本發(fā)明涉及太陽(yáng)能電池技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種超薄黑硅硅片的制作設(shè)備及方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的硅片制備技術(shù)是從硅錠切割下來(lái)，且切割超薄硅片（低于100um）會(huì)造成很高的碎片率，因而尋找一種直接制備超薄硅片的方法可以大幅降低太陽(yáng)能電池的成本。目前，直接生長(zhǎng)硅片的方法是使用絲線垂直提拉得到，受垂直空間的限制，硅片生長(zhǎng)到一定長(zhǎng)度就需要切割下來(lái)，還需要重新掛絲開機(jī)，生產(chǎn)速率收到限制。

因此，有必要提供一種改進(jìn)的技術(shù)方案來(lái)克服上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種超薄黑硅硅片的制作設(shè)備及方法，解決上述問(wèn)題。

為了解決上述問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種超薄黑硅硅片的制作設(shè)備，其包括：超薄硅片制備模塊和黑硅制備模塊，

所述超薄硅片制備模塊包括自動(dòng)加料臺(tái)、石墨坩堝、石英生長(zhǎng)平臺(tái)、降溫罩、伺服電機(jī)、提拉絲和激光器，所述自動(dòng)加料臺(tái)設(shè)置于所述石墨坩堝的前上方，所述石墨坩堝的底部裝有石墨加熱器，所述石英生長(zhǎng)平臺(tái)設(shè)置在所述石墨坩堝的后方，并與所述石墨坩堝連接，所述石英生長(zhǎng)平臺(tái)的底部裝有電阻絲加熱器，所述降溫罩設(shè)置在所述石英生長(zhǎng)平臺(tái)的正上方，所述激光器設(shè)置在所述降溫罩的后上方，所述兩根或多根提拉絲在所述伺服電機(jī)的帶動(dòng)下依次經(jīng)過(guò)所述石墨坩堝的上方、所述石英生長(zhǎng)平臺(tái)和所述降溫罩之間的空間以及激光器的下方，

所述黑硅制備模塊包括真空腔、真空泵組、陽(yáng)極板、陰極板、不銹鋼管和進(jìn)氣管，所述真空腔的一側(cè)連接所述真空泵組、另一側(cè)連接進(jìn)氣管，所述進(jìn)氣管與所述真空腔的連接處罩設(shè)有不銹鋼管，所述不銹鋼管一部分在所述真空腔內(nèi)，另一部分在真空腔外，所述不銹鋼管在所述真空腔內(nèi)的部分上設(shè)有多個(gè)進(jìn)氣孔，所述真空腔內(nèi)設(shè)有多個(gè)所述陽(yáng)極板和陰極板，所述陽(yáng)極板和陰極板呈上下間隔設(shè)置，所述陰極板上設(shè)有多個(gè)用于放置硅片的槽。

作為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，所述石墨坩堝的靠近所述自動(dòng)加料臺(tái)的內(nèi)壁比所述石墨坩堝的靠近所述石英生長(zhǎng)平臺(tái)的內(nèi)壁高0.5cm。

作為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，所述兩根提拉絲與所述石英生長(zhǎng)平臺(tái)的間距為10-20um。

作為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，所述兩根提拉絲的間距為156mm。

作為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，所述降溫罩與所述石英生長(zhǎng)平臺(tái)的間距1-5mm。

作為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，所述降溫罩內(nèi)布置有多根銅管，所述銅管內(nèi)通入高速空氣。

作為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，多個(gè)進(jìn)氣孔的直徑為100um，相鄰的進(jìn)氣孔之間的間距為0.5cm。

作為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，所述進(jìn)氣管上設(shè)有質(zhì)量流量計(jì)。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種超薄黑硅硅片的制作方法，包括：

（1）由自動(dòng)加料臺(tái)提供硅顆粒，再由石墨坩堝加熱至1420℃，使硅顆粒熔融，形成硅液；

（2）所述硅液流向石英生長(zhǎng)平臺(tái)，并在所述石英生長(zhǎng)平臺(tái)上由表面張力形成一個(gè)彎液面，所述石英生長(zhǎng)平臺(tái)上方的降溫罩通入高速氣體給硅液表面降溫，同時(shí)伺服電機(jī)控制提絲線拉動(dòng)，控制拉動(dòng)速度使得拉伸速度與熱毛細(xì)驅(qū)動(dòng)作用下硅液的移動(dòng)保持一致，拉出所述石英生長(zhǎng)平臺(tái)進(jìn)而形成超薄硅片；

（3）當(dāng)所述超薄硅片生長(zhǎng)到156mm之后，激光器將超薄硅片切割下來(lái)；

（4）所述超薄硅片進(jìn)入空間堆疊式的PECVD進(jìn)行RIE制絨，形成超薄黑硅硅片。

作為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，所述步驟（2）中所述超薄硅片的厚度為50-100um。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明中一種超薄黑硅硅片的制作設(shè)備及方法，可快速的直接制備得到黑硅硅片，而且碎片率低、制作太陽(yáng)能電池的成本低，無(wú)需重新掛絲開機(jī)，生產(chǎn)速率高。

【附圖說(shuō)明】

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。其中：

圖1為本發(fā)明中的一種超薄黑硅硅片的制作設(shè)備及方法的超薄硅片制備模塊的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中的超薄黑硅硅片的制作設(shè)備及方法的黑硅制備模塊的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：1為自動(dòng)加料臺(tái)、2為石墨坩堝、21為石墨加熱器、3為石英生長(zhǎng)平臺(tái)、31為電阻絲加熱器、4為降溫罩、5為伺服電機(jī)、6為提拉絲、7為絲線卷、8為激光器、9為真空腔、10為真空泵組、11為陰極板、12為陽(yáng)極板、13為不銹鋼管、14為進(jìn)氣管、15為質(zhì)量流量計(jì)。

【具體實(shí)施方式】

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

本發(fā)明所述的一種超薄黑硅硅片的制作設(shè)備，包括：超薄硅片制備模塊和黑硅制備模塊。為了便于理解，現(xiàn)結(jié)合實(shí)施例介紹：

此處所稱的“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”是指可包含于本發(fā)明至少一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性。在本說(shuō)明書中不同地方出現(xiàn)的“在一個(gè)實(shí)施例中”并非均指同一個(gè)實(shí)施例，也不是單獨(dú)的或選擇性的與其他實(shí)施例互相排斥的實(shí)施例。

請(qǐng)參閱圖1，圖1為本發(fā)明中的一種超薄黑硅硅片的制作設(shè)備及方法的超薄硅片制備模塊的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，所述超薄硅片制備模塊包括自動(dòng)加料臺(tái)1、石墨坩堝2、石英生長(zhǎng)平臺(tái)3、降溫罩4、伺服電機(jī)5、提拉絲6和激光器8，所述自動(dòng)加料臺(tái)1設(shè)置于所述石墨坩堝2的前上方，所述石墨坩堝2的底部裝有螺旋的石墨加熱器21，所述石英生長(zhǎng)平臺(tái)3設(shè)置在所述石墨坩堝2的后方，并與所述石墨坩堝2連接，所述石墨坩堝2的靠近所述自動(dòng)加料臺(tái)1的內(nèi)壁比所述石墨坩堝2的靠近所述石英生長(zhǎng)平臺(tái)3的內(nèi)壁高0.5cm，所述石英生長(zhǎng)平臺(tái)3的底部裝有電阻絲加熱器，所述降溫罩4設(shè)置在所述石英生長(zhǎng)平臺(tái)3的正上方，所述降溫罩4與所述石英生長(zhǎng)平臺(tái)3的間距1-5mm，所述降溫罩4內(nèi)布置有多根銅管（未圖示），所述銅管內(nèi)通入高速空氣，銅管內(nèi)可通入高速空氣對(duì)石英生長(zhǎng)平臺(tái)3上的硅液降溫，所述激光器8設(shè)置在所述降溫罩4的后上方，所述兩根或多根提拉絲6在所述伺服電機(jī)5的帶動(dòng)下從絲線卷7依次經(jīng)過(guò)所述石墨坩堝2的上方、所述石英生長(zhǎng)平臺(tái)3和所述降溫罩4之間的空間以及激光器8的下方，其中，所述兩根提拉絲6的間距為156mm，所述兩根提拉絲6與所述石英生長(zhǎng)平臺(tái)3的間距為10-20um。

請(qǐng)參閱圖2，圖2為本發(fā)明中的超薄黑硅硅片的制作設(shè)備及方法的黑硅制備模塊的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，所述黑硅制備模塊包括真空腔9、真空泵組10、陽(yáng)極板12、陰極板11、不銹鋼管13和進(jìn)氣管14，所述真空腔9的一側(cè)連接所述真空泵組10、另一側(cè)連接進(jìn)氣管14，所述進(jìn)氣管14上設(shè)有質(zhì)量流量計(jì)15，所述進(jìn)氣管14與所述真空腔9的連接處罩設(shè)有不銹鋼管13，所述不銹鋼管13一部分在所述真空腔9內(nèi)，另一部分在真空腔9外，所述不銹鋼管13在所述真空腔9內(nèi)的部分上設(shè)有多個(gè)進(jìn)氣孔，多個(gè)進(jìn)氣孔的直徑為100um，相鄰的進(jìn)氣孔之間的間距為0.5cm，氣體從進(jìn)氣孔進(jìn)入真空腔9的氣體為水平的進(jìn)入，通入的氣體為氯氣，氧氣和六氟化硫。所述真空腔9內(nèi)設(shè)有多個(gè)所述陽(yáng)極板12和陰極板11，所述陽(yáng)極板12和陰極板11呈上下間隔設(shè)置，所述陰極板11上設(shè)有多個(gè)用于放置硅片的槽（未圖示），數(shù)量和尺寸為5*6個(gè)156*156mm的槽。

上述制作設(shè)備的使用方法為：

（1）由自動(dòng)加料臺(tái)1提供硅顆粒，再由石墨坩堝2加熱至1420℃，使硅顆粒熔融，形成硅液；

（2）石英生長(zhǎng)平臺(tái)3水臺(tái)略低于石墨坩堝2，所述硅液流向石英生長(zhǎng)平臺(tái)3，通過(guò)自動(dòng)加料臺(tái)1控制硅顆粒的量，保證硅液在石英生長(zhǎng)平臺(tái)3上由表面張力形成一個(gè)彎液面而不會(huì)溢出，所述石英生長(zhǎng)平臺(tái)3上方的降溫罩通入高速氣體給硅液表面降溫，同時(shí)伺服電機(jī)5控制提絲線6拉動(dòng)，控制拉動(dòng)速度使得拉伸速度與熱毛細(xì)驅(qū)動(dòng)作用下硅液的移動(dòng)保持一致，硅片將持續(xù)的生長(zhǎng)，然后依靠提絲線6拉出所述石英生長(zhǎng)平臺(tái)3進(jìn)而形成超薄硅片，所述超薄硅片的厚度為50-100um，同時(shí)自動(dòng)加料臺(tái)1自動(dòng)加料，保證硅液液面保持不變；

（3）當(dāng)所述超薄硅片生長(zhǎng)到156mm之后，激光器將超薄硅片切割下來(lái)；

（4）所述切割下來(lái)的超薄硅片進(jìn)入空間堆疊式的PECVD進(jìn)行RIE制絨，形成超薄黑硅硅片。

下面結(jié)合一種超薄黑硅硅片的制作設(shè)備及方法介紹一個(gè)能夠充分體現(xiàn)本發(fā)明內(nèi)容的實(shí)施例：

實(shí)施例一

加入硅顆粒，控制石墨坩堝2溫度1420度，直到彎液面形成，而不會(huì)溢出石英生長(zhǎng)平臺(tái)3，伺服電機(jī)5控制拉動(dòng)速度大約為20cm/min，同時(shí)降溫罩4通入0.8Mpa的壓縮空氣，等硅片生長(zhǎng)到156mm之后，沿著提拉絲6的絲線將硅片用激光切割下來(lái)，之后絲線將繼續(xù)拉動(dòng)，直到下一個(gè)硅片生長(zhǎng)出來(lái)，激光繼續(xù)切割，如此往復(fù)。最后，硅片進(jìn)入PECVD進(jìn)行RIE制絨。最后形成超薄黑硅硅片。

需要指出的是，熟悉該領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式所做的任何改動(dòng)均不脫離本發(fā)明的權(quán)利要求書的范圍。相應(yīng)地，本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍也并不僅僅局限于前述具體實(shí)施方式。