【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及太阳能电池生产设备，具体而言，涉及一种用于石墨舟干法清洗的装置及使用方法。
技术介绍
1、隧穿氧化硅钝化接触(topcon)电池是一种光伏晶硅电池，近年来，由于其高转换效率、低衰减性能、高量产性价比等明显优势，受到产业的广泛认可。从结构上来看，topcon是一种基于选择性载流子原理的隧穿氧化层钝化接触技术，其典型电池结构包括晶硅衬底，在晶硅衬底背面制备一层超薄氧化硅，然后再沉积一层掺杂硅薄层，二者共同形成了钝化接触结构，有效降低表面复合和金属接触复合。
2、目前，topcon太阳能电池的超薄氧化硅和掺杂多晶硅通常采用管式pecvd制备，生产过程需要用到晶硅电池片的承载物——石墨舟。在pecvd工艺制备过程中，石墨舟进入pecvd反应腔体内，其表面也会沉积氧化硅和掺杂多晶硅薄膜。而高掺杂多晶硅具有弱导电，当薄膜达到一定厚度，会对石墨舟上互为正负极的舟叶间电阻值产生影响，进入影响pecvd沉积反应生长速率，导致电池片生产工艺的稳定性下降。因此，石墨舟在使用过一段时间后，需要进行清洗处理，去除表面沉积的氧化硅和掺杂多晶硅材料。
3、针对石墨舟的清洗，目前存在湿法清洗和干法清洗两种方式。湿法清洗就是将需要将石墨舟上各部件拆分开，浸泡于酸或碱性清洗液中，这种方法存在清洗用时较长，效率低下，操作不便，容易损坏石墨舟，清洗液会产生污染等问题。为克服湿法清洗工艺的不足，专利cn115954406a提出了一种干法刻蚀工艺，通过对内置有石墨舟的工艺腔体输入经远程微波等离子体系统作用产生的等离子体，并通过交变电场
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术所要解决的问题是如何提高石墨舟干法清洗腔体内的等离子体密度和分布均匀性，提高石墨舟清洗效率，实现复杂结构表面均匀、有效清洗。
2、为解决上述问题，本专利技术一方面提供一种用于石墨舟干法清洗的装置，包括反应室，所述反应室具有用于容纳石墨舟的反应腔，所述反应腔内设有至少一块偏置电极板，各所述偏置电极板上设有用于支撑所述石墨舟的绝缘块，所述反应室包括顶盖，所述反应室内设有线圈盒，所述顶盖覆盖所述线圈盒的顶部开口，所述顶盖与所述线圈盒的顶部密封连接，所述线圈盒的侧壁与所述顶盖密封连接，所述线圈盒的底板为介质板，所述介质板上分布有多个第一匀气孔，所述线圈盒内空间构成线圈腔，所述线圈腔内设有电感耦合线圈，所述电感耦合线圈的投影区域覆盖所述石墨舟，所述顶盖上设有与所述线圈腔连通的第一进气管。
3、相对于现有技术，本专利技术采用电感耦合线圈产生等离子源对石墨舟进行清洗，其具有刻蚀速率快、选择比高、各向异性高、刻蚀损伤小、大面积均匀性好、刻蚀断面轮廓可控性高和刻蚀表面平整光滑等优点；电感耦合线圈的投影区域完全覆盖石墨舟，使得等离子体反应作用范围大，而且分布均匀，可以实现对石墨舟表面均匀清洗；偏置电极板设置在石墨舟下方，有利于等离子体穿透石墨舟高度方向的全部空间，提高清洗效率和均匀性；电感耦合线圈设置在线圈腔，反应气体从线圈腔进入反应腔，可以通过调节进气流量使线圈腔和反应腔产生压差，线圈腔保持相对高的压力，可以避免电感耦合线圈附近产生衍生等离子体，提高了工作效率，保持等离子激发的长期稳定性。
4、进一步地，所述反应室内设有排气导气部件，所述排气导气部件设置在所述偏置电极板的下方，所述排气导气部件上设有多个开口朝上的排气口，所述排气导气部件的投影区域覆盖所述石墨舟，所述排气导气部件与设置在所述反应室的外部的真空装置连接。设置排气导气部件可以控制反应腔内的流场方向，使等离子激发的气体活性基团穿透石墨舟全部高度，提高高度方向的清洗均匀效果。
5、进一步地，所述线圈盒的材质为低介电系数且不会与反应气体发生反应的材料，例如陶瓷。线圈盒采用低介电系数的陶瓷材料制成，可以避免电磁场干扰，且不会阻挡电磁感应耦合。
6、进一步地，所述电感耦合线圈的布线结构选自两端电极闭合的回字螺旋结构、两端电极闭合的蛇形结构、两端电极不闭合的梳齿形结构中的一种，所述电感耦合线圈中相邻的平行线之间的距离为10～200mm。设计特定的电感耦合线圈结构，在大范围内可以产生分布均匀的等离子体；相邻线圈在作用范围内需要具有一定距离，避免相互干扰。
7、进一步地，所述偏置电极板(6)设置在所述反应室(1)的底部，所述偏置电极板(6)与所述反应室(1)的腔壁绝缘，所述偏置电极板(6)的馈入电源选自恒压直流电源、脉冲直流电源、1khz～40khz中频电源中的一种。
8、本专利技术另一方面提供一种上述用于石墨舟干法清洗的装置的使用方法，包括以下步骤：将石墨舟送入反应腔内，安装在偏置电极板上方，对偏置电极板施加偏置电压，从第一进气管向线圈腔通入反应气体，控制反应腔内压力为1～300pa，线圈腔内压力比反应腔内压力高500～101000pa，反应气体在电感耦合线圈形成的电场电离作用下产生等离子体，对石墨舟进行等离子体清洗。
9、上述方法将反应气体通入线圈腔，再从介质板上的第一匀气孔进入反应腔，控制反应腔内压力满足最佳等离子激发条件；而线圈腔内保持高压，线圈附近的气体若被电离后会导致相邻线圈通过气体电离后的等离子体导通，使得线圈的电感作用减弱甚至消失，因此线圈腔保持相对高的压力，可以避免线圈附件产生衍生等离子体，提高了电源功率的有效利用率，同时可以保持线圈的电感特性，避免等离子控制的不稳定因素；另外还可以避免线圈被等离子体活性基团腐蚀，保持等离子激发的长期稳定性。
10、本专利技术另一方面提供一种用于石墨舟干法清洗的装置，其在上述装置的基础上进行改进，所述反应室内设有匀气盒，所述顶盖覆盖所述匀气盒的顶部开口，所述匀气盒的侧壁与所述顶盖密封连接，所述匀气盒的底板为匀气板，所述匀气板上分布有多个第二匀气孔，所述匀气盒内空间构成匀气腔，所述线圈盒位于所述匀气腔内，所述顶盖上设有第二进气管，所述第二进气管穿过所述介质板与所述匀气腔连通，所述第二进气管内空间与所述线圈腔隔绝。
11、加入匀气盒可以优化气体在反应区域扩散的均匀性，实现在石墨舟长度和宽度方向的反应气体活性自由基的均匀分布。
12、进一步地，所述介质板和所述匀气板平行，所述第一匀气孔和所述第二匀气孔错位设置，由此可以避免通过第一匀气孔的气体直接从第二匀气孔流出，提高匀气效果。
13、进一步地，所述介质板上各所述第一匀气孔的孔径总和小于所述匀气板上各所述第二匀气孔的孔径总和，所述第一匀气孔的孔径为0.1～5mm，所述第二匀气孔的孔径为1～30mm。通过开孔数量和孔径配合使得线圈腔与匀气腔可以产生足够的压差，有利于实现线圈腔高压控制；第一匀气孔上下的压差较第二匀气孔的上下压差本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于石墨舟干法清洗的装置，其特征在于，包括反应室(1)，所述反应室(1)具有用于容纳石墨舟(8)的反应腔(11)，所述反应腔(11)内设有至少一块偏置电极板(6)，各所述偏置电极板(6)上设有用于支撑所述石墨舟(8)的绝缘块(61)，所述反应室(1)包括顶盖(12)，所述反应室(1)内设有线圈盒(2)，所述顶盖(12)覆盖所述线圈盒(2)的顶部开口，所述顶盖(12)与所述线圈盒(2)的顶部密封连接，所述线圈盒(2)的侧壁与所述顶盖(12)密封连接，所述线圈盒(2)的底板为介质板(22)，所述介质板(22)上分布有多个第一匀气孔(23)，所述线圈盒(2)内空间构成线圈腔(21)，所述线圈腔(21)内设有电感耦合线圈(3)，所述电感耦合线圈(3)的投影区域覆盖所述石墨舟(8)，所述顶盖(12)上设有与所述线圈腔(21)连通的第一进气管(51)。
2.根据权利要求1所述的用于石墨舟干法清洗的装置，其特征在于，所述反应室(1)内设有排气导气部件(7)，所述排气导气部件(7)设置在所述偏置电极板(6)的下方，所述排气导气部件(7)上设有多个开口朝上的排气口(71)，所述
3.根据权利要求1或2所述的用于石墨舟干法清洗的装置，其特征在于，所述线圈盒(2)的材质为低介电系数且不会与反应气体发生反应的材料。
4.根据权利要求1或2所述的用于石墨舟干法清洗的装置，其特征在于，所述电感耦合线圈(3)的布线结构选自两端电极闭合的回字螺旋结构、两端电极闭合的蛇形结构、两端电极不闭合的梳齿形结构中的一种，所述电感耦合线圈(3)中相邻的平行线之间的距离为10～200mm。
5.根据权利要求1或2所述的用于石墨舟干法清洗的装置，其特征在于，所述偏置电极板(6)设置在所述反应室(1)的底部，所述偏置电极板(6)与所述反应室(1)的腔壁绝缘，所述偏置电极板(6)的馈入电源选自恒压直流电源、脉冲直流电源、1KHz～40KHz中频电源中的一种。
6.根据权利要求1或2所述的用于石墨舟干法清洗的装置，其特征在于，所述反应室(1)内设有匀气盒(4)，所述顶盖(12)覆盖所述匀气盒(4)的顶部开口，所述匀气盒(4)的侧壁与所述顶盖(12)密封连接，所述匀气盒(4)的底板为匀气板(42)，所述匀气板(42)上分布有多个第二匀气孔(43)，所述匀气盒(4)内空间构成匀气腔(41)，所述线圈盒(2)位于所述匀气腔(41)内，所述顶盖(12)上设有第二进气管(52)，所述第二进气管(52)穿过所述介质板(22)与所述匀气腔(41)连通，所述第二进气管(52)内空间与所述线圈腔(21)隔绝。
7.根据权利要求6所述的用于石墨舟干法清洗的装置，其特征在于，所述介质板(22)和所述匀气板(42)平行，所述第一匀气孔(23)和所述第二匀气孔(43)错位设置。
8.根据权利要求7所述的用于石墨舟干法清洗的装置，其特征在于，所述介质板(22)上各所述第一匀气孔(23)的开孔通量面积总和小于所述匀气板(42)上各所述第二匀气孔(43)的开孔通量面积总和，所述第一匀气孔(23)的孔径为0.1～5mm，所述第二匀气孔(43)的孔径为1～30mm。
9.根据权利要求6所述的用于石墨舟干法清洗的装置，其特征在于，所述匀气板(42)的材质选自不锈钢、铝、铝合金中的一种。
10.根据权利要求6所述的用于石墨舟干法清洗的装置，其特征在于，所述匀气盒(4)的侧壁与所述线圈盒(2)的侧壁之间的距离小于3mm，所述介质板(22)的厚度小于10mm。
11.一种如权利要求1-5任一所述的用于石墨舟干法清洗的装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：将石墨舟(8)送入反应腔(11)内，安装在偏置电极板(6)上方，对偏置电极板(6)施加偏置电压，从第一进气管(51)向线圈腔(21)通入反应气体，控制反应腔(11)内压力为1～300Pa，线圈腔(21)内压力比反应腔(11)内压力高500～101000pa，反应气体在电感耦合线圈(3)形成的电场电离作用下产生等离子体，对石墨舟(8)进行等离子体清洗。
12.一种如权利要求6-10任一所述的用于石墨舟干法清洗的装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：将石墨舟(8)送入反应腔(11)内，安装在偏置电极板(6)上方，对偏置电极板(6)施加偏置电压，从第一进气管(51)向线圈腔(21)通入反应气体，从第二进气管(52)向匀气腔(41)通入反应气体，控制匀气腔(41)内压力为1～300Pa，反应腔(11)内压力...
【技术特征摘要】
1.一种用于石墨舟干法清洗的装置，其特征在于，包括反应室(1)，所述反应室(1)具有用于容纳石墨舟(8)的反应腔(11)，所述反应腔(11)内设有至少一块偏置电极板(6)，各所述偏置电极板(6)上设有用于支撑所述石墨舟(8)的绝缘块(61)，所述反应室(1)包括顶盖(12)，所述反应室(1)内设有线圈盒(2)，所述顶盖(12)覆盖所述线圈盒(2)的顶部开口，所述顶盖(12)与所述线圈盒(2)的顶部密封连接，所述线圈盒(2)的侧壁与所述顶盖(12)密封连接，所述线圈盒(2)的底板为介质板(22)，所述介质板(22)上分布有多个第一匀气孔(23)，所述线圈盒(2)内空间构成线圈腔(21)，所述线圈腔(21)内设有电感耦合线圈(3)，所述电感耦合线圈(3)的投影区域覆盖所述石墨舟(8)，所述顶盖(12)上设有与所述线圈腔(21)连通的第一进气管(51)。
2.根据权利要求1所述的用于石墨舟干法清洗的装置，其特征在于，所述反应室(1)内设有排气导气部件(7)，所述排气导气部件(7)设置在所述偏置电极板(6)的下方，所述排气导气部件(7)上设有多个开口朝上的排气口(71)，所述排气导气部件(7)的投影区域覆盖所述石墨舟(8)，所述排气导气部件(7)与设置在所述反应室(1)的外部的真空装置(72)连接。
3.根据权利要求1或2所述的用于石墨舟干法清洗的装置，其特征在于，所述线圈盒(2)的材质为低介电系数且不会与反应气体发生反应的材料。
4.根据权利要求1或2所述的用于石墨舟干法清洗的装置，其特征在于，所述电感耦合线圈(3)的布线结构选自两端电极闭合的回字螺旋结构、两端电极闭合的蛇形结构、两端电极不闭合的梳齿形结构中的一种，所述电感耦合线圈(3)中相邻的平行线之间的距离为10～200mm。
5.根据权利要求1或2所述的用于石墨舟干法清洗的装置，其特征在于，所述偏置电极板(6)设置在所述反应室(1)的底部，所述偏置电极板(6)与所述反应室(1)的腔壁绝缘，所述偏置电极板(6)的馈入电源选自恒压直流电源、脉冲直流电源、1khz～40khz中频电源中的一种。
6.根据权利要求1或2所述的用于石墨舟干法清洗的装置，其特征在于，所述反应室(1)内设有匀气盒(4)，所述顶盖(12)覆盖所述匀气盒(4)的顶部开口，所述匀气盒(4)的侧壁与所述顶盖(12)密封连接，所述匀气盒(4)的底板为匀气板(42)，所述匀气板(42)上分布有多个第二匀气孔(43)，所述匀气盒(4)内空间...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁刚，黄如伟，夏庆锋，
申请(专利权)人：中科研和宁波科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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