CN109616554A - 一种链式扩散系统 - Google Patents
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Abstract
本发明的一种链式扩散系统，包括依次连接的上料单元、喷涂单元、扩散单元、冷却单元和收料单元；所述扩散单元包括扩散腔体；硅片由所述上料单元传送至所述喷涂单元，再依次经过喷涂单元、扩散单元和冷却单元，最后达到收料单元；所述扩散腔体内设置有用以传送硅片的传送装置和用于对所述传送装置上的硅片进行高温加热的第一加热装置，所述第一加热装置设置在所述传送装置的上方。本发明链式扩散系统通过平铺式的多点支撑传动方式，在相同的条件下，可延长硅片表面加热时间和温度，推进掺杂结深，从而提高硅片表面的掺杂质量，提高电池的光电转换效率，适应大尺寸硅片和超薄硅片，降低自动化传输技术难度，满足行业产业化需求。
Description
技术领域
本发明涉及光伏设备领域，更具体地说，涉及一种链式扩散系统。
背景技术
太阳能电池片领域中的扩散工序，多采用的是管式扩散系统，该方法具有单管单控、操作灵活等特点，是目前行业的主导技术。伴随着光伏技术的不断进步，硅片尺寸的不断增加，管式扩散系统的石英管管径从180mm发展到目前的330mm，长度从1600mm加长至2600mm。高效电池工艺对掺杂品质的要求越来越高，通过增大管径适应硅片尺寸、增长石英管长度适应行业对产能需求的技术手段所带来的弊端越来越明显。首先是管径增大，温场的截面均匀性变差，从而影响片内掺杂均匀性；立式倾角装载硅片方式，当硅片很薄以后会弯曲、翘曲，从而影响掺杂源的分布均匀性，继面影响片内、片间的掺杂均匀性，同时该方式承载硅片对自动化提出了更高的要求，在产能、碎片率等方面都会遇到无法突破的技术瓶颈。目前行业内存在的平面扩散系统采用金属网带传送方式，该系统由于存在金属污染、无法长时间高温处理掺杂过程，从而造成硅片表面掺杂质量较差而未被行业所认可。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种链式扩散系统，通过平铺式的多点支撑传动方式，在相同的条件下，可延长硅片表面加热时间和温度，推进掺杂结深，从而提高硅片表面的掺杂质量，提高电池的光电转换效率，适应大尺寸硅片和超薄硅片，降低自动化传输技术难度，满足行业产业化需求。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种链式扩散系统，包括依次连接的上料单元、喷涂单元、扩散单元、冷却单元和收料单元；
硅片由所述上料单元传送至所述喷涂单元，再依次经过喷涂单元、扩散单元和冷却单元，最后达到收料单元；
所述喷涂单元用以在硅片表面均匀涂抹一层掺杂源，所述扩散单元用以对涂抹后的硅片进行高温加热扩散处理，所述冷却单元用以对高温加热扩散后的硅片进行降温处理；
所述扩散单元包括扩散腔体，所述扩散腔体内设置有用以传送硅片的传送装置和用于对所述传送装置上的硅片进行高温加热的第一加热装置，所述第一加热装置设置在所述传送装置的上方。
优选的，所述传送装置由多组滚轮构成，滚轮通过转动以传送硅片在所述扩散腔体内运动。
优选的，所述第一加热装置为多组加热灯管，每组加热灯管均对应设置在每组滚轮的正上方。
优选的，所述扩散腔体内还设置有第二加热装置，所述第二加热装置为多组加热灯管，每组加热灯管均对应设置在相邻的两组滚轮中间。
优选的，两组滚轮正上方对应设置的两组加热灯管与两组所述滚轮中间的一组加热灯管的中心的连接线呈等边三角形。
优选的，所述扩散腔体为石英腔体。
优选的，所述加热灯管为卤素灯管或红外灯管。
优选的，所述扩散腔体内饱和填充有氮气。
根据上述的技术方案，可以知道，在本发明中，硅片由上料单元传送至喷涂单元，喷涂单元在硅片绒面表面均匀涂抹一层掺杂源，涂抹后的硅片进一步进入扩散单元以进行高温加热扩散处理，高温加热扩散后的硅片再进入冷却单元进行降温处理，最后再由收料单元收集，其中扩散单元通过平铺式的多点支撑传送设计。从设备实现的工作原理上讲，设备可处理的硅片尺寸最大可以达到1000mm×1000mm(远远超过实际产品，目前硅片尺寸为156mm×156mm)以上；硅片表面的加热时间可以通过无限延长扩散腔体长度达到工艺要求；通过选取合适的传动滚轮材料，硅片表面温度可以加热至1000℃以上，加速扩散运动过程，推进掺杂源向硅片纵深方向发展；灯管加热方式较管式加热更加均匀，有利于提高硅片表面的受热均匀性，从而提高掺杂均匀性；喷涂掺杂源与管式扩散炉的气体携带方式相比，更容易在硅片表面形成过量的掺杂源，掺杂均匀性得到大幅度的改善；多组滚轮构成的平面多点支撑传动方式使得硅片能够水平传输，避免了现有技术中立式倾角装硅片造成的背面过掺杂、自动化碎片、翘曲等诸多问题。由此可见，本发明可满足大尺寸、薄片化、高均匀性和高质量掺杂的技术需求，突破了目前行业内管式扩散系统和网带式扩散炉无法满足行业技术发展需求而对行业造成的技术壁垒。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的链式扩散系统的整体示意图；
图2为本发明的链式扩散系统的扩散单元的侧剖示意图；
其中，附图中标记如下：
1-上料单元，2-喷涂单元，3-扩散单元，4-冷却单元，5-收料单元，6-硅片，7-扩散腔体，8-传送装置，9-第一加热装置，10-第二加热装置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，图1为本发明的链式扩散系统的整体示意图；图2为本发明的链式扩散系统的扩散单元的侧剖示意图。
如图1-2，一种链式扩散系统，如图1所示，包括依次连接的上料单元1、喷涂单元2、扩散单元3、冷却单元4和收料单元5；硅片6由所述上料单元1传送至所述喷涂单元2，再依次经过喷涂单元2、扩散单元3和冷却单元4，最后达到收料单元5；所述喷涂单元2用以在硅片6表面均匀涂抹一层掺杂源，所述扩散单元3用以对涂抹后的硅片6进行高温加热扩散处理，所述冷却单元4用以对高温加热扩散后的硅片6进行降温处理；上料单元1、喷涂单元2、扩散单元3、冷却单元4和收料单元5之间通过隔离气帘实现通断，结构紧凑，同时亦可以避免传送过程中硅片6暴露在空气中造成污染，其中上料单元1、喷涂单元2、冷却单元4和收料单元5为现有设备和现有技术，这里不再赘述，为本领域技术人员所熟知，并所容易想到的，其中，扩散单元3包括扩散腔体7，优选的，扩散腔体7为石英腔体，扩散腔体7内饱和填充有氮气，扩散腔体7内设置有用以传送硅片6的传送装置8和用于对所述传送装置8上的硅片6进行高温加热的第一加热装置9，所述第一加热装置9设置在所述传送装置8的上方，通过充气装置对扩散腔体7内始终填充有氮气，以减小硅片6表面少子复合和结区漏电情况，其中传送装置8通过驱动电机或者气缸控制转动，从而带动传送装置8上的硅片6在扩散腔体7内运动。
在本发明的另一个具体实施例中，如图1和2所示，传送装置8由多组滚轮构成，滚轮通过转动以传送硅片6在所述扩散腔体7内运动，第一加热装置9为多组加热灯管，加热灯管为卤素灯管或红外灯管，每组加热灯管均对应设置在每组滚轮的正上方，扩散腔体7内还设置有第二加热装置10，所述第二加热装置10为多组加热灯管，每组加热灯管均对应设置在相邻的两组滚轮中间，两组滚轮正上方对应设置的两组加热灯管与两组所述滚轮中间的一组加热灯管的中心的连接线呈等边三角形，多组滚轮的传动速率可以通过电控系统进行控制，以实现硅片6的有序传动，其中，由于滚轮在扩散腔体7内平铺式设置，使得扩散腔体7能够在相同的条件下，增加硅片6的扩散加工数量，节省了设备的占用空间的同时进一步提高设备的利用率和生产效率，硅片6的上下方均设置有加热灯管，第一加热装置9设置在每组滚轮的正上方，第二加热装置10设置在相应的两组滚轮之间，以此形成等边三角形的加热灯管设计，使得对硅片6的加热更加的全面，加热角度亦更广泛，能够高效快速的完成对硅片6的扩散掺杂，降低硅片6在传送装置8上残留喷涂物的概率,灯管加热方式较管式加热更加均匀，有利于提高硅片表面的受热均匀性，从而提高掺杂均匀性。
综上所述，本发明的链式扩散系统，通过平铺式多点支撑的传动方式，在相同的条件下，解决了行业扩散设备技术瓶颈，满足行业对大尺寸、薄片化、高产能、高掺杂均匀性、高质量掺杂结深的技术发展需求。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种链式扩散系统，其特征在于，包括依次连接的上料单元、喷涂单元、扩散单元、冷却单元和收料单元；
硅片由所述上料单元传送至所述喷涂单元，再依次经过喷涂单元、扩散单元和冷却单元，最后达到收料单元；
所述喷涂单元用以在硅片表面均匀涂抹一层掺杂源，所述扩散单元用以对涂抹后的硅片进行高温加热处理，所述冷却单元用以对高温加热扩散后的硅片进行降温处理；
所述扩散单元包括扩散腔体，所述扩散腔体内设置有用以传送硅片的传送装置和用于对所述传送装置上的硅片进行高温加热的第一加热装置，所述第一加热装置设置在所述传送装置的上方。
2.如权利要求1所述的链式扩散系统，其特征在于，所述传送装置由多组滚轮构成，滚轮通过转动以传送硅片在所述扩散腔体内运动。
3.如权利要求2所述的链式扩散系统，其特征在于，所述第一加热装置为多组加热灯管，每组加热灯管均对应设置在每组滚轮的正上方。
4.如权利要求3所述的链式扩散系统，其特征在于，所述扩散腔体内还设置有第二加热装置，所述第二加热装置为多组加热灯管，每组加热灯管均对应设置在相邻的两组滚轮中间。
5.如权利要求4所述的链式扩散系统，其特征在于，两组滚轮正上方对应设置的两组加热灯管与两组所述滚轮中间的一组加热灯管的中心的连接线呈等边三角形。
6.如权利要求5所述的链式扩散系统，其特征在于，所述扩散腔体为石英腔体。
7.如权利要求6所述的链式扩散系统，其特征在于，所述加热灯管为卤素灯管或红外灯管。
8.如权利要求1至7任一项所述的链式扩散系统，其特征在于，所述扩散腔体内饱和填充有氮气。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190412 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |