本發(fā)明涉及光伏電池生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種氧化鋁沉積設(shè)備及供氣方法。

背景技術(shù)：

氧化鋁鍍膜技術(shù)廣泛應(yīng)用于晶硅太陽能電池、薄膜太陽能電池等新能源領(lǐng)域，現(xiàn)有的氧化鋁鍍膜技術(shù)主要有ald(原子層沉積)法、cvd(化學(xué)氣相沉積)法和溶膠凝膠等濕化學(xué)方法等，其中，cvd法應(yīng)用廣泛，cvd法是指把含有構(gòu)成薄膜元素的氣態(tài)反應(yīng)劑或液態(tài)反應(yīng)劑的蒸氣及反應(yīng)所需其它氣體引入反應(yīng)室，在襯底表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成薄膜的過程。

在等離子體沉積氧化鋁膜的工藝中，需要用氬氣攜帶三甲基鋁(tma)進(jìn)入到反應(yīng)倉中與n2o進(jìn)行反應(yīng)。傳統(tǒng)氧化鋁沉積設(shè)備的氣路設(shè)計(jì)如圖1所示，液體三甲基鋁通過第一氣動(dòng)閥6進(jìn)入液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)3中，氬氣通過第二氣動(dòng)閥7進(jìn)入液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)3中，從而攜帶三甲基鋁進(jìn)入反應(yīng)倉5中進(jìn)行反應(yīng)，但在實(shí)際操作過程中，往往會(huì)存在因氬氣的純度不足而發(fā)生堵塞液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)3的現(xiàn)象，考慮到攜帶三甲基鋁所需的氬氣量比較小，因此，目前大多做法是通過降低氬氣的流量，來減小液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)3的堵塞概率。

但是在反應(yīng)倉中，氧化鋁的生成涉及以下反應(yīng)方程式：

2al(ch3)3+5ar+20n2o→al2o3+2co2+4co+9h2o+20n2+5ar

由上述反應(yīng)方程式可以看出，雖然氬氣為用于攜帶三甲基鋁的氣體，不參與反應(yīng)，但是，當(dāng)有氬氣的存在時(shí)會(huì)消耗更多的n2o，從而促進(jìn)三甲基鋁的完全反應(yīng)。如果單純依靠降低氬氣流量來降低堵塞概率，則在后續(xù)氧化鋁的反應(yīng)過程中會(huì)因氬氣含量不足而無法使三甲基鋁充分反應(yīng)，影響鍍膜品質(zhì)及生產(chǎn)產(chǎn)能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的之一在于克服現(xiàn)有技術(shù)中所述的缺陷，從而提供一種氧化鋁沉積設(shè)備，該氧化鋁沉積設(shè)備不僅可以有效降低的堵塞概率，而且還能提升鍍膜片的品質(zhì)和生產(chǎn)產(chǎn)能，同時(shí)提升自動(dòng)化上下料設(shè)備的開機(jī)速率。

本發(fā)明的基礎(chǔ)方案為：

一種氧化鋁沉積設(shè)備，包括三甲基鋁儲(chǔ)液倉、氬氣源、以及依次連通的液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)、混氣管和反應(yīng)倉；

所述三甲基鋁儲(chǔ)液倉具有送液管，所述送液管與所述液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)連通；所述氬氣源具有并聯(lián)設(shè)置的第一送氣管和第二送氣管；所述第一送氣管與所述液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)連通；所述第二送氣管與所述混氣管連通，以向所述混氣管中補(bǔ)入氬氣，形成通入所述反應(yīng)倉中的工藝氣體。

本發(fā)明中所說的液體蒸發(fā)控制系統(tǒng)是一個(gè)可以被應(yīng)用于大氣或者真空工業(yè)加工過程中的新型液體輸送系統(tǒng)，簡稱cem。液體蒸發(fā)控制系統(tǒng)通常由一個(gè)液體流量計(jì)、一個(gè)載氣質(zhì)量流量控制器以及一個(gè)三通混合閥和蒸發(fā)器組成。適合處理混料流量在0.25-1200g/h，從而可以產(chǎn)生50mln/min-100ln/min的飽和蒸汽流量。在液體蒸發(fā)控制系統(tǒng)中的混合物可以被蒸發(fā)或者甚至凝固成固體；溶解于溶劑中的物質(zhì)也可以成功的被氣化。其可以精確的控制氣體或者液體混合物(流量)，反應(yīng)迅速，重復(fù)性高，蒸汽流量穩(wěn)定，氣液配比可靈活調(diào)節(jié)，具有迅速、高效、高重復(fù)性以及高效率性能。

本發(fā)明的氧化鋁沉積設(shè)備的工作原理為：先通過送液管將定量的三甲基鋁液體通入液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)中，三甲基鋁液體在液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)中氣化，然后通過第一送氣管向液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)中通入少量的氬氣，以將氣化的三甲基鋁攜入混氣管中，然后再通過第二送氣管向混氣管中補(bǔ)入大量的氬氣進(jìn)行混合，最終形成用于反應(yīng)的工藝氣體送入反應(yīng)倉中。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的氧化鋁沉積設(shè)備具有以下有益效果：

本申請首先通過第一送氣管向液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)中通入少量的氬氣，然后通過并聯(lián)設(shè)置的第二送氣管向混氣管中通入大量的氬氣，這樣既能夠?qū)崿F(xiàn)對三甲基鋁的攜帶，減少對液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)的堵塞，又能保證工藝氣體中有足夠的氬氣可以使三甲基鋁充分反應(yīng)，從而有效降低堵塞概率，降低堵塞導(dǎo)致鍍膜片品質(zhì)異常，并提升maia設(shè)備開機(jī)率。

作為一種可實(shí)施的方式，所述送液管上設(shè)有第一氣動(dòng)閥，以控制通入所述液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)中三甲基鋁液體的流量；所述第一送氣管上設(shè)有第二氣動(dòng)閥，以控制用以攜帶氣化三甲基鋁的氬氣的流量；所述第二送氣管上設(shè)有第三氣動(dòng)閥，以控制所述工藝氣體中氬氣的流量。第一氣動(dòng)閥、第二氣動(dòng)閥和第三氣動(dòng)閥的設(shè)置可以更精確的控制氣體或液體的流量，三者可分別與控制柜信號(hào)連接，通過控制柜控制他們的啟閉。

作為一種可實(shí)施的方式，所述第一送氣管的流量小于所述第二送氣管的流量。這樣可以降低液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)中氬氣量，有效降低液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)堵塞概率，通過第二送氣管輸入大量的氬氣又能保證工藝氣體中有足夠的氬氣可以使三甲基鋁充分反應(yīng)。

本發(fā)明的另一目的還在于提供一種氧化鋁沉積設(shè)備的供氣方法，包括以下步驟：

s1、向液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)中通入三甲基鋁液體和氬氣，其中，氬氣的通入量以能將氣化的三甲基鋁攜入混氣管即可；

s2、向混氣管中補(bǔ)入氬氣，形成反應(yīng)氣體，所述反應(yīng)氣體中的氬氣足以使三甲基鋁在反應(yīng)倉中完全反應(yīng)。

本方法的優(yōu)點(diǎn)在于：

通過分階段通入氬氣有效降低cem堵塞概率，同時(shí)保證三甲基鋁在反應(yīng)倉中的充分反應(yīng)。第一階段將少量的氬氣通入液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)中，其通入量以能將氣化的三甲基鋁攜入混氣管中為標(biāo)準(zhǔn)即可，第二階段將大量的氬氣通入設(shè)置在液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)出口的混氣管中，該階段主要用于向混合氣體中補(bǔ)入氬氣，以使三甲基鋁能夠在反應(yīng)倉中完全反應(yīng)，沉積氧化鋁薄膜。這樣將氬氣分流，不僅可以降低液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)中氬氣量，有效降低蒸發(fā)器控制系統(tǒng)的堵塞概率，提升設(shè)備的開機(jī)率，而且還能保證后續(xù)三甲基鋁的充分反應(yīng)。

作為一種可實(shí)施的方式，s1中所述三甲基鋁液體的流量為300±100mg/min，所述液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)的溫度為90±10℃，在該流量和溫度下可以將三甲基鋁液體充分快速氣化。

作為一種可實(shí)施的方式，s1中通入所述液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)中氬氣的流量為100±50sccm，s2中補(bǔ)入所述混氣管中氬氣的流量為800±200sccm。s1中100±50sccm的氬氣流量可以降低液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)的堵塞概率，同時(shí)也足以將三甲基鋁攜入混氣管中，s2中800±200sccm的氬氣流量可以使tma充分反應(yīng)。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)所提供的供氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例所提供的供氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

1、三甲基鋁儲(chǔ)液倉；11、送液管；2、氬氣源；21、第一送氣管；22、第二送氣管；3、液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)；4、混氣管；5、反應(yīng)倉；6、第一氣動(dòng)閥；7、第二氣動(dòng)閥；8、第三氣動(dòng)閥。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施方式進(jìn)一步詳細(xì)說明：

請參閱圖2，本發(fā)明提供了一種氧化鋁沉積設(shè)備，包括三甲基鋁儲(chǔ)液倉1、氬氣源2、以及依次連通的液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)3、混氣管4和反應(yīng)倉5；三甲基鋁儲(chǔ)液倉1具有送液管11，送液管11與液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)3連通，以向液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)3中通入三甲基鋁液體并氣化；氬氣源2具有并聯(lián)設(shè)置的第一送氣管21和第二送氣管22；第一送氣管21與液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)3連通，以將氣化的三甲基鋁攜入混氣管4中；第二送氣管22與混氣管4連通，以向混氣管4中補(bǔ)入氬氣，形成通入反應(yīng)倉5中的工藝氣體。

本發(fā)明提供的供氣系統(tǒng)用于氧化鋁沉積設(shè)備中，其工作原理為：先通過送液管11將定量的三甲基鋁液體通入液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)3中，三甲基鋁液體在液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)3中氣化，然后通過第一送氣管21向液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)3中通入少量的氬氣，以將氣化的三甲基鋁攜入混氣管4中，然后再通過第二送氣管22向混氣管4中補(bǔ)入大量的氬氣進(jìn)行混合，最終形成用于反應(yīng)的工藝氣體送入反應(yīng)倉中。本申請首先通過第一送氣管21向液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)3中通入少量的氬氣，然后通過并聯(lián)設(shè)置的第二送氣管22向混氣管中通入大量的氬氣，這樣既能夠?qū)崿F(xiàn)對三甲基鋁的攜帶，減少對液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)3的堵塞，又能保證工藝氣體中有足夠的氬氣可以使三甲基鋁充分反應(yīng)，從而有效降低液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)3堵塞概率，降低液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)3堵塞導(dǎo)致鍍膜片品質(zhì)異常，并提升設(shè)備的開機(jī)率。

具體地，在本實(shí)施例中，送液管11上設(shè)有用以控制通入液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)3中三甲基鋁液體流量的第一氣動(dòng)閥6，第一送氣管21上設(shè)有第二氣動(dòng)閥7，以控制用以攜帶氣化三甲基鋁的氬氣的流量；第二送氣管22上設(shè)有用于控制工藝氣體中氬氣流量的第三氣動(dòng)閥8，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，可以按以下步驟操作：

a)檢查反應(yīng)倉5的壓力和溫度，當(dāng)滿足工藝設(shè)定要求后，進(jìn)入下一步；

b)打開第一氣動(dòng)閥6，通入一定流量的三甲基鋁液體進(jìn)入液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)3中進(jìn)行氣化；

c)打開第二氣動(dòng)閥7通入少量的氬氣進(jìn)入液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)3中，能夠?qū)饣娜谆X攜入混氣管4中即可；

d)打開第三氣動(dòng)閥8通入過量的氬氣，使其越過液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)3直接通入混氣管4中與氣化的三甲基鋁混合形成工藝氣體，最終進(jìn)入反應(yīng)倉5中進(jìn)行反應(yīng)。

其中，送液管11中三甲基鋁的流量控制為300±100mg/min，液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)3的溫度設(shè)為90±10℃，第一送氣管21的流量設(shè)為100±50sccm，可以降低液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)3堵塞概率，第二送氣管22的流量設(shè)為800±200sccm，可以使三甲基鋁充分反應(yīng)。

本申請通過將氬氣氣路優(yōu)化成兩路，一路通過液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)3攜帶三甲基鋁參與反應(yīng)，另一路在液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)3后的混氣管4內(nèi)與三甲基鋁混合后進(jìn)入反應(yīng)倉5參與反應(yīng)，沉積氧化鋁薄膜。通過降低液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)3中氬氣量有效降低液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)3堵塞概率，降低液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)3堵塞導(dǎo)致鍍膜片品質(zhì)異常，同時(shí)提升設(shè)備的開機(jī)率。

采用本發(fā)明的氧化鋁沉積設(shè)備和供氣方法以后，設(shè)備的使用壽命和生產(chǎn)效益均得到大大提升，具體地：

改造前液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)3平均使用壽命6個(gè)月，改造后平均壽命12個(gè)月；

設(shè)定效益＝每次更換耗時(shí)*產(chǎn)能*利潤*年降低更換次數(shù)，則改造后的效益＝10h*3400片/h*5.7瓦/片*1元/瓦*10％*10＝19.38萬元。

以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。

技術(shù)特征：

1.一種氧化鋁沉積設(shè)備，其特征在于，包括三甲基鋁儲(chǔ)液倉、氬氣源、以及依次連通的液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)、混氣管和反應(yīng)倉；

所述三甲基鋁儲(chǔ)液倉具有送液管，所述送液管與所述液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)連通；所述氬氣源具有并聯(lián)設(shè)置的第一送氣管和第二送氣管；所述第一送氣管與所述液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)連通；所述第二送氣管與所述混氣管連通，以向所述混氣管中補(bǔ)入氬氣，形成通入所述反應(yīng)倉中的工藝氣體。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鋁沉積設(shè)備，其特征在于，所述送液管上設(shè)有第一氣動(dòng)閥，以控制通入所述液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)中三甲基鋁液體的流量；所述第一送氣管上設(shè)有第二氣動(dòng)閥，以控制用以攜帶氣化三甲基鋁的氬氣的流量；所述第二送氣管上設(shè)有第三氣動(dòng)閥，以控制所述工藝氣體中氬氣的流量。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氧化鋁沉積設(shè)備，其特征在于，所述第一送氣管的流量小于所述第二送氣管的流量。

4.一種氧化鋁沉積設(shè)備的供氣方法，其特征在于，包括以下步驟：

s1、向液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)中通入三甲基鋁液體和氬氣，其中，氬氣的通入量以能將氣化的三甲基鋁攜入混氣管即可；

s2、向混氣管中補(bǔ)入氬氣，形成反應(yīng)氣體，所述反應(yīng)氣體中的氬氣足以使三甲基鋁在反應(yīng)倉中完全反應(yīng)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的供氣方法，其特征在于，s1中所述三甲基鋁液體的流量為300±100mg/min，所述液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)的溫度為90±10℃。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的供氣方法，其特征在于，s1中通入所述液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)中氬氣的流量為100±50sccm，s2中補(bǔ)入所述混氣管中氬氣的流量為800±200sccm。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開一種氧化鋁沉積設(shè)備，包括三甲基鋁儲(chǔ)液倉、氬氣源、以及依次連通的液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)、混氣管和反應(yīng)倉；所述三甲基鋁儲(chǔ)液倉具有送液管，所述送液管與所述液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)連通；所述氬氣源具有并聯(lián)設(shè)置的第一送氣管和第二送氣管；所述第一送氣管與所述液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)連通，所述第二送氣管與所述混氣管連通，以向所述混氣管中補(bǔ)入氬氣，形成通入所述反應(yīng)倉中的工藝氣體。本發(fā)明還公開了一種供氣方法。通過本發(fā)明不僅可以有效降低液體蒸發(fā)器控制系統(tǒng)的堵塞概率，而且還能提升鍍膜片的品質(zhì)和生產(chǎn)產(chǎn)能，同時(shí)提升沉積設(shè)備自動(dòng)化上下料設(shè)備的開機(jī)速率。

技術(shù)研發(fā)人員：趙環(huán);白進(jìn)謙;王朝輝

受保護(hù)的技術(shù)使用者：晶澳太陽能有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2020.09.14

技術(shù)公布日：2020.12.29