CN205692809U - 扩散石英舟 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种扩散石英舟，其包括两块端框、至少一根底支撑杆以及多根侧固定杆；两块端框竖直设置且沿一第一水平方向间隔排列；至少一根底支撑杆水平连接于两块端框的底部之间，底支撑杆的一上表面开设有多个沿第一水平方向间隔排列的第一卡槽；多根侧固定杆包括至少一根左侧固定杆及至少一根右侧固定杆，左侧固定杆水平连接于两块端框的左侧之间；右侧固定杆水平连接于两块端框的右侧之间，侧固定杆朝向端框的一侧面开设有多个沿其延伸方向间隔排列的第二卡槽；其中，多个第一卡槽与多个第二卡槽共同界定出水平间隔分布的多个放置空间，以分别放置多块硅片。本实用新型对扩散方阻的均匀性有较大的改善，同时提高了电池片的转换效率。

Description

扩散石英舟

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池制造技术领域，具体而言，涉及一种扩散石英舟。

背景技术

晶体硅太阳能电池生产的主要流程包括：制绒、扩散、湿法刻蚀、沉积减反射膜、丝网印刷、烧结。其中，扩散是在硅片(一般掺硼)表面形成P-N结，是太阳能电池片实现光电转换的核心工序，而P-N结的结深、表面惨杂浓度以及P-N结的均匀性，对电池的转换效率有着非常重要的影响，尤其是P-N结的均匀性，它会影响烧结工序，进而影响电池的串联电阻Rs。

目前，晶体硅太阳电池扩散工艺中大都采用三氯氧磷(POCl₃)液态源扩散法，其原理是：三氯氧磷被氮气携带进入石英炉管内，在高温条件下分解为五氯化磷和五氧化二磷，五氯化磷与氧气反应生成五氧化二磷和氯气，五氧化二磷又与硅片反应生成磷单质和二氧化硅，高温下磷原子从硅片表面向内部扩散，并形成N型区域，和基片一起构成了P-N结。利用此方法得到的P-N结结构均匀，扩散层表面良好，并且生产效率高，有利于制作大面积太阳能电池，是目前应用最多的扩散方法。

如图1所示，上述扩散方法通常是在石英舟100上间隔均匀的插上清洗后的硅片200进行扩散，而该方法的弊端在于，一方面，由于扩散炉管的炉口热量损失较大，使得炉口的扩散方阻偏大，而炉内由于热量损失较小，使炉内的扩散方阻偏小，这样就造成了扩散方阻管内不均匀，这样在石英舟100两端就会产生许多方阻超标的硅片200，不利于工艺的稳定。

其次，目前扩散工艺中使用的石英舟100，硅片200均沿炉管方向垂直放置，工艺气体从炉尾进入炉内后，气流垂直于硅片200表面，工艺气体沿着硅片200周边流向炉口，由于硅片200在石英炉管中距离很小(约2.5mm)，工艺气体很难到达硅片200与硅片200之间的位置，因此硅片200的中心部位难以获得与四周等量的磷源，从而导致硅片200中心部位杂质浓度低、方阻偏高、电池片方阻均匀性差，从而影响电池转换效率。

在生产过程中，石英舟100是一个整体，质量较大，容易因使用不当发生碎裂，而且一旦发生损坏，就需要整体更换，也不利于使用成本的降低。

实用新型内容

本实用新型的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种保证扩散方阻均匀性且产能较高的扩散石英舟。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

根据本实用新型的一个方面，提供一种扩散石英舟，用于放置多块硅片，其中，所述扩散石英舟包括两块端框、至少一根底支撑杆以及多根侧固定杆；所述两块端框竖直设置且沿一第一水平方向间隔排列；所述至少一根底支撑杆水平连接于所述两块端框的底部之间，所述底支撑杆的一上表面开设有多个沿所述第一水平方向间隔排列的第一卡槽；所述多根侧固定杆包括至少一根左侧固定杆及至少一根右侧固定杆，所述左侧固定杆水平连接于所述两块端框的左侧之间；所述右侧固定杆水平连接于所述两块端框的右侧之间，所述侧固定杆朝向所述端框的一侧面开设有多个沿其延伸方向间隔排列的第二卡槽；其中，所述多个第一卡槽与所述多个第二卡槽共同界定出水平间隔分布的多个放置空间，以分别放置所述多块硅片。

根据本实用新型的其中一个实施方式，所述扩散石英舟包括两根所述底支撑杆，所述两根底支撑杆间隔平行设置，且连接于所述两块端框底部的中间位置之间。

根据本实用新型的其中一个实施方式，所述扩散石英舟包括相对设置的一根所述左侧固定杆及一根所述右侧固定杆，所述左侧固定杆连接于所述两块端框左侧的上部之间，所述右侧固定杆连接于所述两块端框右侧的上部之间。

根据本实用新型的其中一个实施方式，每个所述放置空间由每根所述底支撑杆上的其中一个所述第一卡槽与每根所述侧固定杆上的其中一个所述第二卡槽共同界定。

根据本实用新型的其中一个实施方式，在共同界定一个所述放置空间的各所述第一卡槽和各所述第二卡槽中，所述第一卡槽的位置相对于所述第二卡槽的位置具有一沿所述第一水平方向的偏移值(D)，而使所述硅片放置于所述放置空间时，所述硅片具有一个朝向所述第一水平方向的倾斜角度。

根据本实用新型的其中一个实施方式，所述偏移值(D)为小于3mm。

根据本实用新型的其中一个实施方式，每根所述底支撑杆上的所述第一卡槽的数目与每根所述侧固定杆上的所述第二卡槽的数目相等。

根据本实用新型的其中一个实施方式，每根所述底支撑杆上的相邻两个所述第一卡槽的间距与每根所述侧固定杆上的相邻两个所述第二卡槽的间距相等。

根据本实用新型的其中一个实施方式，所述扩散石英舟还包括两根舟叉插管；所述两根舟叉插管沿所述第一水平方向设置且间隔排列，以与一舟叉配合；所述两根舟叉插管的其中之一的两端分别固定于所述两块端框左侧的顶部，其中另一的两端分别固定于所述两块端框右侧的顶部。

根据本实用新型的其中一个实施方式，所述扩散石英舟还包括底座；所述底座连接于所述两块端框的底部之间，以与一石英舟底托配合。

由上述技术方案可知，本实用新型提出的扩散石英舟的优点和积极效果在于：

本实用新型提出的扩散石英舟，通过各第一卡槽与各第二卡槽界定出多个放置空间，能够使硅片能够沿与工艺气流平行的方向放置在上述放置空间，进而使扩散石英舟上的硅片和工艺气流平行，使气流能够均匀地在硅片之间流动，对扩散方阻的均匀性有较大的改善，同时提高了电池片的转换效率，降低了低效片的比例，节约了企业的成本。

另外，将多个本实用新型提出的扩散石英舟同向排列，能够将原有的一体式石英舟结构设计成分段结构，一方面减轻了石英舟自身的重量，降低了在使用过程中因操作不当而发生事故的风险；另一方面在单个石英舟出现异常而影响使用时，仅需更换发生异常的部分即可，这样便进一步延长了石英舟的使用寿命，降低了设备使用成本。

附图说明

通过结合附图考虑以下对本实用新型的优选实施方式的详细说明，本实用新型的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本实用新型的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：

图1是一种现有石英舟中，硅片摆放方式的示意图；

图2是根据一示例性实施方式示出的一种扩散石英舟的主视图；

图3是图2示出的扩散石英舟的侧视图；

图4是图2示出的扩散石英舟的俯视图；

图5是图2示出的扩散石英舟的使用状态示意图。

其中，附图标记说明如下：

100.石英舟；200.硅片；300.扩散石英舟；310.端框；311.舟叉插管；320.端框；321.底座；330.底支撑杆；3301.第一卡槽；341.左侧固定杆；342.右侧固定杆；3401.第二卡槽；D.偏移值。

具体实施方式

体现本实用新型特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本实用新型能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本实用新型的范围，且其中的说明及附图在本质上是作说明之用，而非用以限制本实用新型。

在对本实用新型的不同示例性实施方式的下面描述中，参照附图进行，所述附图形成本实用新型的一部分，并且其中以示例方式显示了可实现本实用新型的多个方面的不同示例性结构、系统和步骤。应理解，可以使用部件、结构、示例性装置、系统和步骤的其他特定方案，并且可在不偏离本实用新型范围的情况下进行结构和功能性修改。而且，虽然本说明书中可使用术语“顶部”、“底部”、“左侧”、“右侧”、“上部”等来描述本实用新型的不同示例性特征和元件，但是这些术语用于本文中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本实用新型的范围内。

参阅图2，图2中代表性地示出了能够体现本实用新型的原理的扩散石英舟300的主视图。在该示例性实施方式中，本实用新型提出的扩散石英舟300是以适用于晶体硅太阳电池扩散工艺的扩散石英舟300为例进行说明的。本领域技术人员容易理解的是，为将本实用新型提出的扩散石英舟300应用于其他扩散系统或扩散工艺中，而对下述的具体实施方式做出多种改型、添加、替代、删除或其他变化，这些变化仍在本实用新型提出的扩散石英舟300的原理的范围内。

配合参阅图3至图5，图3为图2示出的扩散石英舟300的侧视图；图4为图2示出的扩散石英舟300的俯视图；图5为图2示出的扩散石英舟300的使用状态示意图。以下结合图2至图5，对本实用新型提出的扩散石英舟300的各主要结构进行详细说明。

如图2至图4所示，在本实施方式中，本实用新型提出的扩散石英舟300主要能够用于放置多块硅片。该扩散石英舟300主要包括两块端框310，320、两根底支撑杆330以及两根侧固定杆。

如图2至图4所示，在本实施方式中，端框310和端框320均竖直设置且两者沿一第一水平方向间隔相对设置，且端框310和端框320均呈尺寸相同的矩形框状结构，而使端框310和端框320均具有顶部、底部(上、下侧边)与两侧部(左、右侧边)。另外，在本实施方式中，两块端框310，320上设有两根沿第一水平方向设置且间隔排列的舟叉插管311，用于与一舟叉配合，这两根舟叉插管311的其中一根的两端分别固定于所述两块端框310，320左侧的顶部，其中另一根舟叉插管311的两端分别固定于两块端框310，320右侧的顶部。

本领域技术人员容易理解的是，为沿第一水平方向间隔相对地设置上述端框310和端框320，使端框310和端框320之间能够便于设置各底支撑杆330和侧固定杆，而对上述的两块端框310，320的形状或结构做出多种改型、添加、替代、删除或其他变化，这些变化仍在本实用新型提出的扩散石英舟300的原理的范围内。例如，在本实用新型的其他示例性实施方式中，端框310与端框320可以为形状不同或尺寸不同的框状结构或板状结构。又如，端框310，320可以为多边形、圆形或其他不规则形状，而不具有明显的前、后侧边和左、右侧边，然而通过底支撑杆330和侧固定杆的设置，亦可界定出端框310和端框320的顶部、底部和侧部。另外，为了便于描述，以下将两块端框310，320的上、下侧边称为顶部和底部，并将两块端框310，320的左、右侧边称为左侧、右侧，且无论“侧”或“侧边”的描述，均仅意在说明端框310与端框320的相对方向，即不排除靠近该“顶部”、“底部”或“侧部”的区域，而并非仅限于端框310和端框320的侧边。

如图2至图4所示，在本实施方式中，两根底支撑杆330沿第一水平方向支撑于端框310底部与端框320底部之间，且两根底支撑杆330在与第一水平方向垂直的第二水平方向上间隔一定距离，而使两根底支撑杆330共同支撑于端框310底部的中部与端框320底部的中部之间。其中，每根底支撑杆330的上表面开设有多个延第一水平方向间隔排列的第一卡槽3301，不同的底支撑杆330上的多个第一卡槽3301相互对应。

本领域技术人员容易理解的是，为设置底支撑杆330，而使硅片放置于扩散石英舟300时，硅片对应于端框310或端框320底部的部分能够得到第一卡槽3301的定位和承载，而对上述底支撑杆330的数量或设置位置做出多种改型、添加、替代、删除或其他变化，这些变化仍在本实用新型提出的扩散石英舟300的原理的范围内。例如，在本实用新型的其他示例性实施方式中，底支撑杆330的数量不限于两根，亦可为一根或多根。进一步地，当底支撑杆330为一根时，可优选为设置在端框310底部的中部与端框320底部的中部之间，当底支撑杆330为多根时，可采用均匀间隔分布的方式设置于端框310底部与端框320底部之间，且可优选为相对于端框310底部的中部与端框320底部的中部连线对称分布。

如图2至图4所示，在本实施方式中两根侧固定杆包括一根左侧固定杆341及一根右侧固定杆342。左侧固定杆341连接于端框310左侧与端框320左侧之间，右侧固定杆342连接于端框310右侧与端框320右侧之间，两根侧固定杆均沿第一水平方向延伸，且左侧固定杆341与右侧固定杆342优选地可以端框310的中心线对称设置。其中，两根侧固定杆朝向端框310的侧面(即相对向内的侧面)上均开设有多个杨第一水平方向间隔分布的第二卡槽3401，左侧固定杆341与右侧固定杆342上的第二卡槽3401相互对应。其中，多个第一卡槽3301与多个第二卡槽3401共同界定出沿第一水平方向前后间隔分布的多个放置空间，以分别放置多块硅片。具体而言，在本实施方式中，每根底支撑杆330上的第一卡槽3301的数目与每根侧固定杆上的第二卡槽3401的数目相等，每根底支撑杆330上的相邻两个第一卡槽3301的间距与每根侧固定杆上的相邻两个第二卡槽3401的间距相等，且每个放置空间由每根底支撑杆330上的其中一个第一卡槽3301与每根侧固定杆上的其中一个第二卡槽3401共同界定而成，即两个第一卡槽3301与两个第二卡槽3401大致位于同一竖直平面上而成为一组，共同承载一块硅片的左侧、右侧和底部。并且，另外，由于端框310顶部与端框320顶部之间未设置固定杆或支撑杆的结构，而使硅片可以由上方进入扩散石英舟300内。

本领域技术人员容易理解的是，为设置侧固定杆，而使硅片放置于扩散石英舟300时，硅片对应于端框310或端框320左、右侧的部分能够得到第二卡槽3401的定位，而对上述侧固定杆的数目或设置位置做出多种改型、添加、替代、删除或其他变化，这些变化仍在本实用新型提出的扩散石英舟300的原理的范围内。例如，在本实施方式中，以左侧固定杆341为例，其优选地设置在端框310左侧与端框320左侧之间并靠近于端框310顶端与端框320顶端，而优化硅片承载于放置空间时的结构稳定性，右侧固定杆342设置位置与左侧固定杆341对应，不再赘述。在本实用新型的另一实施方式中，左侧固定杆341亦可设置在端框310左侧的中部与端框320左侧的中部之间，右侧固定杆342亦然，并不以此为限。又如，在本实用新型的其他示例性实施方式中，侧固定杆的数量不限于两根，亦可为两根以上，且左侧固定杆341与右侧固定杆342的数量不限于相等，当左侧固定杆341或右侧固定杆342为多根时，各左侧固定杆341或各右侧固定杆342在竖直方向上上下间隔分布。

另外，在本实施方式中，考虑到现有硅片的尺寸及其对扩散石英舟300的结构要求，可将第一卡槽3301与第二卡槽3401的宽度优选为1.6mm～1.7mm，且每两个相邻的第一卡槽3301或每两个相邻的第二卡槽3401之间的间距优选为2.5mm。再者，基于上述尺寸或结构要求，可将每根底支撑杆330上的第一卡槽3301的数量优选地设计为45个，并将每根侧固定杆上的第二卡槽3401的数量优选地设计为45个，即，在本实施方式中，该扩散石英舟300优选地具有45个放置空间，而能够放置45个硅片，并不以此为限。

在此应注意，附图中示出而且在本说明书中描述的扩散石英舟300仅仅是能够采用本实用新型原理的许多种扩散石英舟300中的一个示例。应当清楚地理解，本实用新型的原理绝非仅限于附图中示出或本说明书中描述的扩散石英舟300的任何细节或扩散石英舟300的任何部件。

举例来说，在本实用新型的其他实施方式中，在共同界定一个放置空间的各第一卡槽3301和各第二卡槽3401中，第一卡槽3301的在第一水平方向上的位置(水平中心线的位置)相对于第二卡槽3401的上述位置(水平中心线的位置)具有一沿第一水平方向的偏移值D，而使硅片放置于放置空间时，硅片具有一个朝向第一水平方向的倾斜角度，以优化硅片的定位效果。进一步地，上述偏移值D可以优选为小于3mm。

然而，并非在本实用新型的每一个实施方式中，都必须将同组的第一卡槽3301与第二卡槽3401的位置设计为具有上述偏移值D。例如，如图5所示，在本实施方式中，上述偏移值D为0，即硅片放置于放置空间时保持竖直的状态，且硅片的底边优选为沿第二水平方向延伸。又如，在本实用新型的另一实施方式中，上述偏移值D亦可不限于上述取值范围，并不以此为限。

综上所述，本实用新型提出的扩散石英舟300，通过各第一卡槽3301与各第二卡槽3401界定出多个放置空间，能够使硅片能够沿与工艺气流平行的方向放置在上述放置空间，进而使扩散石英舟300上的硅片和工艺气流平行，使气流能够均匀地在硅片之间流动，对扩散方阻的均匀性有较大的改善，同时提高了电池片的转换效率，降低了低效片的比例，节约了企业的成本。

另外，将多个本实用新型提出的扩散石英舟300同向排列，能够将原有的一体式石英舟结构设计成分段结构，一方面减轻了石英舟自身的重量，降低了在使用过程中因操作不当而发生事故的风险；另一方面在单个石英舟出现异常而影响使用时，仅需更换发生异常的部分即可，这样便进一步延长了石英舟的使用寿命，降低了设备使用成本。

以上详细地描述和/或图示了本实用新型提出的扩散石英舟的示例性实施方式。但本实用新型的实施方式不限于这里所描述的特定实施方式，相反，每个实施方式的组成部分和/或步骤可与这里所描述的其它组成部分和/或步骤独立和分开使用。一个实施方式的每个组成部分和/或每个步骤也可与其它实施方式的其它组成部分和/或步骤结合使用。在介绍这里所描述和/或图示的要素/组成部分/等时，用语“一个”、“一”和“上述”等用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等。术语“包含”、“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。此外，权利要求书及说明书中的术语“第一”和“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数字限制。

虽然已根据不同的特定实施例对本实用新型提出的扩散石英舟进行了描述，但本领域技术人员将会认识到可在权利要求的精神和范围内对本实用新型的实施进行改动。

Claims (10)

1.一种扩散石英舟(300)，用于放置多块硅片，其特征在于，所述扩散石英舟(300)包括：

两块端框(310，320)，竖直设置且沿一第一水平方向间隔排列；

至少一根底支撑杆(330)，水平连接于所述两块端框(310，320)的底部之间，所述底支撑杆(330)的一上表面开设有多个沿所述第一水平方向间隔排列的第一卡槽(3301)；以及

多根侧固定杆，包括至少一根左侧固定杆(341)及至少一根右侧固定杆(342)，所述左侧固定杆(341)水平连接于所述两块端框(310，320)的左侧之间；所述右侧固定杆(342)水平连接于所述两块端框(310，320)的右侧之间，所述侧固定杆朝向所述端框(310)的一侧面开设有多个沿其延伸方向间隔排列的第二卡槽(3401)；

其中，所述多个第一卡槽(3301)与所述多个第二卡槽(3401)共同界定出水平间隔分布的多个放置空间，以分别放置所述多块硅片。

2.根据权利要求1所述的扩散石英舟(300)，其特征在于，所述扩散石英舟(300)包括两根所述底支撑杆(330)，所述两根底支撑杆(330)间隔平行设置，且连接于所述两块端框(310，320)底部的中间位置之间。

3.根据权利要求1所述的扩散石英舟(300)，其特征在于，所述扩散石英舟(300)包括相对设置的一根所述左侧固定杆(341)及一根所述右侧固定杆(342)，所述左侧固定杆(341)连接于所述两块端框(310，320)左侧的上部之间，所述右侧固定杆(342)连接于所述两块端框(310，320)右侧的上部之间。

4.根据权利要求1所述的扩散石英舟(300)，其特征在于，每个所述放置空间由每根所述底支撑杆(330)上的其中一个所述第一卡槽(3301)与每根所述侧固定杆上的其中一个所述第二卡槽(3401)共同界定。

5.根据权利要求1所述的扩散石英舟(300)，其特征在于，在共同界定一个所述放置空间的各所述第一卡槽(3301)和各所述第二卡槽(3401)中，所述第一卡槽(3301)的位置相对于所述第二卡槽(3401)的位置具有一沿所述第一水平方向的偏移值，而使所述硅片放置于所述放置空间时，所述硅片具有一个朝向所述第一水平方向的倾斜角度。

6.根据权利要求5所述的扩散石英舟(300)，其特征在于，所述偏移值小于3mm。

7.根据权利要求1所述的扩散石英舟(300)，其特征在于，每根所述底支撑杆(330)上的所述第一卡槽(3301)的数目与每根所述侧固定杆上的所述第二卡槽(3401)的数目相等。

8.根据权利要求1所述的扩散石英舟(300)，其特征在于，每根所述底支撑杆(330)上的相邻两个所述第一卡槽(3301)的间距与每根所述侧固定杆上的相邻两个所述第二卡槽(3401)的间距相等。

9.根据权利要求1所述的扩散石英舟(300)，其特征在于，所述扩散石英舟(300)还包括：

两根舟叉插管(311)，沿所述第一水平方向设置且间隔排列，以与一舟叉配合；所述两根舟叉插管(311)的其中之一的两端分别固定于所述两块端框(310，320)左侧的顶部，其中另一的两端分别固定于所述两块端框(310，320)右侧的顶部。

10.根据权利要求1所述的扩散石英舟(300)，其特征在于，所述扩散石英舟(300)还包括：

底座(321)，连接于所述两块端框(310，320)的底部之间，以与一石英舟底托配合。