CN203869512U - 一种硼扩散炉防止粘连的自热炉门 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种硼扩散炉防止粘连的自热炉门，包括加热电阻丝、热电偶和温控仪，所述加热电阻丝设置于靠近炉门内壁处；所述热电偶测温点设置于加热电阻丝的附近；所述加热电阻丝的电线和热电偶的信号线均穿过炉门连接至硼扩散炉外部的温度控仪；本实用新型可有效解决工艺过程中石英炉门与炉管粘连的问题；通过加热电阻丝将炉门温度加热至BSG熔点以上，并通过热电偶及温控仪有效精确控制加热温度，这种既经济又精确的方法大大延长了工艺扩散炉的使用寿命，提高了生产效率，对高效、低成本太阳能电池的制备有重要意义。
Description
技术领域
本实用新型涉及晶硅电池的制备设备技术，特别是一种硼扩散炉防止粘连的自热炉门。
背景技术
目前主流的晶硅电池都是采用P型硅片作为基底，通过磷扩散制备PN结，背面印刷铝浆烧结形成铝背场。但是，由于P型晶硅衬底中的硼与氧的结合导致光致衰减，所以会导致P型硅电池在长时间使用后电池效率有15～25％的衰减。随后就改用N型晶硅代替P型晶硅作为基底以解决上述问题，并且由于N型硅有较长的少子寿命，在诸如全背接触电池等高效电池结构上有很大的发展潜力，利用N型硅衬底制备电池需要硼扩散来制备PN结。为了降低成本，未来制备电池的硅片厚度将越来越薄，当前主流电池结构中铝背场由于在热处理中铝与硅的热膨胀系数相差较大，所以制备铝背场后电池会出现翘曲的情况，在硅衬底很薄的情况下制备铝背场将会导致硅片开裂，合格率降低，而利用硼扩散形成背场的方法不会造成硅片的弯曲，同时由于硼在硅中的固溶度远大于铝在硅中的固溶度，因而硼背场比铝背场更加有效，更加有利于电池效率的提升。因而用硼扩散作为P型电池背场提升效率以及利用N型电池来进一步提高光电转换效率将是未来一个重要的发展趋势，上述两种电池技术都不可避免地要使用硼扩散技术。
太阳能电池工业化生产中硼扩散常采用三溴化硼液态源管式扩散工艺，通常扩散温度在900℃到1100℃之间，在这个温度范围内扩散反应产物B2O3是液态，因而硼扩散的均匀性远不如磷扩散的均匀性，同时此过程会产生副产物BSG（硼硅玻璃）。BSG在高温为软化液态，有很强的粘性，低于450℃会硬化结晶。在扩散炉管中当BSG积累到一定程度，扩散过程中高温液态的BSG会随着载气流动到炉管与炉门交界的位置，工艺结束后降温至800℃左右时，由于炉门处温度较低，BSG会形成粘稠状物质将扩散炉管和炉门粘到一起，致使石英炉管和炉门损坏，必须更换炉管、炉门，有较大的耗材损失，如图1所示的传统的硼扩散炉炉管与炉门的结构。因而，经济合理地解决硼扩散炉门炉管粘连问题对于高效、低成本太阳能电池的制备有重要意义。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种硼扩散炉防止粘连的自热炉门，该自热式炉门可以通过电加热将炉门的温度升高至800℃以上，有效防止BSG低温结晶，因而避免了炉门炉管的粘连。
本实用新型的技术方案如下：
一种硼扩散炉防止粘连的自热炉门，其特征在于：包括加热电阻丝、热电偶和温控仪，所述加热电阻丝设置于靠近炉门内壁侧，即靠近炉管与炉门的交界处，所述热电偶测温点设置于加热电阻丝的附近；所述加热电阻丝的电线和热电偶的信号线均穿过炉门连接至硼扩散炉外部的温度控仪。
所述加热电阻丝呈螺旋圈状。
所述加热电阻丝和炉门外壁之间填充有保温材料，如石棉、保温砖等耐高温的材料。通过保温材料既能防止石英炉门外壁侧温度过高，便于开启炉门，又对加热起到保温作用。
所述炉门为石英炉门，石英炉门外套接有钢外套，钢外套便于石英炉门与炉门开启控制臂的机械连接。
本实用新型的实现原理如下：
在硼扩散炉反应工艺即将结束时，开启加热电阻丝，通过温控仪和热电偶将加热温度设定在800℃，高于BSG的熔点，通过控制加热温度，使在扩散工艺过程中出现的BSG低温结晶重新融化；在BSG融化后，可以方便的开启石英炉门。
本实用新型的有益效果如下：
本实用新型采用自热式石英炉门，有效解决了工艺过程中石英炉门与炉管粘连的问题。通过加热电阻丝将炉门温度加热至BSG熔点以上，并通过热电偶及温控仪有效精确控制加热温度，这种既经济又精确的方法大大延长了工艺扩散炉的使用寿命，提高了生产效率，对高效、低成本太阳能电池的制备有重要意义。
附图说明
图1为传统的硼扩散炉炉管与炉门的构造示意图；
图2为本实用新型的结构示意图。
其中，附图标记为：1. 石英炉管；2. 石英炉门；3. 石英炉门上的钢外套；4. 热电偶；5. 加热电阻丝；6. 保温材料；7. 温控仪；8.热电偶的信号线；9. 加热电阻丝的电线。
具体实施方式
如图2所示，一种硼扩散炉防止粘连的自热炉门，设置于石英炉管1上，包括加热电阻丝5、热电偶4和温控仪7，所述加热电阻丝5设置于靠近炉门内壁侧；所述热电偶4测温点设置于加热电阻丝5的附近；所述加热电阻丝5的电线9和热电偶4的信号线8均穿过炉门连接至硼扩散炉外部的温度控仪。
所述加热电阻丝5呈螺旋圈状。
所述加热电阻丝5和炉门外壁之间填充有保温材料6。通过保温材料6既能防止石英炉门2外壁侧温度过高，便于开启炉门，又对加热起到保温作用。
所述炉门为石英炉门2，石英炉门2外套接有钢外套3，钢外套3便于石英炉门2与炉门开启控制臂的机械连接。
本实用新型的实现原理如下：
在硼扩散炉反应工艺即将结束时，开启加热电阻丝5，通过温控仪7和热电偶4将加热温度设定在800℃，高于BSG的熔点，通过控制加热温度，使在扩散工艺过程中出现的BSG低温结晶重新融化；在BSG融化后，可以方便的开启石英炉门2。
Claims (4)
1.一种硼扩散炉防止粘连的自热炉门，其特征在于：包括加热电阻丝（5）、热电偶（4）和温控仪（7），所述加热电阻丝（5）设置于靠近炉门内壁处，所述热电偶（4）测温点设置于加热电阻丝（5）的附近；所述加热电阻丝（5）的电线（9）和热电偶（4）的信号线（8）均穿过炉门连接至硼扩散炉外部的温度控仪。
2.根据权利要求1所述的一种硼扩散炉防止粘连的自热炉门，其特征在于：所述加热电阻丝（5）呈螺旋圈状。
3.根据权利要求1所述的一种硼扩散炉防止粘连的自热炉门，其特征在于：所述加热电阻丝（5）和炉门外壁之间填充有保温材料（6）。
4.根据权利要求1所述的一种硼扩散炉防止粘连的自热炉门，其特征在于：所述炉门为石英炉门（2），石英炉门（2）外套接有钢外套（3）。
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Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
| CN105543976A (zh) * | 2015-12-14 | 2016-05-04 | 中国电子科技集团公司第四十八研究所 | 一种减压扩散炉炉口冷却密封装置 |
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