一种镀膜均匀的节能高效型石墨舟

技术领域

本发明涉及太阳能电池片生产技术领域，特别涉及一种镀膜均匀的节能高效型石墨舟。

背景技术

当今，由于太阳能光伏行业发展迅速，市场规模持续增长，但同时市场竞争激烈，因此为了尽快实现平价上网，实现在更大范围的普及应用，全行业各环节努力追求和获取高效率、低成本电池。在电池片环节，获得高品质、低成本的电池片非常重要。

石墨舟是一种在等离子体增强型化学气相沉积(PECVD)管式炉内，对经过制绒及扩散等工艺处理后的多晶或单晶硅片的表面采用等离子体增强型化学气相沉积工艺进行氮化硅薄膜沉积的承载工具。采用等离子体增强化学沉积法对硅片表面进行镀膜，需要500度左右的温度中进行。

现有的石墨舟包括多片石墨舟片、多个石墨垫块以及多个舟脚，每个石墨舟片上设有多个承载位，承载位与硅片大小配合，用于支撑硅片；多个石墨垫块位于石墨舟的两端，分别设置在两个石墨舟片之间，用来将石墨舟片分隔固定起来。传统的石墨舟具有以下不足：

1、石墨垫块以及舟脚采用实心的结构设计，结构单一笨重，使得整个石墨舟的重量比较重，操控过程不方便。

2、实心的石墨垫块以及舟脚不利于温度传递，升温或者降温的过程需要耗费的时间更多，导致对硅片表面镀膜的效率低下，能耗高。

3、在采用等离子体增强化学沉积法对硅片表面进行镀膜的过程中，实心的石墨块以及舟脚阻碍了气体的流动，降低了镀膜效率以及镀膜效果。

4、石墨舟片厚度较厚，使得两片石墨舟之间的间距较小，从而影响镀膜气体的流动及电场均匀性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种镀膜均匀的节能高效型石墨舟，该石墨舟能够减轻石墨舟的整体重量，并可以通过缩短硅片镀膜工艺过程对石墨舟升温或者降温操作的时间，提高镀膜效率，也可以在镀膜时通过增强气体的流动性来提高镀膜效率以及镀膜效果。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：

一种镀膜均匀的节能高效型石墨舟，包括多片石墨舟片以及支撑装置；所述支撑装置包括两组导电安装架，所述多片石墨舟片等间距平行安装在所述两组导电安装架之间；所述导电安装架包括正极连接部和负极连接部，所述正极连接部与电源正极连接，所述负极连接部与电源负极连接；在相邻两石墨舟片中，其中一片石墨舟片的两端均与正极连接部连接，另一片石墨舟片的两端均与负极连接部连接；所述两组导电安装架上均设有沿石墨舟片长度方向的镂空槽。

上述节能高效型石墨舟的工作原理是：

在安装石墨舟时，先将一片石墨舟片安装在两组导电安装架之间，再将另一片石墨舟片按照与第一片石墨舟片平行的方式安装在两组导电安装架之间，以此类推，直至将多片石墨舟片按照等间距平行的方式安装在导电安装架上；在相邻两片石墨舟片中，其中一片的两端都与导电安装架的正极连接部连接，另一片的两端都与导电安装架的负极连接部连接，这样在相邻的两片石墨舟片之间就可以产生一个定向电场，等离子体在定向电场的作用下做定向移动，完成镀膜；由于在导电安装架上设有沿石墨舟片长度方向的镂空槽，相当于在导电安装架上挖掉一部分，因此导电安装架的重量减小，从而减轻了整个石墨舟的重量；此外，在采用等离子体增强化学沉积法对硅片表面进行镀膜时，在导电安装架上设置沿石墨舟片长度方向的镂空槽，导电安装架的内部通过镂空槽与外界空气连通，热量的传递更加顺畅，在加热升温过程，可以提高对石墨舟的加热速度，使得石墨舟的升温速度更快，消耗的能量更少；另一方面，在导电安装架上设置沿石墨舟片长度方向的镂空槽，增加了导电安装架的表面积，即增大了导电安装架的散热面积，因此在散热时降温速度也更快；升温和降温过程都节省了等离子体增强化学沉积工艺的工时，提高了对硅片的镀膜效率；与此同时，由于在沉积炉中，气体的流动方向与石墨舟的方向平行，因此设置沿石墨舟片长度方向的镂空槽，在镀膜的过程中，在进气端，能够尽可能减少导电安装架对气流的阻挡，气流可以从所述镂空槽均匀地进入各个石墨舟的内部空间，增强了石墨舟内部与外部气体的流动性以及气体流动的均匀性，从而提高镀膜效率与镀膜效果，也更加节能环保，使得各个电池片的沉积效果一致。

本发明的一个优选方案，所述正极连接部以及负极连接部均包括多个石墨块以及垂直于石墨舟片长度方向的石墨杆，所述石墨块上设置有连接通孔，所述石墨块上还设有垂直于所述连接通孔的镂空孔，所述镂空孔构成了所述镂空槽，所述石墨杆穿设在所述连接通孔中将多个石墨块连接成长条状。

本发明的一个优选方案，所述导电安装架包括左端导电安装架以及右端导电安装架，所述正极连接部分别设置在左端导电安装架的下方以及右端导电安装架的上方，所述负极连接部分别设置在所述左端导电安装架的上方以及右端导电安装架的下方。

优选地，所述石墨块包括石墨垫块、电极块、以及用于支撑石墨舟的石墨舟脚；所述石墨垫块包括设置在导电安装架最外侧的端部石墨垫块以及多个中间石墨垫块，所述中间石墨垫块设有垂直于所述连接通孔方向的镂空槽；所述电极块的前端设有用于与电源线连接的电极孔，所述电极块设置在其中一组导电安装架上，分别设置在正极连接部的中部以及负极连接部的中部；所述石墨舟脚分别设置在石墨舟的两端，且位于所述导电安装架下方的两侧。

优选地，所述石墨舟脚包括固定部以及支撑部，所述连接通孔设置在所述固定部上，所述支撑部一端与所述固定部连接，另一端向下延伸；所述固定部上设有垂直于所述连接通孔方向的镂空槽。

优选地，所述中间石墨垫块上垂直于连接通孔的方向设置有镂空孔，所述镂空孔构成了所述镂空槽。

本发明的一个优选方案，所述支撑装置还包括设置在石墨舟中部的陶瓷杆以及陶瓷环，所述陶瓷环设置在相邻两片石墨舟片之间，所述陶瓷杆穿设在陶瓷环内并将石墨舟片与陶瓷环固定连接，所述陶瓷杆的轴线方向垂直于石墨舟片。

优选地，所述陶瓷杆有两组，分别设置在石墨舟片的上部与下部，每组陶瓷杆有多根，所述多根陶瓷杆沿着石墨舟的长度方向均匀排布。

本发明的一个优选方案，所述多片石墨舟片中，与正极连接部连接的为正石墨舟片，与负极连接部连接的为负石墨舟片；其中，所述正石墨舟片的两端均设有正连接板，该正连接板延伸至所述正极连接部且与所述正极连接部连接；所述负石墨舟片的两端的均设有负连接板，该负连接板延伸至所述负极连接部且与所述负极连接部连接。

本发明的一个优选方案，所述石墨舟片上设置有用于装载硅片的承载位，所述承载位有多个，所述承载位沿着石墨舟的长度方向均匀排列；所述承载位周围设有用于支撑硅片的卡点孔，所述卡点孔有多个。

本发明的一个优选方案，所述石墨舟片的厚度为1.5-2mm。

本发明与现有技术相比具有以下的有益效果：

1、本发明的节能高效型石墨舟包括多片石墨舟片，多片石墨舟片的两端安装在导电安装架上。通过在导电安装架上设置沿石墨舟片长度方向的镂空槽，减轻了导电安装架的重量，从而减轻了整个石墨舟的重量，使得在用等离子体增强化学沉积工艺对硅片镀膜的操作更加便利。

2、本发明的节能高效型石墨舟，在导电安装架上设置沿石墨舟片长度方向的镂空槽，安装架的内部通过镂空槽与外界空气连通，热量的传递更加顺畅，因此在加热过程中具有更快的加热速度，减少能耗，同理，在散热过程中也具有更快的散热速度，从而节省了工时，提高了生产效率。

3、本发明的节能高效型石墨舟，在导电安装架上设置沿石墨舟片长度方向的镂空槽，在镀膜的过程中，气流可以从所述镂空槽进入石墨舟的内部空间，增强了石墨舟内部与外部气体的流动性，从而提高镀膜效率，也更加节能环保。

附图说明

图1为本发明的石墨舟其中一个视角的立体图。

图2为本发明的石墨舟的主视图。

图3为本发明的石墨舟的正石墨舟片的立体图。

图4为本发明的石墨舟的负石墨舟片的立体图。

图5为本发明的石墨舟的石墨垫块的立体图。

图6为本发明的石墨舟的石墨舟脚的立体图。

图7为本发明的石墨舟在管式炉内的示意图，其中箭头方向为进气以及出气方向。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

参见图1-图7，本发明的一种镀膜均匀的节能高效型石墨舟，包括多片石墨舟片以及支撑装置；所述支撑装置包括两组导电安装架，所述多片石墨舟片等间距平行安装在所述两组导电安装架之间；所述导电安装架包括正极连接部1和负极连接部2，所述正极连接部1与电源正极连接，所述负极连接部2与电源负极连接；在相邻两石墨舟片中，其中一片石墨舟片的两端均与正极连接部1连接，另一片石墨舟片的两端均与负极连接部2连接；所述两组导电安装架上均设有沿石墨舟片长度方向的镂空槽8。

参见图1-图2，所述正极连接部1以及负极连接部2均包括多个石墨块以及垂直于石墨舟片长度方向的石墨杆3，所述石墨块上设置有连接通孔7，所述石墨块上还设有垂直于所述连接通孔7的镂空孔，所述镂空孔构成了所述镂空槽8，所述石墨杆3穿设在所述连接通孔7中将多个石墨块连接成长条状。将石墨杆3穿设在多个石墨块中，这样多个石墨块就连接成一个整体的石墨条；通过将石墨条设置成由多个石墨块组成的形式，这样石墨条的安装与拆卸会更方便，在需要安装更多片石墨舟片时，可以通过增加石墨块的个数来匹配石墨舟片的数量，提高了导电安装架的适应性；此外，在石墨块上设置镂空槽8，减少了石墨块的体积，减轻了石墨块的重量；在加热过程中，可以使得石墨块具有更快的升温速度；另一方面，在石墨块上设置镂空槽8，增加了石墨块的表面积，由于增加了散热面积，因此在散热过程中，降温的速度更快，节省了工时；与此同时，在镀膜时，石墨舟内部气流通过镂空槽8与外界气体形成对流，从而加快镀膜速度与镀膜效果，提高生产效率。

参见图1-图2，所述导电安装架包括左端导电安装架以及右端导电安装架，所述正极连接部1分别设置在左端导电安装架的下方以及右端导电安装架的上方，所述负极连接部2分别设置在所述左端导电安装架的上方以及右端导电安装架的下方。

参见图1-图2，所述石墨块包括石墨垫块、电极块5、以及用于支撑石墨舟的石墨舟脚6；所述石墨垫块包括设置在导电安装架最外侧的端部石墨垫块4-1以及多个中间石墨垫块4-2，所述中间石墨垫块4-2设有垂直于所述连接通孔7方向的镂空槽8；所述电极块5的前端设有用于与电源线连接的电极孔5-1，所述电极块5设置在其中一组导电安装架上，分别设置在正极连接部1的中部以及负极连接部2的中部；所述石墨舟脚6分别设置在石墨舟的两端，且位于所述导电安装架下方的两侧。上述结构中，电极块5分别设置在正极连接部1以及负极连接部2上，由于所述正极连接部1以及负极连接部2均通过石墨杆3连接在一起，因此在所述电极块5通过电极孔5-1与电源的一极接通后，正极连接部1就与电源的正极极连接，负极连接部2与电源的负极极连接；此外，将石墨舟脚6分别设置在导电安装架下方的两侧，使得石墨舟脚6之间的距离更长，从而使得石墨舟的受力点更分散，提高了石墨舟摆放时的稳定性。

参见图1和图6，所述石墨舟脚6包括固定部6-1以及支撑部6-2，所述连接通孔7设置在所述固定部6-1上，所述支撑部6-2一端与所述固定部6-1连接，另一端向下延伸；所述固定部6-1上设有垂直于所述连接通孔7方向的镂空槽8。通过设置上述结构的石墨舟脚6，在固定部6-1上设置连接通孔7，将所述石墨杆3穿过固定部6-1的连接通孔7使之与其他石墨块连接时，石墨舟脚6与其他石墨块就连接成为一整体；石墨舟脚6的支撑部6-2的一端向下延伸，即支撑部6-2相对于固定部6-1向下凸出，起到支撑作用；另外，在石墨舟脚6的固定部6-1设置垂直于连接通孔7的镂空槽8，在减轻重量以及加快升温降温方面的作用更加明显，同时，有利于石墨舟外的气体从镂空槽8进入石墨舟内部，使得镀膜效率以及镀膜效果更好。

参见图1和图5，所述中间石墨垫块4-2上垂直于连接通孔7的方向设置有镂空孔，所述镂空孔构成了所述镂空槽8。这样，多个中间石墨块上均开设了镂空槽8，减轻了整个石墨舟的重量；此外，设置镂空槽8既增加了升温时的加热速度有增加了降温时的散热速度，提高镀膜效率；与此同时，在镀膜过程中，石墨舟内部气流通过镂空槽8与外界气体形成对流，从而加快镀膜速度，提高生产效率。

参见图1-图2，所述支撑装置还包括设置在石墨舟中部的陶瓷杆10以及陶瓷环9，所述陶瓷环9设置在相邻两片石墨舟片之间，所述陶瓷杆10穿设在陶瓷环9内并将石墨舟片与陶瓷环9固定连接，所述陶瓷杆10的轴线方向垂直于石墨舟片。设置上述陶瓷杆10与陶瓷环9，陶瓷环9将相邻两片石墨舟片分隔开，由于陶瓷环9两端平行，因此石墨舟片之间相互平行等间距的安装在导电安装架上；用陶瓷杆10将石墨舟片与陶瓷环9固定连接起来，使得多片石墨舟片连接固定在一起成为一个整体。

参见图1-图2，所述陶瓷杆10有两组，分别设置在石墨舟片的上部与下部，每组陶瓷杆10有多根，所述多根陶瓷杆10沿着石墨舟的长度方向均匀排布。设置上下两组沿着石墨舟长度方向均匀排布的陶瓷杆10，这样石墨舟片之间的连接点更多，石墨舟片之间的连接更加牢固稳定。

参见图1-图4，所述多片石墨舟片中，与正极连接部1连接的为正石墨舟片11，与负极连接部2连接的为负石墨舟片12；其中，所述正石墨舟片11的两端均设有正连接板11-1，该正连接板11-1延伸至所述正极连接部1且与所述正极连接部1连接；所述负石墨舟片12的两端的均设有负连接板12-1，该负连接板12-1延伸至所述负极连接部2且与所述负极连接部2连接。在多片石墨舟片的两端设置正连接板11-1或者负连接板12-1，既实现了石墨舟片的安装，又可以使得每片石墨舟片与对应极性的电源连通。

参见图1-图4，所述石墨舟片上设置有用于装载硅片的承载位13，所述承载位13有多个，所述承载位13沿着石墨舟的长度方向均匀排列；所述承载位13周围设有用于支撑硅片的卡点孔14，所述卡点孔14有多个。在石墨舟片上设置多个承载位13，这样每片石墨舟片可以更多个硅片，提高了石墨舟片的利用率；设置多个用于支撑硅片的卡点孔14，使得硅片在石墨舟上具有更好的稳定性。

参见图1-图4，所述石墨舟片的厚度为1.5-2mm。相比于传统的石墨舟，将石墨舟片的厚度减小为1.5-2mm，这样，相邻两片石墨舟片之间的间距增大，气体流动更加顺畅，使得电场更加均匀，有利于改善镀膜的品质，减少色差。

上述节能高效型石墨舟的工作原理是：

在安装石墨舟时，先将一片石墨舟片安装在两组导电安装架之间，再将另一片石墨舟片按照与第一片石墨舟片平行的方式安装在两组导电安装架之间，以此类推，直至将多片石墨舟片按照等间距平行的方式安装在导电安装架上；在相邻两片石墨舟片中，其中一片的两端都与导电安装架的正极连接部1连接，另一片的两端都与导电安装架的负极连接部2连接，这样在相邻的两片石墨舟片之间就可以产生一个定向电场，等离子体在定向电场的作用下做定向移动，完成镀膜；由于在导电安装架上设有沿石墨舟片长度方向的镂空槽8，相当于在导电安装架上挖掉一部分，因此导电安装架的重量减小，从而减轻了整个石墨舟的重量；此外，在采用等离子体增强化学沉积法对硅片表面进行镀膜时，在导电安装架上设置沿石墨舟片长度方向的镂空槽8，导电安装架的内部通过镂空槽8与外界空气连通，热量的传递更加顺畅，在加热升温过程，可以提高对石墨舟的加热速度，使得石墨舟的升温速度更快，消耗的能量更少；另一方面，在导电安装架上设置沿石墨舟片长度方向的镂空槽8，增加了导电安装架的表面积，即增大了导电安装架的散热面积，因此在散热时降温速度也更快；升温和降温过程都节省了等离子体增强化学沉积工艺的工时，提高了对硅片的镀膜效率；与此同时，由于在沉积炉中，气体的流动方向与石墨舟的方向平行，因此设置沿石墨舟片长度方向的镂空槽8，在镀膜的过程中，在进气端，能够尽可能减少导电安装架对气流的阻挡，气流可以从所述镂空槽8均匀地进入各个石墨舟的内部空间，增强了石墨舟内部与外部气体的流动性以及气体流动的均匀性，从而提高镀膜效率与镀膜效果，也更加节能环保，使得各个电池片的沉积效果一致。

上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。