等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積用碳化硅陶瓷舟及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于PECVD設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積用碳 化娃陶瓷舟及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著國(guó)家能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，太陽能作為一種清潔可再生能源在國(guó)民經(jīng)濟(jì) 中扮演著越來越重要的作用，其中晶體娃太陽能無論從能源轉(zhuǎn)化效率及產(chǎn)量方面都具有顯 著的優(yōu)勢(shì)。而作為太陽能娃片生產(chǎn)的必備環(huán)節(jié)，PECVD(Plasma Enhanced化emical Vapor Deposition,等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積)鍛膜是降低娃片表面反射率、提高電池效率的重 要工序。其基本原理是利用外加強(qiáng)電場(chǎng)使氣源分子(N也和Si化)電離，形成含有許多高活性 化學(xué)基團(tuán)的等離子體，運(yùn)些等離子活性基團(tuán)在經(jīng)過一系列化學(xué)反應(yīng)后，將在娃片表面形成 一層抑制太陽光反射的Si3N4薄膜，進(jìn)而改善電池片的光電轉(zhuǎn)換效率。
[0003] 目前，為了提高鍛膜速率，通常采用石墨舟作為娃片載具在管式陽CVD設(shè)備中進(jìn)行 批量沉積。傳統(tǒng)的石墨舟是由多片垂直排列的石墨片經(jīng)由貫穿連接的陶瓷桿組合而成。然 而，目前所用的石墨舟在PECVD鍛膜過程中卻面臨著兩方面的問題，其一是由于石墨舟的阻 隔作用造成PECVD爐管內(nèi)的氣流分布不均勻，導(dǎo)致沉積的Si3N4膜層厚度和折射率不均，形成 色差，進(jìn)而影響娃片質(zhì)量。其二是石墨片與晶體娃片在高溫條件下接觸會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形 成碳化娃，勢(shì)必降低娃片的質(zhì)量。因此，為解決運(yùn)些問題，就需要一種不與娃片反應(yīng)且能夠 保證氣流均勻的新型娃片載具。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種等離子體增 強(qiáng)化學(xué)氣相沉積用碳化娃陶瓷舟。該碳化娃陶瓷舟具有孔隙率低、高強(qiáng)度、輕質(zhì)、高抗氧性、 高抗震性等性能，并且其不與娃片反應(yīng)，可廣泛用于等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積鍛膜領(lǐng)域。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉 積用碳化娃陶瓷舟，其特征在于，包括碳化娃陶瓷舟體，所述碳化娃陶瓷舟體由形狀為"U" 形的基座、設(shè)置在所述基座左頂端的第一支撐架和設(shè)置在所述基座右頂端的第二支撐架一 體成型而成，所述第一支撐架的頂部開設(shè)有多個(gè)用于插設(shè)娃片的第一卡槽，所述第二支撐 架的頂部開設(shè)有多個(gè)用于插設(shè)娃片的第二卡槽，所述基座側(cè)壁、第一支撐架和第二支撐架 均為縷空結(jié)構(gòu)。
[0006] 上述的等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積用碳化娃陶瓷舟，其特征在于，所述第一支撐 架和第二支撐架的形狀均為"L"形，所述第一支撐架和第二支撐架在基座的頂部呈平行相 對(duì)布設(shè)。
[0007] 上述的等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積用碳化娃陶瓷舟，其特征在于，所述基座的底 部開設(shè)有用于對(duì)其進(jìn)行固定的定位槽。
[000引另外，本發(fā)明還提供了一種制備上述等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積用碳化娃陶瓷舟 的方法，其特征在于，該方法包括w下步驟：
[0009] 步驟一、將碳化娃粉和碳粉混合均勻，得到基礎(chǔ)粉料;所述基礎(chǔ)粉料中碳化娃粉的 質(zhì)量百分含量為70%~90%，余量為碳粉；
[0010] 步驟二、將石蠟、油酸和步驟一中所述基礎(chǔ)粉料按質(zhì)量比（0.2~0.35) :(0.005~ 0.03):1混合均勻，得到漿料；
[0011] 步驟Ξ、對(duì)所述漿料進(jìn)行真空脫氣處理，然后對(duì)真空脫氣處理后的漿料進(jìn)行注漿 成型，得到巧料；
[0012] 步驟四、對(duì)步驟Ξ中所述巧料進(jìn)行排蠟處理；
[0013] 步驟五、將步驟四中排蠟處理后的巧料置于裝有娃顆粒的相蝸中，然后放入真空 燒結(jié)爐中，在溫度為1550°c~1600°C的條件下保溫20min~60min進(jìn)行滲硅烷結(jié)處理，得到 碳化娃陶瓷舟體;所述娃顆粒的質(zhì)量為排蠟處理后的巧料質(zhì)量的0.8~1.5倍；
[0014] 步驟六、采用線切割的方法在步驟五中所述碳化娃陶瓷舟體上加工第一卡槽和第 二卡槽，然后采用化學(xué)氣相沉積的方法在切割后的碳化娃陶瓷舟體上制備SiC涂層，最終得 到等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積用碳化娃陶瓷舟。
[0015] 上述的方法，其特征在于，步驟Ξ中所述真空脫氣處理的具體過程為:將所述漿料 置于真空加熱反應(yīng)蓋中，在溫度為160°c~200°C，攬拌速率為50r/min~40化/min,真空度 為0.0 OlMPa~0.0 lMPa的條件下脫氣20min~60min。
[0016] 上述的方法，其特征在于，步驟四中所述排蠟處理的次數(shù)為兩次，兩次排蠟處理的 具體過程均為:將所述巧料埋入氧化侶粉中，然后置于真空干燥箱中，先W2°C/min~5°C/ min的升溫速率升溫至50°C~70°C后保溫化~化，再W5°C/min~10°C/min的升溫速率升溫 至140°C~160°C后保溫化~化，然后W5°C/min~10°C/min的升溫速率升溫180°C~200°C 后保溫地~lOh，最后隨爐冷卻至25°C室溫，得到排蠟處理后的巧料。。
[0017] 上述的方法，其特征在于，步驟四中所述巧料在完成第一次排蠟處理之后，置于酪 醒樹脂的乙醇溶液中浸潰20min~60min，干燥后再進(jìn)行第二次排蠟處理;所述酪醒樹脂的 乙醇溶液由酪醒樹脂和無水乙醇按質(zhì)量比（0.8~1):1混合均勻而成。
[0018] 上述的方法，其特征在于，步驟五中所述娃顆粒的平均粒徑為0.5mm~5mm。
[0019] 上述的方法，其特征在于，步驟五中所述化學(xué)氣相沉積的具體過程為:將切割后的 碳化娃陶瓷舟體置于化學(xué)氣相沉積爐中，采用C出SiCl3作為原料，氨氣作為載氣，氣氣作為 稀釋氣體，在氨氣流量為200mL/min~400血/min，氣氣流量為100血/min~150血/min，溫度 為1000°C~1200°C的條件下沉積化~12h，在切割后的碳化娃陶瓷舟體上得到SiC涂層。
[0020] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有W下優(yōu)點(diǎn)：
[0021] 1、本發(fā)明所述PECVD娃片載具為碳化娃陶瓷舟，其具有耐高溫、高強(qiáng)度且不與娃反 應(yīng)等特性，是作為娃片載具的理想材料；
[0022] 2、本發(fā)明碳化娃陶瓷舟的縷空結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可W減緩氣體阻隔效果，使其在陽CVD管 式沉積爐中，能夠有效保證氣流的均勻分布；
[0023] 3、本發(fā)明碳化娃陶瓷舟結(jié)構(gòu)緊湊，能夠保證更多的娃片插入，顯著提高生產(chǎn)效率；
[0024] 4、本發(fā)明碳化娃陶瓷舟表面沉積有致密SiC涂層，能有效避免氣體吸附，使得 PECVD鍛膜沉積速度快，鍛膜質(zhì)量更高；
[0025] 5、本發(fā)明碳化娃陶瓷舟具有孔隙率低、高強(qiáng)度、輕質(zhì)、高抗氧性、高抗震性等性能， 并且其不與娃片反應(yīng)，可廣泛用于等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積鍛膜領(lǐng)域。
[0026] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0027] 圖1為本發(fā)明等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積用碳化娃陶瓷舟的結(jié)構(gòu)示意圖。
[002引圖2為本發(fā)明實(shí)施例2碳化娃陶瓷舟體的沈Μ照片。
[0029] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例2SiC涂層的沈Μ照片。
[0030] 附圖標(biāo)記說明：
[0031] 1_1一基座. 1_2一第一支撐架. 1_3一第二支撐架.
[0032] 1-4-定位槽； 2-1-第一卡槽； 2-2-第二卡槽。
【具體實(shí)施方式】
[0033] 本發(fā)明設(shè)及一種等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積用碳化娃陶瓷舟及其制備方法，其 中，本發(fā)明等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積用碳化娃陶瓷舟的結(jié)構(gòu)通過實(shí)施例1進(jìn)行描述。
[0034] 實(shí)施例1
[0035] 結(jié)合圖1，本實(shí)施例等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積用碳化娃陶瓷舟包括碳化娃陶瓷 舟體，所述碳化娃陶瓷舟體由形狀為"ir形的基座1-1、設(shè)置在所述基座1-1左頂端的第一支 撐架1-2和設(shè)置在所述基座1-1右頂端的第二支撐架1-3-體成型而成，所述第一支撐架1-2 的頂部開設(shè)有多個(gè)用于插設(shè)娃片的第一卡槽2-1，所述第二支撐架1-3的頂部開設(shè)有多個(gè)用 于插設(shè)娃片的第二卡槽2-2,所述基座1-1側(cè)壁、第一支撐架1-2和第二支撐架1-3均為縷空 結(jié)構(gòu)。
[0036] 如圖1所示，所述第一支撐架1-2和第二支撐架1-3的形狀均為"L"形，所述第一支 撐架1-2和第二支撐架1-3在基座1-1的頂部呈平行相對(duì)布設(shè)。
[0037] 如圖1所示，所述基座1-1的底部開設(shè)有用于對(duì)其進(jìn)行固定的定位槽1-4。
[0038] 結(jié)合圖1，本發(fā)明等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積用碳化娃陶瓷舟使用時(shí)，首先將待沉 積的多個(gè)娃片插設(shè)在第一卡槽2-1和第二卡槽2-2內(nèi)，然后將插設(shè)有娃片的等離子體增強(qiáng)化 學(xué)氣相沉積用碳化娃陶瓷舟推入等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積設(shè)備中，并采用定位槽1-4將 其固定，之后開啟設(shè)備對(duì)娃片進(jìn)行PECVD鍛膜處理。
[0039] 本發(fā)明等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積用碳化娃陶瓷舟的制備方法通過實(shí)施例2-6進(jìn) 行描述。
[0040] 實(shí)施例2
[0041]