一種等離子射流裝置和組件以及一種晶硅電池表面氧化和除污的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及用于材料表面深度氧化和表面清洗的大氣壓等離子體射流裝置與方法，尤其是能夠對太陽能電池硅片表面、薄膜表面進行深度氧化及材料表面的污染物清洗的等離子體射流技術與方法。
【背景技術】
[0002]低溫等離子體包含有電子和離子這兩個重要的能量載體，大范圍的電子和離子能量分布以及高度活性的激發態粒子使得等離子體具備了超化學能力，從而引發常規化學反應中不能或難以實現的物理變化和化學反應。這些特點決定了等離子體在諸多領域具備了如薄膜生長、基片刻蝕、材料表面改性、生物表面修飾、細胞分離、滅菌、空氣凈化以及等離子體隱身等的廣泛應用。
[0003]眾所周知，基于太陽能的光伏發電是二十一世紀最重要的新能源利用之一，其中，晶體硅太陽能電池片的光伏發電是當前光伏領域的主流技術。然而，這些晶硅電池組件在經歷各種大氣環境尤其是在濕熱的惡劣環境條件下，經過一段時間后通常會出現所謂的功率輸出的電勢誘導衰減(PID)的問題。主要原因是由于介于封裝玻璃與晶硅片之間的EVA膠出現老化，形成了一些微通道，在電池組件的強電勢作用下，封裝玻璃種的鈉離子會沿著微通道進入到晶硅表面，這些鈉離子在晶硅表面的堆積造成了晶硅表面微米級的缺陷位，這些表面缺陷位造成了電池組件中載流子的大量復合，直接導致了電池組件的功率輸出降低。
[0004]為克服鈉離子進入到晶硅表面，一方面，研宄者們從EVA膠的改進方面著手，提高EVA膠的阻抗特性，延緩鈉離子的進入，但成本相對較高，離實際應用還有較長一段距離；另一方面，研宄者們在晶硅表面涂覆一層致密S1x的阻擋層，阻止鈉離子的進入，例如，采用等離子體增強化學氣相沉積方法利用笑氣(N20)和硅烷(SiH4)作為前驅體在晶硅表面生長S1x的阻擋層，但所生長S1x薄膜不夠致密，實際的阻擋效果并不理想；也有直接采用臭氧氧化方法在晶硅表面增強生長一層2-3nm的氧化硅，該方法目前在生產中已有一定的應用，但仍面臨著厚度較薄、氧化深度不夠等不利因素。
[0005]另外，在晶硅電池片加工生產與操作過程中，操作員工經常會不經意的在電池片表面留下指紋等污染物，這些污染物在晶硅片涂覆減反層SiNx薄膜之前很難被覺察，而一旦涂覆減反層之后，指紋痕跡很明顯，嚴重的影響著電池片的外觀。有時，晶硅電池片成品表面上也留有一些指紋印。

【發明內容】

[0006]本發明要解決的技術問題是提供一種能夠阻擋封裝玻璃中的鈉離子從EVA膠的微通道進入硅片表面的裝置。
[0007]為解決上述問題，本發明提供了一種等離子射流裝置，包括接地的空心桿狀金屬外管體，其特征在于，還包括:
[0008]-絕緣管，位于所述外管體的內腔中，其軸線與所述外管體的軸線平行；
[0009]-金屬陰極體，位于所述玻璃管的內腔中且與射頻輸出裝置的射頻輸出端相連，所述陰極體為桿狀結構且其軸線與所述玻璃體的軸線平行；
[0010]-金屬陽極體，為空心桿狀結構，所述陽極體其內壁套設在所述玻璃管的外壁上，其外壁夾緊于所述所述外管體內壁中；
[0011]-進氣通道，其與所述玻璃管的內腔連通，所述進氣通道的出氣口設置在所述射流裝置的外部。
[0012]作為本發明的進一步改進，還包括相互連接的第一連接裝置和第二連接裝置，所述陰極體的一端夾緊在所述第一連接裝置上，所述外管體的外壁夾緊在所述第二連接裝置上。
[0013]作為本發明的進一步改進，所述第一連接裝置和第二連接裝置的連接方式為法蘭連接，所述陰極體、外管體與所述第一連接裝置、第二連接裝置的夾緊方式均為定心夾緊。
[0014]作為本發明的進一步改進，所述陰極體為鎢絲。
[0015]一種等離子射流組件，包括:
[0016]如權利要求1-4其中任一所述的射流裝置；
[0017]連接在所述射流裝置的進氣通道上的進氣裝置；以及
[0018]能夠向所述射流裝置的陰極體中饋入射頻功率的射頻電源；
[0019]所述氣體發送裝置能夠向所述進氣通道中送入氬氣、氧氣中的一種或者多種。
[0020]一種晶硅電池表面氧化方法，其特征在于包括以下步驟:
[0021]Al、將射流裝置的空心筒狀玻璃管中的陰電極調整到所述玻璃管的軸中心位置，所述陰電極縮進在所述玻璃管內，所述玻璃管突出于設置在其外壁上的空心筒狀陽極體夕卜，調節射頻電源，向所述陰極體饋入射頻功率；
[0022]B1、通過進氣裝置向與所述的玻璃管內腔連通的進氣通道中通入氬氣和氧氣混合氣體；
[0023]Cl、將射流裝置勻速地在用4%氫氟酸溶液中浸泡過的多晶硅片表面進行二維行列掃描。
[0024]進一步的，步驟Al中，射頻功率為20MHz。
[0025]進一步的，混合氣體中，氧氣的含量小于0.5%。
[0026]進一步的，步驟BI中，混合氣體流量為10SLM，其中氧氣的流量為20SCCM，另外，將所述射頻電源調節為701
[0027]一種晶硅電池表面去污方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0028]A2、將射流裝置的空心筒狀玻璃管中的陰電極調整到所述玻璃管的軸中心位置，所述陰電極縮進在所述玻璃管內，所述玻璃管突出于設置在其外壁上的空心筒狀陽極體夕卜，調節射頻電源，向所述陰極體饋入射頻功率為13.56MHz ；
[0029]B2、通過進氣裝置向與所述的玻璃管內腔連通的進氣通道中通入氬氣和氧氣混合氣體8SLM，其中氧氣的流量為10SCCM，同時調節射頻電源的放電功率射頻為100W ；
[0030]C2、將射流裝置的射流照射在晶硅電池表面的污點上；
[0031]D2、將射流處理過的晶體硅片放入去離子水中漂洗；
[0032]E2、將漂洗后的晶體硅片放入溫度為110度的烘箱中進行烘干處理。
[0033]本發明的有益效果在于，本發明能夠阻擋封裝玻璃中的鈉離子進入硅片表面，從而防止鈉離子在晶硅表面的堆積造成了晶硅表面微米級的缺陷位造成電池組件中載流子的大量復合，導致電池組件的功率輸出降低，同時，也為了消除電池片表面的指紋等污染物。
【附圖說明】
[0034]圖1是本發明的結構示意圖；
[0035]其中:2_外管體；3_玻璃管；4_金屬陰極體；6_金屬陽極體；8_進氣通道；10_第一連接裝置；12-第二連接裝置。
【具體實施方式】
[0036]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細的描述。
[0037]如圖1所示，本發明包括接地的空心桿狀金屬外管體2，其特征在于，還包括:
[0038]-絕緣管3，位于所述外管體2的內腔中，其軸線與所述外管體2的軸線平行；
[0039]-金屬陰極體4，位于所述玻璃管3的內腔中且與射頻輸出裝置的射頻輸出端相連，所述金屬陰極體4為桿狀結構且其軸線與所述玻璃體的軸線平行；
[0040]-金屬陽極體6，為空心桿狀結構，所述金屬陽極體6其內壁套設在所述玻璃管3的外壁上，其外壁夾緊于所述所述外管體2內壁中；
[0041]-進氣通道8，其與所述玻璃管3的內腔連通，所述進氣通道8的出氣口設置在所述射流裝置的外部。
[0042]作為本發明的進一步改進，還包括相互連接的第一連接裝置10和第二連接裝置12，所述金屬陰極體4的一端夾緊在所述第一連接裝置10上，所述外管體2的外壁夾緊在所述第二連接裝置12上。
[0043]作為本發明的進一步改進，所述第一連接裝置10和第二連接裝置12的連接方式為法蘭連接，所述金屬陰極體4、外管體2與所述第一連接裝置10、第二連接裝置12的夾緊方式均為定心夾緊。
[0044]作為本發明的進一步改進，所述金屬陰極體4為鎢絲。
[0045]作為本發明的進一步改進，所述金屬陰極體4的長度l_4mm，其放電端采用錐形結構，其錐角曲率半徑為0.5mm-3mm，其錐形尖端縮進接地端口 3mm-10mm，所述玻璃管3的內徑為6mm，其突出所述接地端口約3mm-10mm。
[0046]一種等離子射流組件，包括:
[0047]如權利要求1-5其中任一所述的射流裝置；
[0048]連接在所述射流裝置的進氣通道8上的進氣裝置；以及
[0049]能夠向所述射流裝置的金屬陰極體4中饋入射頻功率的射頻電源；
[0050]所述氣體發送裝置能夠向所述進氣通道8中送入氬氣、氧氣中的一種或者多種。
[0051]一種晶硅電池表面氧化方法，其特征在于包括以下步驟:
[0052]Al、將射流裝置的空心筒狀玻璃管3中的陰電極調整到所述玻璃管3的軸中心位置，所述陰電極縮進在所述玻璃管3內，所述玻璃管3突出于設置在其外壁上的空心筒狀金屬陽極體6外，調節射頻電源，向所述金屬陰極體4饋入射頻功率；
[0053]B1、通過進氣裝置向與所述的玻璃管3內腔連通的進氣通道8中通入氬氣和氧氣混合氣體；
[0054]Cl、將射流裝置勻速地在用4%氫氟酸溶液中浸泡過的多晶硅片表面進行二維行列掃描。
[0055]進一步的，步驟Al中，射頻功率為20Hz。
[0056]進一步的，混合氣體中，氧氣的含量小于0.5%。
[0057]進一步的，步驟BI中，混合氣體流量為10000SLM，其中氧氣的流量為20SCCM，另夕卜，將所述射頻電源調節為70W。
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