CN209493653U - 一种炉管的稳定进出气体装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种炉管的稳定进出气体装置，包括炉管、第一进气管、若干第二进气管、排气管；所述第一进气管的出气口一端卡接在炉尾安装；所述若干第二进气管的出气口一端均从炉尾的下部穿入炉管并向炉口方向延伸，且第二进气管置于炉管内的部分长度方向上开设有若干出气孔；每一第二进气管上的若干出气孔连续分布，且每一第二进气管上的出气孔与其余第二进气管上的出气孔沿炉管的长度方向错开分布；所述排气管安装在炉口。本实用新型可提高炉管内气流的均匀性，改善炉管方阻均匀性，进而可以减小石英舟卡槽的间距、增加炉管尺寸，提升产能。

Description

一种炉管的稳定进出气体装置

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池及半导体制造技术领域，尤其涉及一种炉管的稳定进出气体装置。

背景技术

光电转换的太阳能电池可以将太阳能直接转换成电能，其发电原理是基于半导体PN结的光生伏特效应，如P型硅片需要扩散磷元素获得PN结，N型硅片需要扩散硼元素获得PN结。而电池片的生产过程中，部分工艺需要在硅片上扩散或者沉积一些元素，形成某种薄层结构，如硼扩散工艺、磷扩散工艺、低压硼扩散工艺、低压磷扩散工艺等。

因此，扩散工艺是制备太阳能电池最关键的工序之一。扩散结果的均匀性会直接影响电池片电性能参数的正态分布。而影响扩散方阻均匀性的主要有炉管压力、温度、管内气体氛围等因素，其中，管内的气体氛围是最难控制的。因此，维持炉管内气流的稳定及均匀性至关重要。

如图1所示(箭头方向表示气流流动方向，箭头长短表示气流大小)，现有的炉管进出气体装置中，装载有硅片6’的石英舟5’送入炉管1’进行工艺，其炉尾的中部安装一进气管2’，炉口的下部安装一排气管4’，这种炉管进出气体装置，存在以下几方面的不足之处：

1)单一的进气管2’会导致进气的地方掺杂的气体流量很充足，而越接近于抽气口的地方气体流量越少，导致炉口与炉尾的气体流量差异较大；

2)单一的进气管2’对于竖直扩散的硅片来说更容易造成气流分布不均匀，硅片中间位置方阻会高于边缘位置；

3)由于炉管产能的问题，需要通过缩小石英舟5’卡槽间距来提升产能，当石英舟5’卡槽间距越小时，气体在流动过程中，硅片6’中间与硅片边缘气流量的差异越明显，进而导致硅片6’内的气流分布不均匀越明显。

综上可知，所述炉管的进出气体装置，实际中存在不便的问题，所以有必要加以改进。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种炉管的稳定进出气体装置，该装置可提高炉管内气流的均匀性，改善炉管方阻均匀性，进而可以减小石英舟卡槽的间距、增加炉管尺寸，提升产能。

为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种炉管的稳定进出气体装置，包括炉管、第一进气管、若干第二进气管、排气管；所述第一进气管的出气口一端卡接在炉尾安装；所述若干第二进气管的出气口一端均从炉尾的下部穿入炉管并向炉口方向延伸，且第二进气管置于炉管内的部分长度方向上开设有若干出气孔；每一第二进气管上的若干出气孔连续分布，且每一第二进气管上的出气孔与其余第二进气管上的出气孔沿炉管的长度方向错开分布；所述排气管安装在炉口。

较佳地，所述第一进气管、若干第二进气管均沿炉管的长度方向布置，且第一进气管安装在炉尾的中部。

较佳地，所述若干第二进气管的长度不都一致，其中第二进气管置于炉管内的部分最长长度大于或等于炉管总长的1/2，最短长度大于或等于炉管总长的1/5。

较佳地，所述若干第二进气管布置于同一水平面上，从炉管的一侧至另一侧排布。

较佳地，每一第二进气管上的若干出气孔均朝炉管的顶部方向开设。

较佳地，所述排气管沿炉管的长度方向布置，且排气管位于炉口的上部。

较佳地，所述第二进气管设置为1-5个。

采用上述方案，本实用新型的有益效果是：

1)解决了常规靠近炉口的硅片方阻偏高的问题，且炉管内气体流动稳定，改善了竖直扩散中气流与硅片接触不均匀的现象，可保证整个炉管方阻的均匀性；

2)通过设置第二进气管，解决了常规炉尾到炉口气体流量逐渐减少的情况，可保证炉管内各区域气体流量基本相同，避免使用低压管式炉管来改善气体均匀性，从而适用于常规的或尺寸大的炉管，提高装置的通用性；

3)因气体在管道中流动时，易于从路径最短的出气孔中流出，本实用新型通过设置多个第二进气管，若干第二进气管的出气孔在炉管的长度方向上错开分布，使得进气气流在炉管的长度方向上更加均匀；

4)第二进气管的出气孔设置在炉管的底部内侧，利于高温扩散中气体向上流动，充分利用气体流经石英舟内的硅片，抽气口设于炉口一侧，气体的行程较长，气体与硅片的接触时间较长，气体相对更加平稳；

5)整个炉管方阻均匀性变好，可以进一步减小石英舟卡槽的间距，或者进一步增加炉管的尺寸，提升产能。

附图说明

图1为现有的炉管进出气体装置平面结构示意图；

图2为本实用新型的平面结构示意图；

图3(a)为本实用新型的第二进气管按照长度依次排布的结构示意图；

图3(b)为本实用新型的第二进气管按照长度错开排布的结构示意图；

其中，附图标识说明：

1/1’—炉管； 2/2’—第一进气管；

3—第二进气管； 4/4’—排气管；

5/5’—石英舟； 6/6’—硅片；

31—出气孔。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行详细说明。

参照图2至3所示，本实用新型提供一种炉管的稳定进出气体装置，包括炉管1、第一进气管2、若干第二进气管3、排气管4；所述第一进气管2的出气口一端卡接在炉尾安装；所述若干第二进气管3的出气口一端均从炉尾的下部穿入炉管1并向炉口方向延伸，且第二进气管3置于炉管1内的部分长度方向上开设有若干出气孔31；每一第二进气管3上的若干出气孔31连续分布，且每一第二进气管3上的出气孔31与其余第二进气管3上的出气孔31沿炉管1的长度方向错开分布；所述排气管4安装在炉口。

其中，所述第一进气管2、若干第二进气管3均沿炉管1的长度方向布置，且第一进气管2安装在炉尾的中部。所述若干第二进气管3的长度不都一致，其中第二进气管3置于炉管1内的部分最长长度大于或等于炉管1总长的1/2，最短长度大于或等于炉管1总长的1/5。

所述若干第二进气管3布置于同一水平面上，从炉管1的一侧至另一侧排布。每一第二进气管3上的若干出气孔31均朝炉管1的顶部方向开设。所述排气管4沿炉管1的长度方向布置，且排气管4位于炉口的上部。所述第二进气管3设置为1-5个。

本实用新型工作原理：

装载有硅片6的石英舟5放置在炉管1内部进行工艺，且若干第二进气管3置于石英舟5的下方。本实施例中：第二进气管3设置为四个，每一第二进气管3的出气孔31均设置在靠近末端处，且每一第二进气管3中开设三个出气孔31，从炉尾至炉口方向依次为第一出气孔31、第二出气孔31、第三出气孔31。每一第二进气管3均沿炉管1长度方向从炉管1尾部伸入到炉管1内，最长的第二进气管3在炉管1内的长度为炉管1长度的2/3，最短的第二进气管3在炉管1内的长度为炉管1长度的1/3。

每一第二进气管3独立进气，由于气体在管道中会优先选择最短路径出气，即会优先从第一出气孔31出气，若只设立一个第二进气管3，则仍然有很大可能存在靠近炉尾方向的气流量大于炉口方向的气流量的问题。

如图3所示，若干第二进气管3的出气孔31在炉管1的长度方向上错开分布：

其中，若干第二进气管3可以如图3(a)所示，即按照长度依次排布，相邻的两第二进气管3中，较短第二进气管3的第三个出气孔31靠近较长第二进气管3的第一个出气孔31布置。

此外，若干第二进气管3还可以按照如图3(b)所示排布，第二进气管3按照长度错开排布，每一第二进气管3上的若干出气孔31仍然连续分布，若干第二进气管3上的出气孔31在炉管1的长度方向上整体连续。

通过以上装置的进气方式，就可以不用依靠炉管1内部温度或压强去调整整个炉管1内部的气体均匀性，保证炉管1内部温度及压强稳定，从而可适用于所有太阳能电池生产的常规炉管1。此外，还可以进一步增加炉管1尺寸，提升产能。两第二进气管3朝炉管1顶部方向均匀开设有若干出气孔31，气体通过出气孔31扩散到炉管1内，可以改善竖直扩散的硅片6间气体流量较少的问题，而且还可以解决气体从炉尾到炉口逐渐减少的问题，有利于炉管1内气流的均匀性，提升方阻的均匀性。

由于气体在炉管1内均匀流动，因此，可以进一步缩小石英舟5卡槽的间距，进而提升单管产能。

第一进气管2、两第二进气管3置于炉尾，排气管4置于炉口，气体在炉管1内流动行程较长，气体流动稳定，气体与硅片6接触时间久，进而提高了气体的利用率，改善了炉管1内气流的均匀性。

第二进气管3位于炉管1下部，排气管4位于炉管1上部，气体从出气孔31流出后的流向是从下往上(炉管1内温度很高，气体自然流向是往上，如果将第二进气管3置于炉管1上部，排气管4置于炉管下部，下排气管4抽力需要相对，进而对泵的要求较高，易损坏泵，且成本较高)，对抽气所需泵的要求不是很高，进而提高生产效率。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种炉管的稳定进出气体装置，其特征在于，包括炉管、第一进气管、若干第二进气管、排气管；所述第一进气管的出气口一端卡接在炉尾安装；所述若干第二进气管的出气口一端均从炉尾的下部穿入炉管并向炉口方向延伸，且第二进气管置于炉管内的部分长度方向上开设有若干出气孔；每一第二进气管上的若干出气孔连续分布，且每一第二进气管上的出气孔与其余第二进气管上的出气孔沿炉管的长度方向错开分布；所述排气管安装在炉口。

2.根据权利要求1所述的炉管的稳定进出气体装置，其特征在于，所述第一进气管、若干第二进气管均沿炉管的长度方向布置，且第一进气管安装在炉尾的中部。

3.根据权利要求2所述的炉管的稳定进出气体装置，其特征在于，所述若干第二进气管的长度不都一致，其中第二进气管置于炉管内的部分最长长度大于或等于炉管总长的1/2，最短长度大于或等于炉管总长的1/5。

4.根据权利要求1所述的炉管的稳定进出气体装置，其特征在于，所述若干第二进气管布置于同一水平面上，从炉管的一侧至另一侧排布。

5.根据权利要求1所述的炉管的稳定进出气体装置，其特征在于，每一第二进气管上的若干出气孔均朝炉管的顶部方向开设。

6.根据权利要求2所述的炉管的稳定进出气体装置，其特征在于，所述排气管沿炉管的长度方向布置，且排气管位于炉口的上部。

7.根据权利要求4所述的炉管的稳定进出气体装置，其特征在于，所述第二进气管设置为1-5个。