本发明涉及一种晶硅太阳能电池管式PECVD预热储舟装置及镀膜方法，取消原储舟架，在原储舟架位置及同一直线上增加传动轨道A和传动轨道B，传动轨道B正上方装有预热储舟箱，传动托盘在两个轨道之间滑动。工作时，传动托盘先位于轨道A上，机械臂将石墨舟装到传动托盘上，传动托盘携带石墨舟运送至轨道B上装载到预热储舟箱内，在箱内利用等待空管的时间对石墨舟预热，同时利用空气中的氧气对硅片氧化，可节省刻蚀下料处的臭氧氧化工序，待有空管时，传动托盘及石墨舟被传送至轨道A上，之后进入空管镀膜。由于石墨舟已经提前预热并氧化，使镀膜工艺省去了原有的升温步骤，管内整个工艺周期缩短了13.7min左右，产量提升了50％。
1.一种晶硅太阳能电池管式PECVD预热储舟装置，其特征在于包括传动轨道A、传动轨道B、第一固定架、第二固定架、传动托盘，其中，传动轨道A固定于第一固定架，传动轨道B固定于第二固定架，且该传动轨道A和传动轨道B的中心轴线位于同一条直线上；
所述的传动轨道A上设置有多个传动滚轴(3)，多个传动滚轴均匀排布，每个传动滚轴的一端均连接有传动齿轮(4)，传动轨道B与传动轨道A的结构相同；所述的传动齿轮(4)与动力机构连接，每个传动轨道外设置一套动力机构，动力机构带动传动齿轮转动，传动齿轮带动传动滚轴转动，且传动轨道A与传动轨道B上的传动滚轴同步转动；
所述的传动轨道B上还固定有预热储舟箱(5)，该预热储舟箱为一个半封闭的箱体，箱体左侧面封闭，右侧面及底面敞开，预热储舟箱固定到传动轨道B上后与传动轨道B的接触面之间形成密封，该预热储舟箱外层为保护壳(5.1)，内层为石英玻璃层(5.3)，中间层为耐火材料及隔热层(5.2)；
所述的传动托盘上设置有2个石墨舟固定架(10)；传动托盘的一端还固定有一箱门(12)，该箱门为预热储舟箱的右侧箱门，当石墨舟随传动托盘在传动滚轴的作用下从传动轨道A完全进入传动轨道B及预热储舟箱内后，该箱门将预热储舟箱右侧封闭，石墨舟处于预热储舟箱和传动托盘形成的密闭腔体内。
2.如权利要求1所述的一种晶硅太阳能电池管式PECVD预热储舟装置，其特征在于传动轨道A和传动轨道B的尺寸相同。
3.如权利要求1所述的一种晶硅太阳能电池管式PECVD预热储舟装置，其特征在于所述的耐火材料及隔热层(5.2)包括加热电阻丝(27)、热电偶(28)，该耐火材料及隔热层还与设置于预热储舟箱外部的操作台连接，该操作台上还设置有电源分断空开、超温保护接触器、可控硅模块、快速熔断保护模块、温度控制器、显示屏，该操作台控制预热储舟箱内的温度范围为200-600℃。
4.如权利要求1所述的一种晶硅太阳能电池管式PECVD预热储舟装置，其特征在于所述的传动托盘还包括隔热底盘(6)、传动平板(7)、焊接梁(8)、受力平衡架(9)，其中，隔热底盘(6)和传动平板(7)通过焊接梁(8)焊接形成“工”字架，隔热底盘(6)位于顶面，传动平板(7)位于底面，受力平衡架(9)焊接于隔热底盘和传动平板之间且与焊接梁垂直，该受力平衡架至少设置有2个；所述的2个石墨舟固定架(10)固定在隔热底盘(6)上且分别位于靠近隔热底盘两端的位置。
5.如权利要求4所述的一种晶硅太阳能电池管式PECVD预热储舟装置，其特征在于所述的隔热底盘(6)的上表面涂有耐高温、反射涂层，传动平板(7)左、右端底部均设计有倒角。
6.如权利要求1所述的一种晶硅太阳能电池管式PECVD预热储舟装置，其特征在于所述的第一固定架、第二固定架均包括：托底架(13)，与托底架垂直且竖直设置的支撑架(14)，与支撑架垂直设置的悬吊架(15)，每个支撑架下端与托底架连接，上端与悬吊架连接，托底架、支撑架、悬吊架的数量相等；每个固定架中，支撑架至少有2个，且两个支撑架之间连接固定有固定梁(16)；托底架和对应的支撑架之间设置有第一加强筋(17)，支撑架和对应的悬吊架之间设置有第二加强筋(18)。
7.如权利要求6所述的一种晶硅太阳能电池管式PECVD预热储舟装置，其特征在于所述的传动轨道A、传动轨道B是分别固定于第一固定架、第二固定架的托底架上，且传动轨道A和传动轨道B之间留有30-40cm的间隔，该间隔为机械臂进行放舟或吊舟的运动空间。
8.如权利要求6所述的一种晶硅太阳能电池管式PECVD预热储舟装置，其特征在于所述的第二固定架还包括横梁架(19)，该横梁架(19)是固定于第二固定架的固定梁(16)与支撑架(14)的连接点处且与固定梁(16)和支撑架(14)均垂直，且该横梁架(19)与支撑架(14)之间还设置有第三加强筋(20)，预热储舟箱的顶面通过螺栓固定于该横梁架。
9.如权利要求1所述的一种晶硅太阳能电池管式PECVD预热储舟装置，其特征在于利用该预热储舟装置对硅片镀膜的工艺步骤包括：(一)石墨舟等待空管并同时预热、氧化：
硅片经过刻蚀工序吹干段吹干后被插入石墨舟内，将插满硅片的石墨舟用机械臂装到位于传动轨道A的传动托盘上，通过石墨舟固定架将石墨舟固定放好，启动传动轨道A和传动轨道B外的动力机构，传动轨道A和传动轨道B上的传动滚轴开始同步转动，传动托盘及石墨舟随传动滚轴的转动从传动轨道A被传输至传动轨道B，完全进入传动轨道B上半封闭的预热储舟箱内后，关闭动力机构，传动托盘上的箱门将预热储舟箱封闭，使其形成密闭腔体，开启与预热储舟箱连接的操作台上的加热开关，预热储舟箱内的加热电阻丝加热，箱内升温，通过温控元件控制升温速度，经过12-15min后预热储舟箱内的温度及石墨舟的温度为380-580℃；石墨舟在等待空管的同时开始预热，同时装在石墨舟上的硅片被空气中的氧气氧化形成氧化硅薄膜层；
等到有空管时准备放舟：开启动力机构，先将石墨舟通过传动托盘从传动轨道B的预热储舟箱内传输至传动轨道A，再通过机械臂将石墨舟吊至PECVD桨上；
(1)管内准备工作：充氮步骤，充氮阀和氮气恒流阀打开充氮，主抽阀、慢抽阀关闭，充氮时间30s，管内充氮至常压状态，温度设定为500℃，管内充满氮气，同时温度设为最高，为进舟做准备；
(2)放舟步骤：打开炉门，氮气恒流阀打开，PECVD桨推送石墨舟至管内，桨退出，关闭炉门，该步时间120s，五个温区设定在500℃；
(3)恒温步骤：氮气恒流阀打开，主抽阀、慢抽阀打开，管内压力设定为1000Pa，该步时间300s，五个温区设定在500℃，对石墨舟及硅片进行恒温，恒温过程中使用氮气携带热量使温度均匀化；
(4)预抽步骤：氮气恒流阀关闭，慢抽阀打开，管内压力设定为0Pa，该步时间50s，五个温区设定在500℃；
(5)主抽步骤：氮气恒流阀关闭，主抽阀、慢抽阀打开，管内压力设定为0Pa，该步时间
30s，五个温区设定温度分别为：温区一420℃，温区二430℃，温区三430℃，温区四430℃，温区五430℃；
(6)检漏步骤：氮气恒流阀关闭，主抽阀、慢抽阀关闭，管内压力设定为0Pa，该步时间
20s，五个温区设定温度分别为：温区一420℃，温区二430℃，温区三430℃，温区四430℃，温区五430℃；检测管内漏气状况，若有异常，及时结束工艺，防止出现异常；
(7)抽空步骤：主抽阀、慢抽阀打开，管内压力设定为0Pa，该步时间30s，五个温区设定温度分别为：温区一420℃，温区二430℃，温区三430℃，温区四430℃，温区五430℃；
(8)恒压步骤：氨气流量为4400sccm/min，管内压力设定为210Pa，该步时间10s，五个温区设定温度分别为：温区一420℃，温区二430℃，温区三430℃，温区四430℃，温区五430℃；
(9)淀积步骤一：氨气流量为4000-5000sccm/min，硅烷流量900-1000sccm/min，管内压力设定为210Pa，射频功率为6000-7000W，射频电流10-15A，占空比on/off：5/45，该步时间
150-250s，五个温区设定温度分别为：温区一420℃，温区二430℃，温区三430℃，温区四430℃，温区五430℃；
(10)淀积步骤二：氨气流量为5000-6000sccm/min，硅烷流量400-600sccm/min，管内压力设定为210Pa，射频功率为5000-6500W，射频电流10-15A，占空比on/off：5/45，该步时间
350-500s，五个温区设定温度分别为：温区一420℃，温区二430℃，温区三430℃，温区四430℃，温区五430℃；
(11)抽空步骤：主抽阀、慢抽阀打开，管内压力设定为0Pa，该步时间30s，五个温区设定温度分别为：温区一420℃，温区二430℃，温区三430℃，温区四430℃，温区五430℃，抽出管内残余特殊气体；
(12)清洗步骤：主抽阀、慢抽阀关闭，氮气恒流阀打开，管内压力设定为1000Pa，该步时间9s，五个温区设定温度分别为：温区一420℃，温区二430℃，温区三430℃，温区四430℃，温区五430℃，温区五430℃，使用氮气对管内残余特殊气体进行稀释；
(13)抽空步骤：主抽阀、慢抽阀打开，管内压力设定为0Pa，该步时间30s，五个温区设定温度分别为：温区一420℃，温区二430℃，温区三430℃，温区四430℃，温区五430℃，抽出多余氮气及残余特殊气体；
(14)充氮步骤：充氮阀和氮气恒流阀打开充氮，主抽阀、慢抽阀关闭，充氮时间30s，管内充氮至常压状态，温度设定为500℃；
(15)放舟步骤：炉门打开，氮气恒流阀打开，桨进入管内，将石墨舟拉出，炉门关闭，该步时间120s，五个温区设定在500℃；
(16)结束步骤：慢抽阀打开，温度设定为500℃。
10.如权利要求9所述的一种晶硅太阳能电池管式PECVD预热储舟装置，其特征在于步骤(一)与步骤(二)同时进行，即上一组石墨舟在管内镀膜，下一组石墨舟在等待空管的同时在所述的预热储舟装置内预热并氧化。
晶硅太阳能电池管式PECVD预热储舟装置及镀膜方法
技术领域
[0001] 本发明涉及晶硅太阳能电池中管式PECVD生产工序，特别是一种晶硅太阳能电池管式PECVD预热储舟装置及镀膜方法。
背景技术
[0002] 在太阳能电池生产PECVD工序中，硅片从刻蚀机流出后先经过臭氧工位在镀膜面形成一层3nm的氧化硅层，之后硅片被插入石墨舟内，插片完成后，石墨舟被机械臂装到储舟架上，待有空管后该舟会进入到空管进行镀膜,整管镀膜时间在38min左右。加上机械臂载、卸舟，整个工艺周期为41min。进入管内后主要工艺步骤为：进舟—升温—恒温—抽空—淀积—出舟，淀积步骤只占整个工艺时间的27.3％，而升温、恒温时间占整个工艺时间的34％，较长时间的升温步极大影响了管式PECVD的产量。且臭氧工位在臭氧的形成过程中需要增加额外的设备，同时需要消耗氧气、压空等。臭氧生产过程中如果控制不当，臭氧还会泄露到空气中造成污染。
发明内容
[0003] 本发明为了克服现有技术的缺陷，提出了一种晶硅太阳能电池管式PECVD预热储舟装置及镀膜方法，在石墨舟进石英管之前，将石墨舟通过本发明的预热储舟装置进行预热，同时氧化，在硅片表面形成氧化硅薄膜层，该装置充分利用石墨舟等待空管的时间对石墨舟提前预热和氧化，省去了PECVD工序镀膜工艺的升温步骤，一管工艺运行时间从原来的40.7min缩短至27min，一管工艺运行时间缩短13.7min左右，整体下来可将产量提升50％，且可以免去刻蚀工序下料处的臭氧氧化处理工位，具有极大的实用性。
[0004] 本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种晶硅太阳能电池管式PECVD预热储舟装置，包括传动轨道A、传动轨道B、第一固定架、第二固定架、传动托盘，其中，传动轨道A固定于第一固定架，传动轨道B固定于第二固定架，且该传动轨道A和传动轨道B的中心轴线位于同一条直线上；
[0005] 所述的传动轨道A上设置有多个传动滚轴，多个传动滚轴均匀排布，每个传动滚轴的一端均连接有传动齿轮，传动轨道B与传动轨道A的结构相同；所述的传动齿轮与动力机构连接，每个传动轨道外设置一套动力机构，动力机构带动传动齿轮转动，传动齿轮带动传动滚轴转动，且传动轨道A与传动轨道B上的传动滚轴同步转动；
[0006] 所述的传动轨道B上还固定有预热储舟箱，该预热储舟箱为一个半封闭的箱体，箱体左侧面封闭，右侧面及底面敞开，预热储舟箱固定到传动轨道B上后与传动轨道B的接触面之间形成密封，该预热储舟箱外层为保护壳，内层为石英玻璃层，中间层为耐火材料及隔热层；
[0007] 所述的传动托盘上设置有2个石墨舟固定架；传动托盘的一端还固定有一箱门，该箱门为预热储舟箱的右侧箱门，当石墨舟随传动托盘在传动滚轴的作用下从传动轨道A完全进入传动轨道B及预热储舟箱内后，该箱门将预热储舟箱右侧封闭，石墨舟处于预热储舟箱和传动托盘形成的密闭腔体内。
[0008] 本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术方案进一步实现。
[0009] 前述的一种晶硅太阳能电池管式PECVD预热储舟装置，其中，传动轨道A和传动轨道B的尺寸相同。
[0010] 前述的一种晶硅太阳能电池管式PECVD预热储舟装置，其中，所述的耐火材料及隔热层包括加热电阻丝、热电偶，该耐火材料及隔热层还与设置于预热储舟箱外部的操作台连接，该操作台上还设置有电源分断空开、超温保护接触器、可控硅模块、快速熔断保护模块、温度控制器、显示屏，该操作台控制预热储舟箱内的温度范围为200-600℃。
[0011] 前述的一种晶硅太阳能电池管式PECVD预热储舟装置，其中，所述的传动托盘还包括隔热底盘、传动平板、焊接梁、受力平衡架，其中，隔热底盘和传动平板通过焊接梁焊接形成“工”字架，隔热底盘位于顶面，传动平板位于底面，受力平衡架焊接于隔热底盘和传动平板之间且与焊接梁垂直，该受力平衡架至少设置有2个；所述的2个石墨舟固定架固定在隔热底盘上且分别位于靠近隔热底盘两端的位置。
[0012] 前述的一种晶硅太阳能电池管式PECVD预热储舟装置，其中，所述的隔热底盘的上表面涂有耐高温、反射涂层，传动平板左、右端底部均设计有倒角。
[0013] 前述的一种晶硅太阳能电池管式PECVD预热储舟装置，其中，所述的第一固定架、第二固定架均包括：托底架，与托底架垂直且竖直设置的支撑架，与支撑架垂直设置的悬吊架，每个支撑架下端与托底架连接，上端与悬吊架连接，托底架、支撑架、悬吊架的数量相等；每个固定架中，支撑架至少有2个，且两个支撑架之间连接固定有固定梁；托底架和对应的支撑架之间设置有第一加强筋，支撑架和对应的悬吊架之间设置有第二加强筋。
[0014] 前述的一种晶硅太阳能电池管式PECVD预热储舟装置，其中，所述的传动轨道A、传动轨道B是分别固定于第一固定架、第二固定架的托底架上，且传动轨道A和传动轨道B之间留有30-40cm的间隔，该间隔为机械臂进行放舟或吊舟的运动空间。
[0015] 前述的一种晶硅太阳能电池管式PECVD预热储舟装置，其中，所述的第二固定架还包括横梁架，该横梁架是固定于第二固定架的固定梁与支撑架的连接点处且与固定梁和支撑架均垂直，且该横梁架与支撑架之间还设置有第三加强筋，预热储舟箱的顶面通过螺栓固定于该横梁架。
[0016] 前述的一种晶硅太阳能电池管式PECVD预热储舟装置，其中，利用该预热储舟装置对硅片镀膜的工艺步骤包括：
[0017] (一)石墨舟等待空管并同时预热、氧化：
[0018] 硅片经过刻蚀工序吹干段吹干后被插入石墨舟内，将插满硅片的石墨舟用机械臂装到位于传动轨道A的传动托盘上，通过石墨舟固定架将石墨舟固定放好，启动传动轨道A和传动轨道B外的动力机构，传动轨道A和传动轨道B上的传动滚轴开始同步转动，传动托盘及石墨舟随传动滚轴的转动从传动轨道A被传输至传动轨道B，完全进入传动轨道B上半封闭的预热储舟箱内后，关闭动力机构，传动托盘上的箱门将预热储舟箱封闭，使其形成密闭腔体，开启与预热储舟箱连接的操作台上的加热开关，预热储舟箱内的加热电阻丝加热，箱内升温，通过温控元件控制升温速度，经过12-15min后预热储舟箱内的温度及石墨舟的温度为380-580℃；石墨舟在等待空管的同时开始预热，同时装在石墨舟上的硅片被空气中的氧气氧化形成氧化硅薄膜层；
[0019] 等到有空管时准备放舟：开启动力机构，先将石墨舟通过传动托盘从传动轨道B的预热储舟箱内传输至传动轨道A，再通过机械臂将石墨舟吊至PECVD桨上；
[0020] (二)预热、氧化后的石墨舟在PECVD工序镀膜：
[0021] (1)管内准备工作：充氮步骤，充氮阀和氮气恒流阀打开充氮，主抽阀、慢抽阀关闭，充氮时间30s，管内充氮至常压状态，温度设定为500℃，管内充满氮气，同时温度设为最高，为进舟做准备；
[0022] (2)放舟步骤：打开炉门，氮气恒流阀打开，PECVD桨推送石墨舟至管内，桨退出，关闭炉门，该步时间120s，五个温区设定在500℃；
[0023] (3)恒温步骤：氮气恒流阀打开，主抽阀、慢抽阀打开，管内压力设定为1000Pa，该步时间300s，五个温区设定在500℃，对石墨舟及硅片进行恒温，恒温过程中使用氮气携带热量使温度均匀化；
[0024] (4)预抽步骤：氮气恒流阀关闭，慢抽阀打开，管内压力设定为0Pa，该步时间50s，五个温区设定在500℃；
[0025] (5)主抽步骤：氮气恒流阀关闭，主抽阀、慢抽阀打开，管内压力设定为0Pa，该步时间30s，五个温区设定温度分别为：温区一420℃，温区二430℃，温区三430℃，温区四430℃，温区五430℃；
[0026] (6)检漏步骤：氮气恒流阀关闭，主抽阀、慢抽阀关闭，管内压力设定为0Pa，该步时间20s，五个温区设定温度分别为：温区一420℃，温区二430℃，温区三430℃，温区四430℃，温区五430℃；检测管内漏气状况，若有异常，及时结束工艺，防止出现异常；
[0027] (7)抽空步骤：主抽阀、慢抽阀打开，管内压力设定为0Pa，该步时间30s，五个温区设定温度分别为：温区一420℃，温区二430℃，温区三430℃，温区四430℃，温区五430℃；
[0028] (8)恒压步骤：氨气流量为4400sccm/min，管内压力设定为210Pa，该步时间10s，五个温区设定温度分别为：温区一420℃，温区二430℃，温区三430℃，温区四430℃，温区五430℃；使用氨气进行恒压，为镀膜做准备；
[0029] (9)淀积步骤一：氨气流量为4000-5000sccm/min，硅烷流量900-1000sccm/min，管内压力设定为210Pa，射频功率为6000-7000W，射频电流10-15A，占空比on/off：5/45，该步时间150-250s，五个温区设定温度分别为：温区一420℃，温区二430℃，温区三430℃，温区四430℃，温区五430℃；
[0030] (10)淀积步骤二：氨气流量为5000-6000sccm/min，硅烷流量400-600sccm/min，管内压力设定为210Pa，射频功率为5000-6500W，射频电流10-15A，占空比on/off：5/45，该步时间350-500s，五个温区设定温度分别为：温区一420℃，温区二430℃，温区三430℃，温区四430℃，温区五430℃；
[0031] (11)抽空步骤：主抽阀、慢抽阀打开，管内压力设定为0Pa，该步时间30s，五个温区设定温度分别为：温区一420℃，温区二430℃，温区三430℃，温区四430℃，温区五430℃，抽出管内残余特殊气体；
[0032] (12)清洗步骤：主抽阀、慢抽阀关闭，氮气恒流阀打开，管内压力设定为1000Pa，该步时间9s，五个温区设定温度分别为：温区一420℃，温区二430℃，温区三430℃，温区四430℃，温区五430℃，温区五430℃，使用氮气对管内残余特殊气体进行稀释；
[0033] (13)抽空步骤：主抽阀、慢抽阀打开，管内压力设定为0Pa，该步时间30s，五个温区设定温度分别为：温区一420℃，温区二430℃，温区三430℃，温区四430℃，温区五430℃，抽出多余氮气及残余特殊气体；
[0034] (14)充氮步骤：充氮阀和氮气恒流阀打开充氮，主抽阀、慢抽阀关闭，充氮时间30s，管内充氮至常压状态，温度设定为500℃；
[0035] (15)放舟步骤：炉门打开，氮气恒流阀打开，桨进入管内，将石墨舟拉出，炉门关闭，该步时间120s，五个温区设定在500℃；
[0036] (16)结束步骤：慢抽阀打开，温度设定为500℃。
[0037] 前述的一种晶硅太阳能电池管式PECVD预热储舟装置，其中，步骤(一)与步骤(二)同时进行，即上一组石墨舟在管内镀膜，下一组石墨舟在等待空管的同时在所述的预热储舟装置内预热并氧化。
[0038] 本发明的有益效果为：
[0039] (1)本发明在石墨舟进石英管之前，将装满硅片的石墨舟通过本发明的预热储舟装置进行预热，同时硅片在高温下被预热储舟箱中空气中的氧气氧化，在硅片表面形成氧化硅薄膜层，进而改善硅片钝化效果，提升硅片抗PID性能。本发明的装置充分利用石墨舟等待空管的时间对石墨舟提前预热和氧化，省去了PECVD工序镀膜工艺的升温步骤，使一管工艺运行时间从原来的40.7min缩短至27min，一管工艺运行时间缩短了13.7min左右，整体下来可将产量提升50％，极大地提高了生产效率。
[0040] (2)由于石墨舟在等待空管的时间在本发明的预热储舟装置中提前预热和氧化，免去了刻蚀工序下料处的臭氧氧化处理工位，简化了操作步骤，节约成本开支，且进一步提高生产效率，具有极大的实用性。
[0041] (3)该发明还可以应用在PERC太阳能电池镀膜工序中，用于PERC电池背面氧化铝薄膜的退火处理。具体操作为：可将盛满硅片石墨舟放置在管内，先在管内升温到500℃之后经过5-10min的降温，降温至450℃，完成氧化铝的退火处理。
[0042] (4)采用本发明的技术方案对管式PECVD工序镀膜工艺改造后，在相同产能需求下，可减少机台的使用数量，因此可节约设备机台30％的占地面积。对于一些车间空间不足，而又需要提升产能的公司来说，不需要额外增加机台设备，只需要对车间生产线进行改造，既节约了购买新机台的高额费用，又解决了车间空间不足的问题，是一种较佳的方案。
[0043] (5)由于本发明的装置对石墨舟提前预热和氧化，因此后续PECVD工序镀膜工艺也应进行调整，本发明同时提供了与本发明所述装置匹配的PECVD工序镀膜的工艺参数和条件，使本发明的装置和工艺相匹配，形成一套完整的生产方案，使本发明更加具有实用性和适应性。
[0044] 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下特举较佳实施例，详细说明如下。
附图说明
[0045] 图1是本发明的预热储舟装置的整体结构图；
[0046] 图2是图1的后视图；
[0047] 图3是预热储舟箱的结构示意图；
[0048] 图4是传动托盘的结构示意图；
[0049] 图5是本发明的工艺流程图；
[0050] 图6是本发明预热储舟箱的温控电路图。
[0051] 【元件及符号说明】
[0052] 1：传动轨道A 2：传动轨道B 3：传动滚轴 4：传动齿轮[0053] 5：预热储舟箱 5.1：保护壳 5.2：耐火材料及隔热层[0054] 5.3：石英玻璃层 6：隔热底盘 7：传动平板 8：焊接梁[0055] 9：受力平衡架 10：石墨舟固定架 11：石墨舟的脚架 12：箱门[0056] 13：托底架 14：支撑架 15：悬吊架 16：固定梁[0057] 17：第一加强筋 18：第二加强筋 19：横梁架 20：第三加强筋[0058] 21：石墨舟 22：电源分断空开 23：超温保护接触器 24：可控硅模块[0059] 25：快速熔断保护模块 26：温度控制器 27：加热电阻丝 28：热电偶具体实施方式
[0060] 为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种晶硅太阳能电池管式PECVD预热储舟装置及镀膜方法，其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。
[0061] 本发明的预热储舟装置包括传动轨道A和传动轨道B，该传动轨道A和传动轨道B分别固定于第一固定架和第二固定架上，且该传动轨道A和传动轨道B的中心轴线位于同一条直线上，较佳的方案为：传动轨道A和传动轨道B的尺寸相同。
[0062] 传动轨道A上设置有多个传动滚轴3，多个传动滚轴均匀排布，每个传动滚轴的一端均连接有传动齿轮4，传动轨道B与传动轨道A的结构相同。所述的传动齿轮与动力机构连接，每个传动轨道外设置一套动力机构，共有2套动力机构。动力机构包括电机、减速器等，电机与减速器连接，减速器的动力输出端通过齿轮传送带与传动轨道A或传动轨道B上的多个传动齿轮连接，动力机构带动传动齿轮转动，传动齿轮带动传动滚轴转动。传动轨道A与传动轨道B上的传动滚轴的转动速度相同，也就是两个传动轨道上的传动滚轴同步转动。该动力结构设置可采用现有常用技术实现，只要能使齿轮转动带动滚轴转动即可，不是本发明的重点，在此不再赘述。
[0063] 所述的传动轨道B上固定有预热储舟箱5，该预热储舟箱为一个半封闭的箱体，箱体左侧面封闭，右侧面及底面敞开，箱体固定到传动轨道B上后与传动轨道B的接触面之间形成密封，预热储舟箱与传动轨道B之间形成一个预热的腔体。该预热储舟箱外层为保护壳5.1，内层为石英玻璃层5.3，中间层为耐火材料及隔热层5.2，如图3所示。该耐火材料及隔热层包含加热电阻丝、热电偶等主要加热及测温元件，该耐火材料及隔热层还与设置于预热储舟箱外部的操作台连接，操作台上设置有温控开关按钮、温度控制器、显示屏等部件，可以控制预热储舟箱内的温度在200-600℃的范围内，并通过显示屏显示实时温度。较佳地，当石墨舟放在预热储舟箱里面时，通过温度控制器的控制，最好使预热时间达到12-
15min后，预热储舟箱里的温度达到380-580℃。该技术可通过现有的温控技术实现，主要是能控温、加热即可。
[0064] 所述的预热储舟装置还包括一传动托盘，该传动托盘由隔热底盘6、传动平板7、焊接梁8、受力平衡架9、石墨舟固定架10组成，其中，隔热底盘6和传动平板7通过焊接梁8焊接形成“工”字架，隔热底盘6位于顶面，传动平板7位于底面，受力平衡架9焊接于隔热底盘和传动平板之间且与焊接梁垂直，起到连接传动平板和隔热底盘的作用，同时将所受重力均匀传导至传动平板上，避免由于整个传动托盘运动时因前端悬空而导致整个传动托盘倾斜、变形，无法顺利进入传动轨道。该受力平衡架至少设置有2个，如图4所示，也可以是2个以上。
[0065] 所述的隔热底盘6上表面涂有耐高温、反射涂层，可有效降低热量散发及对底部部件的高温氧化。传动平板7底端棱角(左、右端底部)设计有倒角，如图4所示，便于传动托盘从传动轨道A向传动轨道B运动或是传动轨道B向传动轨道A运动时快速、稳定进入对方轨道。石墨舟固定架10设置有2个，分别固定在隔热底盘6上且位于靠近隔热底盘两端的位置。石墨舟的脚架11卡在该石墨舟固定架10上，起到支撑、固定石墨舟的作用，能将石墨舟牢固固定。
[0066] 传动托盘的一端还固定有一箱门12，该箱门为预热储舟箱的右侧箱门，当石墨舟随传动托盘在传动滚轴的作用下从传动轨道A完全进入传动轨道B后，该箱门将预热储舟箱右侧封闭，石墨舟即处于预热储舟箱和传动托盘上的隔热底盘形成的密闭腔体内，通过操作台开启加热电阻丝加热，控制升温速度，由预热储舟箱的中间层散发热量对石墨舟进行预热，预热过程最好是石墨舟在预热储舟箱中预热12-15min后，预热储舟箱内的温度及石墨舟的温度达到380-580℃。
[0067] 进一步，本发明所述的预热储舟箱的温控电路图如图6所示，操作台上的温度控制部分包括电源分断空开22、超温保护接触器23、可控硅模块24、快速熔断保护模块25、温度控制器26，预热储舟箱的中间层设置有加热电阻丝27、热电偶28。热电偶的信号输出端与温度控制器的信号输入端相连，温度控制仪的控制信号输出端与可控硅模块的控制信号输入端相连，可控硅模块的输出端与加热箱内的加热电阻丝相连接。正常工作时，电源分断开关处于闭合状态，当石墨舟进入到储舟箱后，KM1、KM2、KM3吸合，加热电阻丝开始加热，热电偶将检测到的温度反馈至温度控制器，温度控制器会根据温度设定值及实际温度值对可控硅模块进行调节，进而控制加热速率及温度。
[0068] 进一步，箱门12上可以设置锁紧卡扣，增加箱门与预热储舟箱的密闭性。
[0069] 所述的第一固定架、第二固定架均包括：托底架13，与托底架垂直且竖直设置的支撑架14，与支撑架垂直的悬吊架15，该悬吊架用于将固定架悬吊在机器顶部，起承重及定位整套装置的作用。托底架用于固定传动轨道A或传动轨道B。每个支撑架下端与托底架连接，上端与悬吊架连接，托底架、支撑架、悬吊架的数量相等。每个固定架中，支撑架至少有2个，且两个支撑架14之间连接固定有固定梁16。托底架和对应的支撑架之间设置有第一加强筋17，支撑架和对应的悬吊架之间设置有第二加强筋18。
[0070] 进一步，第二固定架还包括横梁架19，该横梁架19是固定于固定梁16与支撑架14的连接点处且与固定梁16和支撑架14均垂直，且该横梁架19与支撑架14之间还设置有第三加强筋20。该横梁架是用于悬吊固定其下面设置的预热储舟箱，可通过螺栓将预热储舟箱的顶面与该横梁架固定。
[0071] 进一步，传动轨道A和传动轨道B之间留有30-40cm的间隔，该间隔为机械臂运动空间，便于机械臂上下运动进行放舟和吊舟。
[0072] 本发明由于采用了预热储舟装置，石墨舟在等待空管的时候进行预热，同时利用空气中的氧气对硅片进行氧化，可节省刻蚀下料处的臭氧氧化工序，预热完成后，待有空管后，传动轨道B将传动托盘及石墨舟传输至传动轨道A上，之后进入空管镀膜。原镀膜工艺中，石墨舟在管外储舟架上等待空管，有了空管时，机械臂将石墨舟装进空管，整个镀膜的工艺步骤为：臭氧工位氧化—等待空管—进舟—升温—恒温—抽空—淀积—出舟，从进舟到出舟，工艺时间约为41min。采用本发明的技术方案，石墨舟在等待空管的同时在本发明的预热储舟装置上进行预热，同时硅片在预热储舟箱预热过程中被空气中的氧气氧化形成氧化硅薄膜层，因此可以取消刻蚀工序下料处的臭氧氧化处理工位。本发明的技术整个工艺步骤为：等待空管，同时预热、氧化—进舟—恒温—抽空—淀积—出舟，工艺时间缩短13min左右，可极大地提高产量，同时提升石英管的利用率。
[0073] 采用本发明的预热储舟装置对石墨舟预热时，镀膜工艺也要相应改变，整个PECVD工序的工艺过程具体为：
[0074] (一)石墨舟等待空管并同时预热、氧化：
[0075] 硅片经过刻蚀工序吹干段吹干后，硅片被插入石墨舟内，将插满硅片的石墨舟用机械臂装到位于传动轨道A的传动托盘上，通过石墨舟固定架将石墨舟固定放好，然后启动传动轨道A和传动轨道B外的动力机构，传动轨道A和传动轨道B上的传动滚轴开始同步转动，传动托盘及石墨舟随传动滚轴的转动从传动轨道A被传输至传动轨道B，完全进入传动轨道B上半封闭的预热储舟箱内后，关闭动力机构，传动托盘上的箱门将预热储舟箱封闭，使其形成密闭腔体，开启与预热储舟箱连接的操作台上的加热开关，预热储舟箱内的加热电阻丝加热，箱内升温，通过温控元件控制升温速度，经过大约12-15min后预热储舟箱内的温度及石墨舟的温度为380-580℃；石墨舟在等待空管的同时开始预热，同时装在石墨舟上的硅片被空气中的氧气氧化形成氧化硅薄膜层，进而改善硅片钝化效果，提升硅片抗PID性能；等到有空管时进行放舟，放舟之前，开启动力机构，先将石墨舟通过传动托盘从传动轨道B的预热储舟箱内传输至传动轨道A，然后通过机械臂将石墨舟吊至PECVD桨上；
[0076] (二)预热、氧化后的石墨舟在PECVD工序镀膜：
[0077] (1)管内准备工作：充氮步骤，充氮阀和氮气恒流阀打开充氮，主抽阀、慢抽阀关闭，充氮时间30s，管内充氮至常压状态，温度设定为500℃，管内充满氮气，同时温度设为最高，为进舟做准备；
[0078] (2)放舟步骤，打开炉门，氮气恒流阀打开，PECVD桨推送石墨舟至管内，桨退出，关闭炉门，该步时间120s，五个温区设定在500℃；
[0079] (3)恒温步骤，氮气恒流阀打开，主抽阀、慢抽阀打开，管内压力设定为1000Pa(通过氮气内填充使管内压力达到设定的1000Pa)，该步时间300s，五个温区设定在500℃，对石墨舟及硅片进行恒温，恒温过程中使用氮气携带热量使温度均匀化；
[0080] (4)预抽步骤，氮气恒流阀关闭，慢抽阀打开，管内压力设定为0Pa，该步时间50s，五个温区设定在500℃；
[0081] (5)主抽步骤，氮气恒流阀关闭，主抽阀、慢抽阀打开，管内压力设定为0Pa，该步时间30s，五个温区设定温度分别为：温区一(GasZone)420℃，温区二(Gas-CenterZone)430℃，温区三(CenterZone)430℃，温区四(Load-CenterZone)430℃，温区五(LoadZone)430℃；抽除管内多余气体，各温区温度已经达到所需温度，避免过度加热造成石墨舟内外镀膜不均匀；
[0082] (6)检漏步骤，氮气恒流阀关闭，主抽阀、慢抽阀关闭，管内压力设定为0Pa，该步时间20s，五个温区设定温度分别为：温区一(GasZone)420℃，温区二(Gas-CenterZone)430℃，温区三(CenterZone)430℃，温区四(Load-CenterZone)430℃，温区五(LoadZone)430℃；检测管内漏气状况，若有异常，及时结束工艺，防止出现异常；
[0083] (7)抽空步骤，主抽阀、慢抽阀打开，管内压力设定为0Pa，该步时间30s，五个温区设定温度分别为：温区一(GasZone)420℃，温区二(Gas-CenterZone)430℃，温区三(CenterZone)430℃，温区四(Load-CenterZone)430℃，温区五(LoadZone)430℃；
[0084] (8)恒压步骤，氨气流量为4400sccm/min，管内压力设定为210Pa，该步时间10s，五个温区设定温度分别为：温区一(GasZone)420℃，温区二(Gas-CenterZone)430℃，温区三(CenterZone)430℃，温区四(Load-CenterZone)430℃，温区五(LoadZone)430℃；使用氨气进行恒压，为镀膜做准备；
[0085] (9)淀积步骤一，氨气流量为4000-5000sccm/min，硅烷流量900-1000sccm/min，管内压力设定为210Pa，射频功率为6000-7000W，射频电流10-15A，占空比on/off：5/45，该步时间150-250s，五个温区设定温度分别为：温区一(GasZone)420℃，温区二(Gas-CenterZone)430℃，温区三(CenterZone)430℃，温区四(Load-CenterZone)430℃，温区五(LoadZone)430℃；
[0086] (10)淀积步骤二，氨气流量为5000-6000sccm/min，硅烷流量400-600sccm/min，管内压力设定为210Pa，射频功率为5000-6500W，射频电流10-15A，占空比on/off：5/45，该步时间350-500s，五个温区设定温度分别为：温区一(GasZone)420℃，温区二(Gas-CenterZone)430℃，温区三(CenterZone)430℃，温区四(Load-CenterZone)430℃，温区五(LoadZone)430℃；
[0087] (11)抽空步骤，主抽阀、慢抽阀打开，管内压力设定为0Pa，该步时间30s，五个温区设定温度分别为：温区一(GasZone)420℃，温区二(Gas-CenterZone)430℃，温区三(CenterZone)430℃，温区四(Load-CenterZone)430℃，温区五(LoadZone)430℃，抽出管内残余特殊气体；
[0088] (12)清洗步骤，主抽阀、慢抽阀关闭，氮气恒流阀打开，管内压力设定为1000Pa，该步时间9s，五个温区设定温度分别为：温区一(GasZone)420℃，温区二(Gas-CenterZone)430℃，温区三(CenterZone)430℃，温区四(Load-CenterZone)430℃，温区五(LoadZone)
430℃，使用氮气对管内残余特殊气体进行稀释；
[0089] (13)抽空步骤，主抽阀、慢抽阀打开，管内压力设定为0Pa，该步时间30s，五个温区设定温度分别为：温温区一(GasZone)420℃，温区二(Gas-CenterZone)430℃，温区三(CenterZone)430℃，温区四(Load-CenterZone)430℃，温区五(LoadZone)430℃，抽出多余氮气及残余特殊气体；
[0090] (14)充氮步骤，充氮阀和氮气恒流阀打开充氮，主抽阀、慢抽阀关闭，充氮时间30s，管内充氮至常压状态，温度设定为500℃；
[0091] (15)放舟步骤，炉门打开，氮气恒流阀打开，桨进入管内，将石墨舟拉出，炉门关闭，该步时间120s，五个温区设定在500℃；
[0092] (16)结束步骤，慢抽阀打开，温度设定为500℃。
[0093] 其中第(一)个流程“石墨舟等待空管并同时预热、氧化”在第(二)个流程“预热、氧化后的石墨舟在PECVD工序镀膜”进行的同时进行，也就是上一组石墨舟在管内镀膜，下一组石墨舟在等待空管的同时在本发明所述的预热储舟装置内预热并氧化，这样每一组石墨舟在管内都省去了升温步骤，整体下来极大地节约了PECVD工序的时间，提高了产量。
[0094] 本发明与传统工艺相比每一步所用的时间如下表1所示：
[0095] 表1.本发明工艺与传统工艺的时间对比
[0096]
[0097]
[0098] 从以上数据看出，使用本发明的预热储舟装置结合本发明匹配的工艺，可将一管工艺运行时间从原来的40.7min缩短至27min，一管工艺运行时间缩短13.7min左右，整体下来可将产量提升50％。
[0099] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，利用上述技术内容做出些许更动或修饰的实施例，均仍属于本发明技术方案的范围内。
