CN211595849U - 一种链式热氧化炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种链式热氧化炉，包括有石英腔体、加热灯管、弥散管、陶瓷滚轮、抽风装置、所述石英腔体表面包覆一层保温层，所述保温层采用硅酸铝材质，石英腔体上方平行于陶瓷滚轮方向均匀安装加热灯管，所述灯管外部为具有保护作用的陶瓷护套，石英腔体内部打有孔洞，所述弥散管与孔洞连通用于均匀通入氧气，陶瓷滚轮安设于石英腔体下方，通过陶瓷轴承和动力装置同步转动，实现硅片的水平横向移动，所述陶瓷轴承通过陶瓷轴承座固定，陶瓷滚轮下方设有抽风装置，本实用新型节省了氧化工序的设备包括生产成本，设备可以和链式机很好的整合在一起，下料处硅片可直接通入帘和链式去PSG槽式机，可进一步提升产能。

Description

一种链式热氧化炉

技术领域

本实用新型涉及硅片氧化设备领域，尤其涉及一种链式热氧化炉。

背景技术

光伏发电技术作为环保可持续能源技术近年发展迅速，光电转换效率在逐步提高，生产成本也在逐渐降低，其度电成本已经接近传统火力发电的水平，各个光伏公司都在进行大规模扩产，随着技术进步和发电成本的降低，可预见的光伏产业后期更将迎来爆发性增长。当前主流晶硅电池结构为PERC背钝化电池，其光电转换效率可达22％左右，PERC电池生产工序包含制绒-扩散-激光SE-链式刻蚀-镀膜-激光开槽-丝网印刷，常规刻蚀工序采用的是HF/HNO3酸刻蚀体系，通过链式机水上漂浮形式对下表面进行刻蚀抛光，但酸刻蚀不环保，抛光效果差，目前各个光伏企业均在推广碱刻蚀工艺，碱体系刻蚀成本低，无氨氮排放，且抛光效果更好可以进一步提升电池效率。但是碱抛光需要链式机和槽式机相结合，在槽式机反应时会把正面SE选择性重掺的部分腐蚀掉，严重影响电池效率，现在的解决方法是碱抛工艺前通过管式炉进行热氧化，这样SE部分硅会重新形成磷硅玻璃，磷硅玻璃不与碱反应从而实现了对SE的保护。而管式氧化炉设备太贵涉及复杂的真空、机械电器设计，工艺时间较长产能较低。

专业术语介绍：

PERC电池：一种高效晶硅电池结构，通过背面沉积氧化铝氮化硅膜对电池进行进一步钝化减少电子复合达到提升电池效率的目的。

热氧化：600以上高温环境下，通入氧气实现在硅片表面制备一层 SiO2氧化膜。

刻蚀：晶硅电池生产中的一道工艺，通过酸或碱和硅的反应，去除背面磷硅玻璃和四周的PN结。

实用新型内容

一种链式热氧化炉用于取代当前成本较高的管式炉，腔体采用石英结构，通过加热灯管和保温层共同作用确保炉管保持高温状态，腔体内部排布有含有孔洞的通气管与弥散管接通，石英腔体前装有一套臭氧喷淋装置，对硅片表面进行初步氧化，然后在高温腔体内缓慢传动进一步进行高温氧化。

本实用新型采用了如下技术方案：一种链式热氧化炉，包括有石英腔体、加热灯管、弥散管、陶瓷滚轮、抽风装置、所述石英腔体表面包覆一层保温层，石英腔体上方平行于陶瓷滚轮方向均匀安装加热灯管，所述灯管外部为具有保护作用的陶瓷护套，石英腔体内部打有孔洞，所述弥散管与孔洞连通用于均匀通入氧气，陶瓷滚轮安设于石英腔体下方，通过陶瓷轴承和动力装置同步转动，实现硅片的水平横向移动，所述陶瓷轴承通过陶瓷轴承座固定，陶瓷滚轮下方设有所述抽风装置便于抽出石英腔体多余的氧气。

进一步的技术方案，所述保温层采用硅酸铝材质；

进一步的技术方案，所述弥散管数量设置在1-10根；

进一步的技术方案，所述石英腔体前方还设置有喷淋装置，所述臭氧喷淋装置由数个风刀模组并联组成。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

热氧化工艺温度一般均在600度以上，为保持石英腔体维持在高温度，所述石英腔体表面包覆一层保温层，所述保温层采用硅酸铝材质，上述设计可有效的保证了石英腔体内部温度恒定，石英腔体内部设有空洞，所述孔洞接通弥散管均匀通入氧气，石英腔体下方设置的陶瓷滚轮可耐腐蚀、耐高温，通过轴承和动力装置同步转动，实现硅片的水平横向移动，陶瓷轴承通过陶瓷轴承座固定，陶瓷滚轮下方均匀排布抽风装置，用于将富余的气体抽离腔体，其次腔体前方安装有臭氧喷淋装置，所述臭氧喷淋装置由数个风刀模组并联组成，以保证整个臭氧吹扫均匀氧化过程可持续一段时间，吹扫剩余的臭氧通入的腔体内，硅片从装置下方经过，臭氧对其吹扫在硅片表面初步形成一层氧化膜，然后进入高温腔内进一步进行氧化，氧化工艺温度可通过调整加热灯管功率和热电偶控制，氧化时间可通过设置陶瓷滚轮怠速控制，以形成致密符合要求的氧化层。进一步节省氧化工序的设备包括生产成本，设备可以和链式机很好的整合在一起，下料处硅片可直接通入帘和链式去PSG槽式机，可进一步提升产能。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种链式热氧化炉内部结构图；

图2为本实用新型提出的一种链式热氧化炉俯视图。

图中：1-硅片通道；2-陶瓷轴承座；4-陶瓷轴承；5-石英保护罩；6- 下部抽风带冷凝器；7-不锈钢框架；8-保温层；9-下抽风；10-出口冷却段；11-后风刀；12-加热灯管；13-石英隔断墙；15-隔热段；16- 前风刀；17-臭氧喷淋装置；20-陶瓷护套；21-动力装置；22-弥散管； 23-边角补偿灯管；24-石英腔体。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-2，一种链式热氧化炉，包括有石英腔体24、加热灯管 12、弥散管22、陶瓷滚轮(图中未标记)、抽风装置(图中未标记)、所述石英腔体24表面包覆一层保温层8，石英腔体24上方平行于陶瓷滚轮方向均匀安装加热灯管12，所述加热灯管12外部为具有保护作用的陶瓷护套20，石英腔体24内部打有孔洞，所述弥散管22与孔洞连通用于均匀通入氧气，陶瓷滚轮安设于石英腔体24下方，通过陶瓷轴承4和动力装置21同步转动，实现硅片的水平横向移动，所述陶瓷轴承4通过陶瓷轴承座2固定，陶瓷滚轮下方设有所述抽风装置，抽风装置由下部抽风带冷凝器6组成，便于抽出石英腔体24 多余的氧气。

本实施例中，所述保温层8采用硅酸铝材质；

本实施例中，所述弥散管数量设置在1-10根；

本实施例中，所述石英腔体24前方还设置有臭氧喷淋装置17，所述臭氧喷淋装置17由数个风刀模组并联组成，下抽风9设置在臭氧喷淋装置17下方；

本实施例中，热氧化炉还设置有前风刀16、后风刀11，所述前风刀16设置在隔热段10下方，所述后风刀11设置在出口冷却段 10下方；

本实施例中，石英隔断墙13设置在出口冷却段10与隔热段 15之间；

本实施例中，石英保护罩5设置在热氧化炉外壳上。

本实用新型用于匹配碱抛SE工艺的一种链式热氧化炉，外部为不锈钢框架7，适用但不仅限于匹配碱抛SE工艺的硅片氧化工序，可用于其它光伏、半导体等行业的热氧化工艺。热氧化工艺温度一般均在 600度以上，为保持石英腔体24维持在高温度，所述石英腔体24表面包覆一层保温层8，所述保温层8采用硅酸铝材质。石英腔体 24上方平行于陶瓷滚轮方向均匀安装加热灯管12，所述加热灯管12 外部为具有保护作用的陶瓷护套20，石英腔体24内部还设有两个边角补偿灯管23，石英腔体24内部上方包含打有孔洞用于均匀通气的弥散管22，所述弥散管22数量可选为1-10根，所述弥散管22平行于硅片传送方向，为石英腔体24内均匀通入氧气，其次加热灯管12 下方水平安装数组具有耐腐蚀、耐臭氧、耐高温的陶瓷滚轮，所述陶瓷滚轮均匀分布在石英腔体24下方，通过陶瓷轴承4和动力装置21 同步转动，实现硅片在硅片通道1内的水平横向移动，陶瓷滚轮由陶瓷轴承4通过陶瓷轴承座2固定，石英腔体24前方安装有臭氧喷淋装置17，所述臭氧喷淋装置17由数个风刀模组并联组成，以保证整个臭氧吹扫均匀氧化过程可持续一段时间，臭氧出气口具有一定角度，且朝向石英腔体24，吹扫剩余的臭氧通入的石英腔体24内，硅片从装置下方经过，臭氧对其吹扫在硅片表面初步形成一层氧化膜，然后进入高温腔内进一步进行氧化，所述氧化工艺温度可通过调整加热灯管功率和热电偶控制，氧化时间可通过设置陶瓷滚轮怠速控制，以形成致密符合要求的氧化层。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种链式热氧化炉，包括有石英腔体、加热灯管、弥散管、陶瓷滚轮、抽风装置、其特征在于，所述石英腔体表面包覆一层保温层，石英腔体上方平行于陶瓷滚轮方向均匀安装加热灯管，所述加热灯管外部为具有保护作用的陶瓷护套，石英腔体内部打有孔洞，所述弥散管与孔洞连通用于均匀通入氧气，陶瓷滚轮安设于石英腔体下方，通过陶瓷轴承和动力装置同步转动，实现硅片的水平横向移动，所述陶瓷轴承通过陶瓷轴承座固定，陶瓷滚轮下方设有所述抽风装置便于抽出石英腔体多余的氧气。

2.根据权利要求1所述的一种链式热氧化炉，其特征在于，所述保温层采用硅酸铝材质。

3.根据权利要求1所述的一种链式热氧化炉，其特征在于，所述弥散管数量设置在1-10根。

4.根据权利要求1所述的一种链式热氧化炉，其特征在于，所述石英腔体前方还设置有臭氧喷淋装置，所述臭氧喷淋装置由数个风刀模组并联组成。

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