專利名稱：一種用于制作晶體硅太陽(yáng)能電池pn結(jié)的石英爐管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種用于制作晶體硅太陽(yáng)能電池PN結(jié)的石英爐管技術(shù)領(lǐng)域[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種太陽(yáng)能電池?cái)U(kuò)散工藝用設(shè)備，尤其是涉及一種用于制作晶體硅太陽(yáng)能電池PN結(jié)的石英爐管。
背景技術(shù)：
[0002]太陽(yáng)能電池作為新興的清結(jié)可再生能源，因其具有直接將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，且壽命長(zhǎng)、維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)而備受矚目，其中晶體硅太陽(yáng)能電池的應(yīng)用最為廣泛。[0003]制作晶體硅太陽(yáng)能電池的關(guān)鍵過(guò)程就是PN結(jié)的制備，在晶體硅的表面形成PN結(jié)的方法有氣相擴(kuò)散、涂敷擴(kuò)散和離子移植等，目前工業(yè)化生產(chǎn)中大部分采用氣相擴(kuò)散法制備PN結(jié)。由于PN結(jié)性能的好壞直接影響晶體硅太陽(yáng)能電池的質(zhì)量，因此對(duì)于氣相擴(kuò)散法最大的問(wèn)題就在于如何保障擴(kuò)散的均勻性，如果在制備PN結(jié)時(shí)能夠保證良好的擴(kuò)散均勻性， 則制備晶體硅太陽(yáng)能電池的后續(xù)工藝中的工藝參數(shù)的可控性會(huì)較高，從而可以較好的保證晶體硅太陽(yáng)能電池的電性能參數(shù)的穩(wěn)定性。[0004]目前，氣相擴(kuò)散工藝制備PN結(jié)的整個(gè)過(guò)程都是在硅片擴(kuò)散爐膛內(nèi)完成的，而石英管是硅片擴(kuò)散爐膛中的重要部件，石英管滿足氣相擴(kuò)散工藝1000°c左右的高溫要求，使用時(shí)石英管平放于硅片擴(kuò)散爐膛內(nèi)，橫向置放有硅電池片的石英舟位于石英管內(nèi)，工藝氣體的進(jìn)入和廢氣的排放均在石英管的管尾完成，這種氣相擴(kuò)散設(shè)備由于各種工藝氣體是通過(guò)石英管的管尾通入的，通入的各種工藝氣體從石英管的管尾通向石英管的管口，這樣在石英管的管尾的擴(kuò)散氣氛相對(duì)于石英管的管口處要重一些，存在氣流的不穩(wěn)定性和不可控性問(wèn)題，因此在橫向上擴(kuò)散濃度存在不均勻性，導(dǎo)致硅片和整管晶硅電池?cái)U(kuò)散方阻存在不均勻性，這將直接影響氣相擴(kuò)散效果的均勻性，從而使得在生產(chǎn)高效的晶體硅太陽(yáng)能電池的過(guò)程中存在很大的不穩(wěn)定性。發(fā)明內(nèi)容[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用于晶體硅太陽(yáng)能電池的PN結(jié)制作過(guò)程中，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)氣流的控制并加以穩(wěn)定，有效提高硅片的擴(kuò)散方阻的均勻性的石英爐管。[0006]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為一種用于制作晶體硅太陽(yáng)能電池PN結(jié)的石英爐管，其特征在于其為雙層結(jié)構(gòu)，包括同軸設(shè)置的外層石英管和內(nèi)層氣流均衡管，所述的外層石英管內(nèi)徑向設(shè)置有口部石英支撐圓盤(pán)和尾部石英支撐圓盤(pán)，所述的內(nèi)層氣流均衡管置放于所述的口部石英支撐圓盤(pán)和所述的尾部石英支撐圓盤(pán)上，所述的外層石英管和所述的內(nèi)層氣流均衡管之間的環(huán)形空隙中沿軸向均勻設(shè)置有多塊用于隔斷所述的環(huán)形空隙的石英隔流板，多塊所述的石英隔流板分所述的環(huán)形空隙為多個(gè)氣流腔，所述的內(nèi)層氣流均衡管上均勻分布有多個(gè)連通所述的氣流腔和所述的內(nèi)層氣流均衡管的內(nèi)腔的氣流孔，所述的尾部石英支撐圓盤(pán)上軸向連接有與所述的內(nèi)層氣流均衡管的內(nèi)腔連通的廢氣排放管及多個(gè)分別與所述的氣流腔一一對(duì)應(yīng)連通的工藝氣體進(jìn)氣管。[0007]所述的氣流孔的直徑大小為0. 3 1. Ocm0[0008]所述的氣流孔的直徑大小為0. 6cm。[0009]所述的外層石英管和所述的內(nèi)層氣流均衡管之間的環(huán)形空隙中沿軸向均勻設(shè)置有四塊用于隔斷所述的環(huán)形空隙的石英隔流板，四塊所述的石英隔流板分所述的環(huán)形空隙為四個(gè)氣流腔。[0010]所述的尾部石英支撐圓盤(pán)與所述的外層石英管、所述的內(nèi)層氣流均衡管、所述的工藝氣體進(jìn)氣管和所述的廢氣排放管均密封連接。[0011]所述的石英隔流板位于所述的口部石英支撐圓盤(pán)和所述的尾部石英支撐圓盤(pán)之間。[0012]所述的口部石英支撐圓盤(pán)上開(kāi)設(shè)有用于將石英舟推入到所述的內(nèi)層氣流均衡管內(nèi)的通孔。[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于本實(shí)用新型的石英爐管為由外層石英管和內(nèi)層氣流均衡管構(gòu)成的雙層結(jié)構(gòu)，且通過(guò)石英隔流板將外層石英管和內(nèi)層氣流均衡管之間的環(huán)形空隙隔成多個(gè)氣流腔，同時(shí)在內(nèi)層氣流均衡管上均勻設(shè)置有很多氣流孔，這樣使用時(shí)工藝氣體通過(guò)氣流腔再經(jīng)氣流孔均勻沉積到硅片表面上，這種結(jié)構(gòu)的石英爐管實(shí)現(xiàn)了對(duì)氣流的控制并加以穩(wěn)定，可提高硅片和整管晶硅電池?cái)U(kuò)散方阻的均勻性到士洲以內(nèi) (目前國(guó)內(nèi)外硅片和整管晶硅電池?cái)U(kuò)散方阻均勻性在士 3%以上)，從而改善了氣流對(duì)晶體硅太陽(yáng)能電池的電性能和整體的成品率、優(yōu)品率所造成的影響。[0014]
[0015]圖1為本實(shí)用新型的石英爐管的軸向剖視示意圖；[0016]圖2為本實(shí)用新型的石英爐管在圖1中的A-A處的徑向剖視示意圖。[0017]具體實(shí)施方式
[0018]
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。[0019]本實(shí)用新型提出的一種用于制作晶體硅太陽(yáng)能電池PN結(jié)的石英爐管，如圖所示， 其為雙層結(jié)構(gòu)，包括同軸設(shè)置的外層石英管1和內(nèi)層氣流均衡管2，外層石英管1的口部連接有石英爐門11，外層石英管1內(nèi)徑向設(shè)置有口部石英支撐圓盤(pán)3和尾部石英支撐圓盤(pán)4， 口部石英支撐圓盤(pán)3和尾部石英支撐圓盤(pán)4之間的軸向距離一般為大于兩個(gè)石英舟(圖中未示出)的長(zhǎng)度，內(nèi)層氣流均衡管2置放于口部石英支撐圓盤(pán)3和尾部石英支撐圓盤(pán)4上， 內(nèi)層氣流均衡管2的內(nèi)腔位于口部石英支撐圓盤(pán)3和尾部石英支撐圓盤(pán)4之間的部分構(gòu)成一個(gè)恒溫區(qū)5，外層石英管1和內(nèi)層氣流均衡管2之間的環(huán)形空隙中沿軸向均勻設(shè)置有四塊用于隔斷環(huán)形空隙的石英隔流板6，石英隔流板6位于口部石英支撐圓盤(pán)3和尾部石英支撐圓盤(pán)4之間，四塊石英隔流板6分環(huán)形空隙為四個(gè)氣流腔7，內(nèi)層氣流均衡管2上均勻分布有多個(gè)連通氣流腔7和內(nèi)層氣流均衡管2的內(nèi)腔的氣流孔21，尾部石英支撐圓盤(pán)4上軸向連接有與內(nèi)層氣流均衡管2的內(nèi)腔連通的廢氣排放管8及四個(gè)分別與氣流腔7 —一對(duì)應(yīng)連通的工藝氣體進(jìn)氣管9，口部石英支撐圓盤(pán)3上開(kāi)設(shè)有用于將石英舟推入到內(nèi)層氣流均衡管2的恒溫區(qū)中的通孔31。[0020]在此具體實(shí)施例中，一般可將氣流孔21的直徑大小設(shè)計(jì)成0. 3 1. Ocm左右，在實(shí)際處理過(guò)程中可將氣流孔21的直徑大小設(shè)計(jì)為0. 6cm左右。[0021]在此具體實(shí)施例中，石英隔流板6的塊數(shù)也可設(shè)為三塊或五塊等，可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置，石英隔流板6的設(shè)置不僅起到固定連接外層石英管1和內(nèi)層氣流均衡管2的作用， 以穩(wěn)定內(nèi)層氣流均衡管2，而且隔斷了通入的工藝氣體，使擴(kuò)散濃度更為均勻。[0022]在此具體實(shí)施例中，尾部石英支撐圓盤(pán)4與外層石英管1、內(nèi)層氣流均衡管2、工藝氣體進(jìn)氣管9和廢氣排放管8均密封連接，密封連接可使得內(nèi)層氣流均衡管2的恒溫區(qū)中的壓力更為均勻。[0023]使用本實(shí)用新型的石英爐管時(shí)，工藝氣體經(jīng)工藝氣體進(jìn)氣管9進(jìn)入外層石英管1 與內(nèi)層氣流均衡管2之間的氣流腔7內(nèi)，氣流腔7內(nèi)的工藝氣體經(jīng)內(nèi)層氣流均衡管2上的氣流孔21進(jìn)入工藝腔室(即內(nèi)層氣流均衡管的恒溫區(qū)5)內(nèi)，均勻的沉積在硅片表面并在高溫下擴(kuò)散制備PN結(jié)，擴(kuò)散后廢氣由廢氣排放管8排出工藝腔室。
權(quán)利要求1.一種用于制作晶體硅太陽(yáng)能電池PN結(jié)的石英爐管，其特征在于其為雙層結(jié)構(gòu)，包括同軸設(shè)置的外層石英管和內(nèi)層氣流均衡管，所述的外層石英管內(nèi)徑向設(shè)置有口部石英支撐圓盤(pán)和尾部石英支撐圓盤(pán)，所述的內(nèi)層氣流均衡管置放于所述的口部石英支撐圓盤(pán)和所述的尾部石英支撐圓盤(pán)上，所述的外層石英管和所述的內(nèi)層氣流均衡管之間的環(huán)形空隙中沿軸向均勻設(shè)置有多塊用于隔斷所述的環(huán)形空隙的石英隔流板，多塊所述的石英隔流板分所述的環(huán)形空隙為多個(gè)氣流腔，所述的內(nèi)層氣流均衡管上均勻分布有多個(gè)連通所述的氣流腔和所述的內(nèi)層氣流均衡管的內(nèi)腔的氣流孔，所述的尾部石英支撐圓盤(pán)上軸向連接有與所述的內(nèi)層氣流均衡管的內(nèi)腔連通的廢氣排放管及多個(gè)分別與所述的氣流腔一一對(duì)應(yīng)連通的工藝氣體進(jìn)氣管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于制作晶體硅太陽(yáng)能電池PN結(jié)的石英爐管，其特征在于所述的氣流孔的直徑大小為0. 3 1. Ocm0
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于制作晶體硅太陽(yáng)能電池PN結(jié)的石英爐管，其特征在于所述的氣流孔的直徑大小為0. 6cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的一種用于制作晶體硅太陽(yáng)能電池PN結(jié)的石英爐管，其特征在于所述的外層石英管和所述的內(nèi)層氣流均衡管之間的環(huán)形空隙中沿軸向均勻設(shè)置有四塊用于隔斷所述的環(huán)形空隙的石英隔流板，四塊所述的石英隔流板分所述的環(huán)形空隙為四個(gè)氣流腔。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于制作晶體硅太陽(yáng)能電池PN結(jié)的石英爐管，其特征在于所述的尾部石英支撐圓盤(pán)與所述的外層石英管、所述的內(nèi)層氣流均衡管、所述的工藝氣體進(jìn)氣管和所述的廢氣排放管均密封連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于制作晶體硅太陽(yáng)能電池PN結(jié)的石英爐管，其特征在于所述的石英隔流板位于所述的口部石英支撐圓盤(pán)和所述的尾部石英支撐圓盤(pán)之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于制作晶體硅太陽(yáng)能電池PN結(jié)的石英爐管，其特征在于所述的口部石英支撐圓盤(pán)上開(kāi)設(shè)有用于將石英舟推入到所述的內(nèi)層氣流均衡管內(nèi)的通孔。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于制作晶體硅太陽(yáng)能電池PN結(jié)的石英爐管，其為雙層結(jié)構(gòu)，包括外層石英管和內(nèi)層氣流均衡管，外層石英管內(nèi)徑向設(shè)置有口部石英支撐圓盤(pán)和尾部石英支撐圓盤(pán)，內(nèi)層氣流均衡管置放于兩個(gè)石英支撐圓盤(pán)上，外層石英管和內(nèi)層氣流均衡管之間的環(huán)形空隙中沿軸向均勻設(shè)置有多塊石英隔流板，多塊石英隔流板分環(huán)形空隙為多個(gè)氣流腔，內(nèi)層氣流均衡管上均勻分布有多個(gè)氣流孔，尾部石英支撐圓盤(pán)上連接有與內(nèi)層氣流均衡管連通的廢氣排放管及與氣流腔連通的工藝氣體進(jìn)氣管，使用時(shí)工藝氣體通過(guò)氣流腔再經(jīng)氣流孔均勻沉積到硅片表面上，這種結(jié)構(gòu)的石英爐管實(shí)現(xiàn)了對(duì)氣流的控制并加以穩(wěn)定，可提高硅片和整管晶硅電池?cái)U(kuò)散方阻的均勻性到±2%以內(nèi)。
文檔編號(hào)C30B31/06GK202275863SQ20112037989
公開(kāi)日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月9日
發(fā)明者周體, 肖劍峰, 黃志林 申請(qǐng)人:寧波升日太陽(yáng)能電源有限公司