采用等离子体增强化学气相沉积法，简称为PECVD(PlasmaEnhancedChemicalVaporDeposition)，PECVD是利用强电场使所需的气体源分子电离产生等离子体，等离子体中含有很多活性很高的化学基团，这些基团经过经一系列化学和等离子体反应，在硅片表面形成固态薄膜。目前，在晶体硅太阳能电池制造过程中，用于制备氧化铝膜的装置主要包括设置有炉门的真空沉积室，真空沉积室内设有石墨舟，硅片放置于石墨舟上，真空沉积室上设有进气口与排气口，所述真空沉积室内设置有进气主管和排气主管，所述进气主管水平设置在石墨舟上方，所述进气主管与进气口连通，所述进气口上连接有用于通入制程气体的进气装置，所述排气主管水平设置在石墨舟下方，所述排气主管与排气口连通，所述排气口上连接有真空泵，真空泵的进口与排气口连通，真空泵的出口连接有尾排管，所述制程气体是指在氧化铝膜制备过程中用于反应的气体，一般情况下，在氧化铝膜制备过程中所使用的制程气体主要有以下三种：氩气、气态三甲基铝、一氧化二氮，该氧化铝膜制备装置的工作过程如下：将三制程气体分别通入真空沉积室内，不同的制程气体在真空沉积室内混合后并且在真空沉积室内电离成离子，经过多次碰撞产生大量的活性基，逐步附着在太阳能电池硅片的表面，形成一层氧化铝薄膜。这种氧化铝膜制备装置在实际使用过程中存在以下问题：首先，由于真空沉积过程中所需要的是都是气态分子，氩气和一氧化二氮在常温常压下都是气态，而且化学状态稳定，没什么危害，但是三甲基铝在常温下是液态，因此，在进行真空沉积前都是需要将其雾化成气态，而且三甲基铝遇水和空气都极其容易发生爆炸，因此，气态的三甲基铝不论是运输和保存都非常不方便，其次，在氧化铝膜制备装置工作的过程中，真空沉积室内的三种制程气体混合的越均匀，硅片表面形成的氧化铝膜才会更加均匀，现有的真空沉积过程中三种制程气体都是先通入真空沉积室后才进行自然混合，其混合均匀度非常差，经常导致同一批次的硅片表面氧化铝膜厚度层次不齐，严重影响镀膜的质量；再者，在氧化铝膜制备装置工作的过程中，真空沉积室内的温度需保持在一个稳定的范围内，由于现有的氧化铝膜制备装置都是直接将氩气、气态三甲基铝、一氧化二氮的混合气直接通入真空沉积室内，由于氩气、一氧化二氮的温度较低，一般接近室温，当二者进入温度高达400摄氏度的高温环境后，势必会对真空沉积室内的温度造成较大的影响，如果真空沉积室内温度波动变化较大会导致最后形成的氧化铝膜质量层次不齐，影响电池片的转换效率；另外，现有的氧化铝膜制备装置在沉积过程中产生的尾气都是在真空泵的作用下，依次沿排气主管、真空泵、尾排管排放到外界，由于沉积过程中三甲基铝有一部分不能完全反应，没有反应的三甲基铝和尾气混合在一起排出，三甲基铝气体遇到空气就会爆炸，由于尾气在排放管以及真空泵内都不会遇到空气，也就不会发生爆炸，但是一旦尾气进入尾排管后，由于尾排管与外界空气连通，因此，进入尾排管的尾气中含有的三甲基铝很容易爆炸，使得尾排管经常爆炸，造成生产事故，其安全性较差；最后，进入真空沉积室内的混合制程气体如何均匀的分布在真空沉积室内直接影响硅片表面的镀膜质量，目前对于如何使进入真空沉积室内的混合制程气体均匀的分布在真空沉积室内一直是一个亟待解决的问题。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种能够直接将液态三甲基铝作为原料供应的氧化铝膜制备装置。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：该氧化铝膜制备装置，包括设置有炉门的真空沉积室，真空沉积室内设有石墨舟，硅片放置于石墨舟上，真空沉积室上设有进气口与排气口，所述真空沉积室内设置有进气主管和排气主管，所述进气主管水平设置在石墨舟上方，所述进气主管与进气口连通，所述进气口上连接有用于通入制程气体的进气装置，所述排气主管水平设置在石墨舟下方，所述排气主管与排气口连通，所述排气口上连接有真空泵，真空泵的进口与排气口连通，真空泵的出口连接有尾排管，所述进气装置包括一氧化二氮导气管、氩气导气管、三甲基铝导液管，所述一氧化二氮导气管末端与进气口连通，所述一氧化二氮导气管上设置有一氧化二氮气体流量计，所述三甲基铝导液管的末端连接有蒸发器，所述三甲基铝导液管上设置有三甲基铝液体流量计，所述氩气导气管与蒸发器连通，所述氩气导气管上设置有氩气气体流量计，所述蒸发器的出口与进气口连通。进一步的是，所述进气装置与进气口之间设置有气体混合装置，所述气体混合装置包括一级气体混合装置和二级气体混合装置，所述一级气体混合装置包括锥形筒体、汇流管以及密闭的柱状壳体，所述柱状壳体的左端面中心开设有导气孔，所述导气孔分别与蒸发器的出口、一氧化二氮导气管连通，所述柱状壳体内设置有圆形的固定板，所述固定板的一侧表面正对导气孔，且导气孔的中心对准固定板的中心，所述固定板朝向导气孔的一侧表面设置有扰流板，所述扰流板与固定板表面的夹角小于九十度，且扰流板向导气孔方向倾斜，所述扰流板表面开设有多个通气孔，所述锥形筒体的大径端固定在柱状壳体的右端面上且锥形筒体的大径端与柱状壳体内部连通，所述锥形筒体的小径端与汇流管的左端固定相连且二者互相连通，所述汇流管的右端连接有二级气体混合装置，所述二级气体混合装置包括气体压缩机，所述气体压缩机的进口与汇流管的右端连通，所述气体压缩机的出口连接有气体喷嘴，所述气体喷嘴上连接有锥形的降压管，所述降压管的小径端与气体喷嘴相连，所述降压管的大径端与进气口连通。进一步的是，所述气体混合装置与进气口之间设置有预热装置，所述预热装置包括保温箱体，所述保温箱体内设置有换热管，所述换热管的左端伸出保温箱体并且与降压管的大径端连通，所述换热管的右端伸出保温箱体与进气口连通，所述保温箱体的右端连接有导气管A，所述导气管A的末端与真空泵的出口连通，所述保温箱体的左端连接有导气管B，所述导气管B的末端与尾排管的入口连通。进一步的是，所述换热管为盘管。进一步的是，所述导气管B的末端与尾排管之间设置有尾气处理装置，所述尾气处理装置包括依次相连的气爆室、水爆室、甲烷燃烧室，所述气爆室上连接有空气导管，所述空气导管的末端设置有鼓风机，所述空气导管上设置有第一单向气阀，所述水爆室内盛装有水，所述导气管B上设置有第二单向气阀。进一步的是，所述甲烷燃烧室为内径为150mm-300mm不锈钢圆筒。进一步的是，所述圆筒的外表面设置有多个紧固圈，相邻的紧固圈之间通过金属条连接在一起。进一步的是，所述进气口与进气主管之间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.氧化铝膜制备装置，包括设置有炉门(1)的真空沉积室(2)，真空沉积室(2)内设有石墨舟(3)，硅片放置于石墨舟(3)上，真空沉积室(2)上设有进气口(4)与排气口(5)，所述真空沉积室(2)内设置有进气主管(6)和排气主管(7)，所述进气主管(6)水平设置在石墨舟(3)上方，所述进气主管(6)与进气口(4)连通，所述进气口(4)上连接有用于通入制程气体的进气装置(8)，所述排气主管(7)水平设置在石墨舟(3)下方，所述排气主管(7)与排气口(5)连通，所述排气口(5)上连接有真空泵(9)，真空泵(9)的进口与排气口(5)连通，真空泵(9)的出口连接有尾排管(10)，其特征在于：所述进气装置(8)包括一氧化二氮导气管(801)、氩气导气管(802)、三甲基铝导液管(803)，所述一氧化二氮导气管(801)末端与进气口(4)连通，所述一氧化二氮导气管(801)上设置有一氧化二氮气体流量计(804)，所述三甲基铝导液管(803)的末端连接有蒸发器(805)，所述三甲基铝导液管(803)上设置有三甲基铝液体流量计(806)，所述氩气导气管(802)与蒸发器(805)连通，所述氩气导气管(802)上设置有氩气气体流量计(807)，所述蒸发器(805)的出口与进气口(4)连通。...

【技术特征摘要】
1.氧化铝膜制备装置，包括设置有炉门(1)的真空沉积室(2)，真空沉积室(2)内设有石墨舟(3)，硅片放置于石墨舟(3)上，真空沉积室(2)上设有进气口(4)与排气口(5)，所述真空沉积室(2)内设置有进气主管(6)和排气主管(7)，所述进气主管(6)水平设置在石墨舟(3)上方，所述进气主管(6)与进气口(4)连通，所述进气口(4)上连接有用于通入制程气体的进气装置(8)，所述排气主管(7)水平设置在石墨舟(3)下方，所述排气主管(7)与排气口(5)连通，所述排气口(5)上连接有真空泵(9)，真空泵(9)的进口与排气口(5)连通，真空泵(9)的出口连接有尾排管(10)，其特征在于：所述进气装置(8)包括一氧化二氮导气管(801)、氩气导气管(802)、三甲基铝导液管(803)，所述一氧化二氮导气管(801)末端与进气口(4)连通，所述一氧化二氮导气管(801)上设置有一氧化二氮气体流量计(804)，所述三甲基铝导液管(803)的末端连接有蒸发器(805)，所述三甲基铝导液管(803)上设置有三甲基铝液体流量计(806)，所述氩气导气管(802)与蒸发器(805)连通，所述氩气导气管(802)上设置有氩气气体流量计(807)，所述蒸发器(805)的出口与进气口(4)连通。2.如权利要求1所述的氧化铝膜制备装置，其特征在于：所述进气装置(8)与进气口(4)之间设置有气体混合装置(11)，所述气体混合装置(11)包括一级气体混合装置(11)和二级气体混合装置(11)，所述一级气体混合装置(11)包括锥形筒体(1101)、汇流管(1102)以及密闭的柱状壳体(1103)，所述柱状壳体(1103)的左端面中心开设有导气孔(1104)，所述导气孔(1104)分别与蒸发器(805)的出口、一氧化二氮导气管(801)连通，所述柱状壳体(1103)内设置有圆形的固定板(1105)，所述固定板(1105)的一侧表面正对导气孔(1104)，且导气孔(1104)的中心对准固定板(1105)的中心，所述固定板(1105)朝向导气孔(1104)的一侧表面设置有扰流板(1106)，所述扰流板(1106)与固定板(1105)表面的夹角小于九十度，且扰流板(1106)向导气孔(1104)方向倾斜，所述扰流板(1106)表面开设有多个通气孔(1107)，所述锥形筒体(1101)的大径端固定在柱状壳体(1103)的右端面上且锥形筒体(1101)的大径端与柱状壳体(1103)内部连通，所述锥形筒体(1101)的小径端与汇流管(1102)的左端固定相连且二者互相连通，所述汇流管(1102)的右端连接有二级气体混合装置(11)，所述二级气体混合装置(11)包括气体压缩机(1108)，所述气体压缩机(1108)的进口与汇流管(1102)的右端连通，所述气体压缩机(1108)的出口连接有气体喷嘴(1109)，所述气体喷嘴(1109)上连接有锥形的降压管(1110)，所述降压管(1110)的小径端与气体喷嘴(1109)相连，所述降压管(1110)的大径端与进气口(4)连通。3.如权利要求2所述的氧化铝膜制备装置，其特征在于：所述气体混合装置(11)与进气口(4)之间设置有预热装置(12)，所述预热装置(12)包括保温箱体(1201)，所述保温箱体(1201)内设置有换热管(1202)，所述换热管(1202)的左端伸出保温箱体(1201)并且与降压管(1110)的大径端连通，所述换热管(1202)的右端伸出保温箱体(1201)与进气口(4)连通，所述保温箱体(1201)的右端连接有导气管A(1203)，所述导气管A(1203)的末端与真空泵(9)的出口连通，所述保温箱体(1201)的左端连接有导气管B(1204)，所述导气管B(1204)的末端与尾排管(10)的入口连通。4.如权利要求3所述的氧化铝膜制备装置，其特征在于：所述换热管(1202)为盘管。5.如权利要求4所述的氧化铝膜制备装置，其特征在于：所述导气管B(1204)的末端与尾排管(10)之间设置有尾气处理装置(13)，所述尾气处理装置(13)包括依次相连的气爆室(1301)、水爆室(1302)、甲烷燃烧室(1303)，所述气爆室(1301)上连接有空气导管(1304)，所述空气导管(1304)的末端设置有鼓风机(1305)，所述空气导管(1304)上设置有第一单向气阀(1306)，所述水爆室(1302)内盛装有水，所述导气管B(1204)上设置有第二单向气阀(1307)。6.如权利要求5所述的氧化铝膜制备装置，其特征在于：所述甲烷燃烧室(1303)为内径为150mm-300mm不锈钢圆筒。7.如权利要求6所述的氧化铝膜制备装置，其特征在于：所述圆筒的外表面设置有多个紧固圈，相邻的紧固圈之间通过金属条连接在一起。8.如权利要求7所述的氧化铝膜制备装置，其特征在于：所述进气口(4)与进气主管(6)之间设置有进气布气装置(14)，所述排气口与排气主管(7)之间设置有排气布气装置(15)；所述进气布气装置(...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈五奎，刘强，陈磊，徐文州，查恩，
申请(专利权)人：乐山新天源太阳能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51