一種優(yōu)化太陽(yáng)能電池片管式擴(kuò)散爐氣流分布的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種優(yōu)化太陽(yáng)能電池片管式擴(kuò)散爐氣流分布的方法，涉及單晶或具有一定結(jié)構(gòu)的均勻多晶材料的擴(kuò)散工藝【技術(shù)領(lǐng)域】。所述方法通過(guò)在擴(kuò)散爐內(nèi)增加石英擋板，打亂了原有氣流的分布，使工藝氣體更加均勻的分布在爐管的各個(gè)溫區(qū)，保證了太陽(yáng)能電池片良好PN結(jié)的形成，使得太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率更高。通過(guò)所述方法改造后的管式擴(kuò)散爐，改造簡(jiǎn)單，成本低，不易損耗，使用壽命長(zhǎng)。而且，使用所述方法降低了易損耗的工藝氣體使用量，從而降低了生產(chǎn)成本。
【專利說(shuō)明】一種優(yōu)化太陽(yáng)能電池片管式擴(kuò)散爐氣流分布的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及單晶或具有一定結(jié)構(gòu)的均勻多晶材料的擴(kuò)散工藝【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]多晶硅太陽(yáng)能電池已經(jīng)被大規(guī)模應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，其良好的穩(wěn)定性和成熟的工藝流程是其大規(guī)模應(yīng)用的基礎(chǔ)。如何進(jìn)一步提高效率，降低成本是國(guó)內(nèi)外本【技術(shù)領(lǐng)域】研究的基本目標(biāo)。隨著工藝技術(shù)的發(fā)展，電池轉(zhuǎn)化效率得到了提高，但是新技術(shù)的應(yīng)用難免造成生產(chǎn)成本的增加。
[0003]擴(kuò)散工序是太陽(yáng)能電池生產(chǎn)過(guò)程中最重要的工序，PN結(jié)在此工序形成，PN結(jié)的優(yōu)劣直接影響電池的轉(zhuǎn)化效率。然而同批次的硅片、相同的生產(chǎn)工藝，最終電池的轉(zhuǎn)化效率卻不一樣，經(jīng)過(guò)表征測(cè)試發(fā)現(xiàn)造成電池效率低的主要原因是PN結(jié)不均勻，這包括片子內(nèi)PN結(jié)、片子與片子之間相對(duì)的PN結(jié)。在同一爐管同時(shí)擴(kuò)散的硅片為什么會(huì)有差距呢，這主要是由于工藝氣體在爐管內(nèi)分布不均造成的，氣體從爐管尾部進(jìn)入，從爐門(mén)口處的尾氣管排除，工藝氣體進(jìn)入時(shí)濃度較高，在排除出時(shí)濃度較低，從而造成爐管內(nèi)的氣體不均勻。
[0004]為了保證擴(kuò)散的均勻性現(xiàn)行的方法有:1、加大單位時(shí)間內(nèi)工藝氣體的流量，保證爐管內(nèi)工藝氣體密度足夠大。2、增加通入工藝氣體的時(shí)間，保證所有硅片都達(dá)到飽和擴(kuò)散。但是，這兩種方法都有缺點(diǎn)，1、加大工藝氣體流量即增加了工藝氣體單位時(shí)間內(nèi)的損耗，使得擴(kuò)散成本增加。2、延長(zhǎng)通入工藝氣體時(shí)間即延長(zhǎng)了擴(kuò)散工藝的時(shí)間，降低了單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)能，增加了擴(kuò)散工藝的成本。.
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種優(yōu)化太陽(yáng)能電池片管式擴(kuò)散爐氣流分布的方法，所述方法可以起到減緩氣流運(yùn)動(dòng)，使工藝氣體更加均勻的分布在爐管的各個(gè)溫區(qū)，有效保證了同一爐管內(nèi)所有硅片擴(kuò)散的均勻性，提高了 PN結(jié)的均勻性，從而提高了電參數(shù)以及電池的轉(zhuǎn)換效率。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:一種優(yōu)化太陽(yáng)能電池片管式擴(kuò)散爐氣流分布的方法，該管式擴(kuò)散爐內(nèi)設(shè)有進(jìn)氣管、排氣管和石英舟，所述石英舟上設(shè)有若干個(gè)不同的溫區(qū)，其特征在于:通過(guò)在爐門(mén)端與石英舟之間設(shè)置第二石英擋板，以及在石英舟上的不同位置設(shè)置第一石英擋板，減緩氣流運(yùn)動(dòng)、打亂原有氣流的分布，使工藝氣體更加均勻地分布在爐管的各個(gè)溫區(qū)，使得太陽(yáng)能電池片PN形成更加均勻。
[0007]優(yōu)選的，所述第一石英擋板和第二石英擋板的整體為圓形或矩形，厚度在
0.5mm-1Omm之間，石英擋板的下部設(shè)有固定缺口，石英擋板上設(shè)有分布不規(guī)則或規(guī)則的孔洞。
[0008]優(yōu)選的，石英舟分為五個(gè)溫區(qū)，從左到右依次為一溫區(qū)、二溫區(qū)、三溫區(qū)、四溫區(qū)和五溫區(qū)，石英舟的左側(cè)為爐門(mén)端，石英舟的右側(cè)為氣路端，分別在石英舟的二溫區(qū)、三溫度和五溫區(qū)設(shè)有第一石英擋板。[0009]優(yōu)選的，所述第一石英擋板為圓形，二溫區(qū)第一石英擋板的直徑為20-30cm，三溫區(qū)第一石英擋板的直徑為18-25cm，五溫區(qū)第一石英擋板的直徑為16-20cm。
[0010]優(yōu)選的，所述第二石英擋板距離石英舟的距離為1-lOcm。
[0011]采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:所述方法通過(guò)在擴(kuò)散爐內(nèi)增加石英擋板，打亂了原有氣流的分布，使工藝氣體更加均勻的分布在爐管的各個(gè)溫區(qū)，保證了太陽(yáng)能電池片良好PN結(jié)的形成，使得太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率更高，光電轉(zhuǎn)換效率提高0.1%左右。通過(guò)所述方法改造后的管式擴(kuò)散爐，改造簡(jiǎn)單，成本低，不易損耗，使用壽命長(zhǎng)。而且，使用所述方法降低了易損耗的工藝氣體使用量，從而降低了生產(chǎn)成本。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0013]圖1是本發(fā)明中石英擋板的分布結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1中石英擋板的左視結(jié)構(gòu)示意圖；
其中:1、石英舟2、第一石英擋板3、爐門(mén)端4、一溫區(qū)5、二溫區(qū)6、三溫區(qū)7、四溫區(qū)
8、五溫區(qū)9、氣路端10、爐管11、第二石英擋板。
【具體實(shí)施方式】
[0014]實(shí)施例一，一種優(yōu)化太陽(yáng)能電池片管式擴(kuò)散爐氣流分布的方法，包括以下步驟: (I)所述石英舟I位于管式擴(kuò)散爐內(nèi)，石英舟I分為五個(gè)溫區(qū)，從左到右依次為一溫區(qū)
4、二溫區(qū)5、三溫區(qū)6、四溫區(qū).7和五溫區(qū)8，石英舟I的左側(cè)為爐門(mén)端3，石英舟的右側(cè)為氣路端9，分別在石英舟I的二溫區(qū)5、三溫度6和五溫區(qū)8設(shè)有第一石英擋板2。二溫區(qū)5第一石英擋板的直徑為20cm，三溫區(qū)6第一石英擋板的直徑為18cm，五溫區(qū)8第一石英擋板的直徑為16cm。
[0015](2)在爐門(mén)端3與石英舟I之間增設(shè)第二石英擋板11，第二石英擋板距離石英舟的距離為1cm。所述第一石英擋板2和第二石英擋板11上設(shè)有分布不規(guī)則或規(guī)則的孔洞，所述第一石英擋板2和第二石英擋板11的整體為圓形，厚度為0.5_，下部設(shè)有固定缺口21。
[0016]實(shí)施例二，一種優(yōu)化太陽(yáng)能電池片管式擴(kuò)散爐氣流分布的方法，包括以下步驟: (I)所述石英舟I位于管式擴(kuò)散爐內(nèi)，石英舟I分為五個(gè)溫區(qū)，從左到右依次為一溫區(qū)
4、二溫區(qū)5、三溫區(qū)6、四溫區(qū)7和五溫區(qū)8，石英舟I的左側(cè)為爐門(mén)端3，石英舟的右側(cè)為氣路端9，分別在石英舟I的一溫區(qū)4、三溫度6和五溫區(qū)8設(shè)有第一石英擋板2。一溫區(qū)4第一石英擋板的直徑為25cm，三溫區(qū)6第一石英擋板的直徑為20cm，五溫區(qū)8第一石英擋板的直徑為18cm。
[0017](2)在爐門(mén)端3與石英舟I之間增設(shè)第二石英擋板11，第二石英擋板距離石英舟的距離為5cm。所述第一石英擋板2和第二石英擋板11上設(shè)有分布不規(guī)則或規(guī)則的孔洞，所述第一石英擋板2和第二石英擋板11的整體為圓形，厚度為5_，下部設(shè)有固定缺口 21。
[0018]實(shí)施例三，一種優(yōu)化太陽(yáng)能電池片管式擴(kuò)散爐氣流分布的方法，包括以下步驟:
(I)所述石英舟I位于管式擴(kuò)散爐內(nèi)，石英舟I分為五個(gè)溫區(qū)，從左到右依次為一溫區(qū)
4、二溫區(qū)5、三溫區(qū)6、四溫區(qū)7和五溫區(qū)8，石英舟I的左側(cè)為爐門(mén)端3，石英舟的右側(cè)為氣路端9，分別在石英舟I的一溫區(qū)4和四溫度7設(shè)有第一石英擋板2。一溫區(qū)4第一石英擋板的直徑為30cm，四溫區(qū)7第一石英擋板的直徑為25cm。
[0019](2)在爐門(mén)端3與石英舟I之間增設(shè)第二石英擋板11，第二石英擋板距離石英舟的距離為10cm。所述第一石英擋板和第二石英擋板上設(shè)有分布不規(guī)則或規(guī)則的孔洞，所述石英擋板的整體為矩形，厚度為10_，下部設(shè)有固定缺口 21。
[0020]本方法可以通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)改變石英擋板的位置和大小，并測(cè)試電池片的轉(zhuǎn)化效率來(lái)找到一個(gè)石英擋板放置的最佳位置和大小。本方法可以在Amtech公司生產(chǎn)的擴(kuò)散爐上使用。本發(fā)明中石英擋板的個(gè)數(shù)、大小以及位置等可以根據(jù)實(shí)際情況變化，而且石英擋板可以是圓形、矩形或其他形狀。所述方法通過(guò)在擴(kuò)散爐內(nèi)增加石英擋板，打亂了原有氣流的分布，使工藝氣體更加均勻的分布在爐管的各個(gè)溫區(qū)，保證了太陽(yáng)能電池片良好PN結(jié)的形成，使得太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率更高，使得光電轉(zhuǎn)換效率提高0.1%。通過(guò)所述方法改造后的管式擴(kuò)散爐，改造簡(jiǎn)單，成本低，不易損耗，使用壽命長(zhǎng)。而且，使用所述方法降低了易損耗的工藝氣體使用量，從而降低了生產(chǎn)成本。
[0021]本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及其實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用來(lái)幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本·發(fā)明原理的前提下還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種優(yōu)化太陽(yáng)能電池片管式擴(kuò)散爐氣流分布的方法，該管式擴(kuò)散爐內(nèi)設(shè)有進(jìn)氣管、排氣管和石英舟(I)，所述石英舟(I)上設(shè)有若干個(gè)不同的溫區(qū)，其特征在于:通過(guò)在爐門(mén)端(3)與石英舟(I)之間設(shè)置第二石英擋板(11)，以及在石英舟(I)上的不同位置設(shè)置第一石英擋板(2)，減緩氣流運(yùn)動(dòng)、打亂原有氣流的分布，使工藝氣體更加均勻地分布在爐管的各個(gè)溫區(qū)，使得太陽(yáng)能電池片PN形成更加均勻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種優(yōu)化太陽(yáng)能電池片管式擴(kuò)散爐氣流分布的方法，其特征在于所述第一石英擋板(2 )和第二石英擋板(11)的整體為圓形或矩形，厚度在0.5mm-10mm之間，石英擋板的下部設(shè)有固定缺口(21)，石英擋板上設(shè)有分布不規(guī)則或規(guī)則的孔洞。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種優(yōu)化太陽(yáng)能電池片管式擴(kuò)散爐氣流分布的方法，其特征在于石英舟(I)分為五個(gè)溫區(qū)，從左到右依次為一溫區(qū)(4)、二溫區(qū)(5)、三溫區(qū)(6)、四溫區(qū)(7)和五溫區(qū)(8)，石英舟(I)的左側(cè)為爐門(mén)端(3)，石英舟的右側(cè)為氣路端(9)，分別在石英舟(I)的二溫區(qū)(5)、三溫度(6)和五溫區(qū)(8)設(shè)有第一石英擋板(2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種優(yōu)化太陽(yáng)能電池片管式擴(kuò)散爐氣流分布的方法，其特征在于所述第一石英擋板為圓形，二溫區(qū)(5)第一石英擋板的直徑為20-30cm，三溫區(qū)(6)第一石英擋板的直徑為18-25cm，五溫區(qū)(8)第一石英擋板的直徑為16-20cm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種優(yōu)化太陽(yáng)能電池片管式擴(kuò)散爐氣流分布的方法，其特征在于所述第二石英擋板(11).距離石英舟(I)的距離為1-lOcm。
【文檔編號(hào)】C30B31/16GK103436967SQ201310348787
【公開(kāi)日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年8月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月12日
【發(fā)明者】王英超, 熊景峰, 胡志巖, 李高非 申請(qǐng)人:英利集團(tuán)有限公司