CN217757759U - 进气炉及扩散设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种进气炉及扩散设备，其中进气炉包括炉体、第一进气管、第二进气管以及出气管。其中炉体包括炉口端以及炉尾端，炉体在炉口端与炉尾端之间设有用于容纳电池片的内腔。第一进气管与内腔连通，并且第一进气管用于向内腔靠近炉口端的一端输送气体。第二进气管与炉体的内腔连通，第二进气管用于内腔靠近炉尾端的一端输送气体。出气管与炉体的内腔连通，出气管用于排出内腔内的废气。上述进气炉能改善电池片方阻的不均匀性，提高电池片的转换效率。

Description

进气炉及扩散设备

技术领域

本实用新型涉及光伏组件生产设备技术领域，特别是涉及一种进气炉及扩散设备。

背景技术

随着科技的迅速发展，人们对能源的需求也逐渐变大。传统能源如石油、天然气等都是不可再生资源，同时使用传统能源也对环境产生污染。随着人们生活方式的转变，迫切需要新能源的快速发展，因而光伏行业受到了极大重视，短短几年间便发展迅速。

扩散工艺是太阳电池生产工艺中的核心技术，其最重要的任务为制作不均匀性高，质量好的PN结。因为PN结的质量对太阳电池转换效率的高低具有最重要的影响。扩散技术的发展在很大程度上也影响着太阳电池技术的进步。

扩散工艺在实施时需要使用进气炉，但传统的进气炉进气方式存在缺陷，导致生产出来的电池片方阻的不均匀性较差，进而影响了太阳电池的转换效率。

实用新型内容

基于此，有必要针对如何改善电池片方阻的不均匀性问题，提供一种进气炉及扩散设备。

一方面，本申请提供一种进气炉，包括：

炉体，所述炉体包括炉口端以及炉尾端，所述炉体在所述炉口端与所述炉尾端之间设有用于容纳电池片的内腔；

第一进气管，所述第一进气管与所述内腔连通，所述第一进气管用于向所述内腔靠近所述炉口端的一端输送气体；

第二进气管，所述第二进气管与所述内腔连通，所述第二进气管用于向所述内腔靠近所述炉尾端的一端输送气体；以及，

出气管，所述出气管与所述炉体的内腔连通，所述出气管用于排出所述内腔内的废气。

下面对本申请的技术方案作进一步的说明：

在其中一个实施例中，所述第一进气管穿设于所述炉尾端，所述第一进气管包括第一进气端以及第一出气端，所述第一出气端穿入所述内腔中并延伸至所述内腔靠近所述炉口端的一端，所述第一进气端穿出于所述炉尾端外；

所述第二进气管穿设于所述炉尾端，所述第二进气管包括第二进气端以及第二出气端，所述第二出气端穿入所述内腔中并延伸至所述内腔靠近所述炉尾端的一端，所述第二进气端穿出于所述炉尾端外。

在其中一个实施例中，所述第一进气管穿设于所述炉口端，所述第一进气管包括第一进气端以及第一出气端，所述第一出气端穿入所述内腔中并延伸至所述内腔靠近所述炉口端的一端，所述第一进气端穿出于所述炉口端外；

所述第二进气管穿设于所述炉口端，所述第二进气管包括第二进气端以及第二出气端，所述第二出气端穿入所述内腔中并延伸至所述内腔靠近所述炉尾端的一端，所述第二进气端穿出于所述炉口端外。

在其中一个实施例中，所述第一进气管穿设于所述炉口端，所述第一进气管包括第一进气端以及第一出气端，所述第一出气端穿入所述内腔中并延伸至所述内腔靠近所述炉口端的一端，所述第一进气端穿出于所述炉口端外；

所述第二进气管穿设于所述炉尾端，所述第二进气管包括第二进气端以及第二出气端，所述第二出气端穿入所述内腔中并延伸至所述内腔靠近所述炉尾端的一端，所述第二进气端穿出于所述炉尾端外。

在其中一个实施例中，所述出气管包括第三进气端以及第三出气端，所述第三进气端穿入所述内腔中，所述第三出气端穿出于所述炉尾端或所述炉口端外。

在其中一个实施例中，所述第三进气端到所述炉口端的距离为所述炉口端到所述炉尾端的距离的1/3～2/3。

在其中一个实施例中，所述第一进气管和/或所述第二进气管和/或所述出气管贴近所述内腔的腔壁设置。

在其中一个实施例中，所述第一进气管和/或所述第二进气管和/或所述出气管套设有支撑件，所述支撑件固定于所述内腔的腔壁。

在其中一个实施例中，所述第一进气管和/或所述第二进气管和/或所述出气管连接有用于调节气流的阀门。

另一方面，本申请还提供一种扩散设备，包括上述的进气炉。

上述进气炉及扩散设备通过第一进气管能向炉体内靠近炉口端的一端输送气体，通过第二进气管能向炉体内靠近炉尾端的一端输送气体，从而实现了双向进气，有效地改善了传统的单向进气造成的炉口或炉尾不均匀性较差问题，再通过设置出气管，使得气体分别从炉口端以及炉尾端进入炉体后能充分扩散，并与炉体内的电池片充分反应产生的废气能从出气管排出，改善电池片方阻的不均匀性，提高了电池片的转换效率。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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为一实施例的进气炉的结构示意图；

图2为图1中所示的进气炉的左视图；

图3为另一实施例的进气炉的结构示意图；

图4为再一实施例的进气炉的结构示意图。

附图标记说明：

10、炉体；11、炉口端；12、炉尾端；13、内腔；20、第一进气管；21、第一进气端；22、第一出气端；30、第二进气管；31、第二进气端；32、第二出气端；40、出气管；41、第三进气端；42、第三出气端；50、支撑件；60、电池片。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

本申请一实施例提供一种进气炉，用于对太阳电池的电池片60进行扩散工艺。具体地，参阅图1，图1示出了本实用新型一实施例中的进气炉的结构示意图。具体地，一实施例的进气炉包括炉体10、第一进气管20、第二进气管30 以及出气管40。其中炉体10包括炉口端11以及炉尾端12，炉体10在炉口端 11与炉尾端12之间设有用于容纳电池片60的内腔13。第一进气管20与内腔 13连通，并且第一进气管20用于向内腔13靠近炉口端11的一端输送气体。第二进气管30与炉体10的内腔13连通，第二进气管30用于向内腔13靠近炉尾端12的一端输送气体。出气管40与炉体10的内腔13连通，出气管40用于排出内腔13内的废气。

进一步地，在本实施例中，炉体10整体形状为圆柱体，炉体10的炉尾端 12为封闭结构，炉体10的炉口端11设有可开合的炉门，从而通过打开炉门可将电池片60送入炉体10的内腔13中，或将电池片60从炉体10的内腔13中取出。

传统的进气炉均为单向进气模式，即由氮气携带的三氯氧磷气体由进气炉的一端进入，废气再由进气炉的另一端排出。具体地，传统的进气炉的进气方式一般分为炉尾进气以及炉口进气两种。炉尾进气的方式，会使得炉口方阻不均匀性极差。而炉口进气的方式虽然使得炉口的不均匀性得到了改善，但由于低压扩散，三氯氧磷由炉口进入到炉尾的过程，会分流进入电池片60的上部以及下部，使得磷源沉积较多、使得电池片60方阻较低的下部方阻更低，炉尾的不均匀性进一步变差。

而本申请的进气炉通过第一进气管20能向炉体10内靠近炉口端11的一端输送气体，通过第二进气管30能向炉体10内靠近炉尾端12的一端输送气体，从而实现了双向进气，有效地改善了传统的单向进气造成的炉口或炉尾不均匀性较差问题，再通过出气管40排出进气炉内的废气，使得气体分别从炉口端11 以及炉尾端12进入炉体10后能充分扩散，并与炉体10内的电池片60充分反应，改善电池片60方阻的不均匀性，提高了电池片60的转换效率。

参见图1，在本实施例中，第一进气管20、第二进气管30以及出气管40 均穿设在炉体10的炉尾端12。具体地，第一进气管20的长度较长，第一进气管20包括第一进气端21以及第一出气端22，第一出气端22从炉尾端12穿入内腔13中并延伸至内腔13靠近炉口端11的一端，第一进气端21穿出于炉尾端12外，从而通过位于炉尾端12外的第一进气端21向第一进气管20通入三氯氧磷气体，即可使得三氯氧磷气体流通至内腔13中靠近炉口端11的一端，改善炉口不均匀性较差问题。

进一步地，第二进气管30的长度小于第一进气管20。具体地，第二进气管 30包括第二进气端31以及第二出气端32，第二出气端32从炉尾端12穿入内腔13中并延伸至内腔13靠近炉尾端12的一端，第二出气端32穿出于炉尾端 12外，从而通过位于炉尾端12外的第二进气端31向第二进气管30通入三氯氧磷气体，即可使得三氯氧磷气体流通至内腔13中靠近炉尾端12的一端，改善炉尾不均匀性较差问题。

继续参见图1，在本实施例中，出气管40包括第三进气端41以及第三出气端42，第三进气端41从炉尾端12穿入护体的内腔13中，第三出气端42穿出于炉尾端12外，从而三氯氧磷气体从第一出气端22以及第二出气端32排出，再在炉体10内扩散并与电池片60充分反应后产生的废气能从第三进气端41进入出气管40，并通过出气管40的第三出气端42排出炉体10外。

进一步地，出气管40的第三进气端41到炉口端11的距离为炉口端11到炉尾端12的距离的1/3～2/3，从而保证第三进气端41到第一出气端22以及第二出气端32均具有一定距离，从而保证三氯氧磷气体从第一出气端22以及第二出气端32排出后，能均匀扩散到炉体10内各角落，并与电池片60充分反应后产生的废气才从第三进气端41被排出，避免了刚进入炉体10内的三氯氧磷气体直接被出气管40抽出问题。较佳地，出气管40的第三进气端41到炉口端 11的距离等于第三进气端41到炉尾端12的距离，即出气管40的第三进气端 41位于炉体10内中间位置。

进一步地，由于炉体10的内腔13内设置有电池片60，为了避免电池片60 与各气管发生干涉，可以将第一进气管20、第二进气管30、出气管40贴近内腔13的腔壁设置。具体地，参见图1以及图2，在本实施例中，第一进气管20 与出气管40位于内腔13中的部分的长度较长，通过将第一进气管20与出气管 40贴近内腔13的腔壁设置，能避免第一进气管20、出气管40位于内腔13中的部分与电池片60发生干涉。较佳地，参见图2，第一进气管20与出气管40 均贴近内腔13的下腔壁设置，炉体10的下腔壁能支撑第一进气管20与出气管 40，避免第一进气管20与出气管40在重力作用下下垂。

进一步地，第二进气管30位于内腔13中的部分长度较短，第二进气管30 不会与电池片60发生干涉，因此在本实施例中，第二进气管30也可以穿设在炉尾端12的中心位置，当然，在其他实施例中，第二进气管30也贴近内腔13 的腔壁设置。

进一步地，参见图1，第一进气管20、第二进气管30以及出气管40套设均有支撑件50，支撑件50固定于内腔13的腔壁，从而使得第一进气管20、第二进气管30、出气管40固定于内腔13的腔壁上，避免进气或排气过程中第一进气管20、第二进气管30以及出气管40晃动。较佳地，支撑件50可拆卸地设置在内腔13的腔壁上，从而便于后续维护或更换第一进气管20、第二进气管 30或出气管40。值得说明的是，在其他实施例中，支撑件50也可以通过焊接或粘接或螺纹连接的方式固定在内腔13的腔壁上。

进一步地，在其中一个实施例中，第一进气管20和/或第二进气管30和/ 或出气管40连接有用于调节气体流量的阀门。其中阀门包括但不限于节流阀、流量阀以及压力阀等。

具体地，在上述实施例中，通过将第一进气管20、第二进气管30以及出气管40均穿设在炉体10的炉尾端12，从而不影响炉体10的炉口端11的炉门开合操作，使得进气炉的结构更加合理。

值得说明的是，在其他实施例中，第一进气管20、第二进气管30以及出气管40也可以穿设在炉体10的炉口端11中。具体地，参见图3，在此实施例中，第一进气管20的长度可配置小于第二进气管30的长度，第一出气端22从炉口端11穿入内腔13中并延伸至内腔13靠近炉口端11的一端，第一进气端21穿出于炉口端11外。第二进气管30的第二出气端32从炉口端11穿入内腔13中并延伸至内腔13靠近炉尾端12的一端，第二进气端31穿出于炉尾端12外。出气管40的第三进气端41从炉口端11穿入护体的内腔13中并延伸至内腔13 的中部位置，第三出气端42穿出于炉口端11外。进一步地，在此实施例中，为了不影响炉口端11的炉门开合，第一进气管20、第二进气管30以及出气管 40均采用软性管材。

参见图4，在另一实施例中，第一进气管20与第二进气管30还可以分别穿设在炉口端11以及炉尾端12中。例如第一进气管20的第一出气端22从炉口端11穿入内腔13中并延伸至内腔13靠近炉口端11的一端，第一进气端21穿出于炉口端11外。第二进气管30的第二出气端32从炉尾端12穿入内腔13中并延伸至内腔13靠近炉尾端12的一端，第二进气端31穿出于炉尾端12外。如此能有效地减短第一进气管20以及第二进气管30的长度，避免了第一进气管20或者第二进气管30与电池片60发生干涉。值得说明的时，在此实施例中，出气管40可以穿设在炉口端11也可以穿设在炉尾端12中。

进一步地，在一实施例中，采用上述进气炉对电池片60进行扩散工艺包括以下步骤：

S110：将承载有电池片60的石英舟送入炉体10的内腔13，关闭炉门，并经过抽低压、检漏以及前氧化工序；

S120：向第一进气管20通入由氮气携带的三氯氧磷，流量控制为 300sccm-700sccm，同时通入300sccm-600sccm的氧气及400sccm-700sccm的大氮，使通入的气体进入加热到775±50℃的炉体10中，通气时间为7±4min；

S130：向第二进气管30通入由氮气携带的三氯氧磷，流量控制为 100sccm-300sccm，同时通入100sccm-400sccm的氧气及200sccm-500sccm的大氮，使通入气体进入加热到775±50℃的炉体10中，通气时间为3±1min；

S140：在第一进气管20以及第二进气管30通气过程中，出气管40抽出炉体10内的废气。

上述扩散工艺采用第一进气管20与第二进气管30分时段通气的方式，即先用第一进气管20对炉口端11进行通气，再使用第二进气管30对炉尾端12 进行通气，相比于传统的单一的炉口端11进气的方式，本申请双向进气的通气方式能使得本来不均匀性较差的炉尾端12的不均匀性由5.6％下降至3.2％。进一步地，在本实施例中，第一进气管20与第二进气管30的通气顺序可进行调换。

值得说明的是，在其他实施例中，第一进气管20与第二进气管30也可以同时通气。具体地，在另一实施例中，采用上述进气炉对电池片60进行扩散工艺包括以下步骤：

S210：将承载有电池片60的石英舟送入炉体10的内腔13，关闭炉门，并经过抽低压及检漏以及前氧化工序；

S220：第一进气管20与第二进气管30同时开启，均通入由氮气携带的三氯氧磷，流量控制为200sccm-600sccm，同时通入400sccm-600sccm氧气及 500sccm-800sccm的大氮，使通入气体进入加热到775±50℃的炉体10中，通气时间为8±4min；

S230：在第一进气管20以及第二进气管30通气过程中，出气管40抽出炉体10内的废气。

通过第一进气管20以及第二进气管30同时对炉口端11以及炉尾端12进行通气，使得本来不均匀性较差的炉口端11的不均匀性由原来的5.6％下降至 3.0％，炉尾端12的不均匀性由原来的5.9％下降至3.3％，因此采用双向进行的进气炉，可以对炉口端11及炉尾端12不均匀性改善2％～3％。

进一步地，本申请另一方面还提供一种扩散设备，用于对电池片60进行扩散工艺。具体地，一实施例的扩散设备包括上述任一实施例的进气炉。进一步地，扩散设备还可以包括气源、压力泵等。

上述扩散设备的进气炉能通过第一进气管20能向炉体10内靠近炉口端11 的一端输送气体，通过第二进气管30能向炉体10内靠近炉尾端12的一端输送气体，从而实现了双向进气，有效地改善了传统的单向进气造成的炉口或炉尾不均匀性较差问题，再通过出气管40排出进气炉内的废气，使得气体分别从炉口端11以及炉尾端12进入炉体10后能充分扩散，并与炉体10内的电池片60 充分反应，改善电池片60方阻的不均匀性，提高了电池片60的转换效率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

Claims (10)

1.一种进气炉，其特征在于，包括：

炉体，所述炉体包括炉口端以及炉尾端，所述炉体在所述炉口端与所述炉尾端之间设有用于容纳电池片的内腔；

第一进气管，所述第一进气管与所述内腔连通，所述第一进气管用于向所述内腔靠近所述炉口端的一端输送气体；

第二进气管，所述第二进气管与所述内腔连通，所述第二进气管用于向所述内腔靠近所述炉尾端的一端输送气体；以及，

出气管，所述出气管与所述炉体的内腔连通，所述出气管用于排出所述内腔内的废气。

2.根据权利要求1所述的进气炉，其特征在于：

所述第一进气管穿设于所述炉尾端，所述第一进气管包括第一进气端以及第一出气端，所述第一出气端穿入所述内腔中并延伸至所述内腔靠近所述炉口端的一端，所述第一进气端穿出于所述炉尾端外；

所述第二进气管穿设于所述炉尾端，所述第二进气管包括第二进气端以及第二出气端，所述第二出气端穿入所述内腔中并延伸至所述内腔靠近所述炉尾端的一端，所述第二进气端穿出于所述炉尾端外。

3.根据权利要求1所述的进气炉，其特征在于：

所述第一进气管穿设于所述炉口端，所述第一进气管包括第一进气端以及第一出气端，所述第一出气端穿入所述内腔中并延伸至所述内腔靠近所述炉口端的一端，所述第一进气端穿出于所述炉口端外；

所述第二进气管穿设于所述炉口端，所述第二进气管包括第二进气端以及第二出气端，所述第二出气端穿入所述内腔中并延伸至所述内腔靠近所述炉尾端的一端，所述第二进气端穿出于所述炉口端外。

4.根据权利要求1所述的进气炉，其特征在于：

所述第一进气管穿设于所述炉口端，所述第一进气管包括第一进气端以及第一出气端，所述第一出气端穿入所述内腔中并延伸至所述内腔靠近所述炉口端的一端，所述第一进气端穿出于所述炉口端外；

所述第二进气管穿设于所述炉尾端，所述第二进气管包括第二进气端以及第二出气端，所述第二出气端穿入所述内腔中并延伸至所述内腔靠近所述炉尾端的一端，所述第二进气端穿出于所述炉尾端外。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的进气炉，其特征在于，所述出气管包括第三进气端以及第三出气端，所述第三进气端穿入所述内腔中，所述第三出气端穿出于所述炉尾端或所述炉口端外。

6.根据权利要求5所述的进气炉，其特征在于，所述第三进气端到所述炉口端的距离为所述炉口端到所述炉尾端的距离的1/3～2/3。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的进气炉，其特征在于，所述第一进气管和/或所述第二进气管和/或所述出气管贴近所述内腔的腔壁设置。

8.根据权利要求7所述的进气炉，其特征在于，所述第一进气管和/或所述第二进气管和/或所述出气管套设有支撑件，所述支撑件固定于所述内腔的腔壁。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的进气炉，其特征在于，所述第一进气管和/或所述第二进气管和/或所述出气管连接有用于调节气流的阀门。

10.一种扩散设备，其特征在于，包括上述权利要求1-9中任一项所述的进气炉。

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