CN220132410U - 一种用于大尺寸硅片的扩散炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及晶体硅太阳能电池片生产技术领域，尤其涉及一种用于大尺寸硅片的扩散炉，其包括炉体和进气管组件；所述炉体包括炉口和炉尾，所述炉尾设有出气管道，所述炉体内等间距设有至少两个进气管组件；所述进气管组件沿所述炉体的轴向穿过所述炉体伸入所述炉体内，所述进气管组件包括第一进气管和第二进气管，所述第一进气管的排出口位于所述炉口处，所述第二进气管的排出口位于所述炉口与所述炉尾之间。本实用新型适用于大尺寸硅片的磷扩散工艺，能够解决现有技术中因炉体管径和硅片尺寸增大而造成的气体浓度不均匀的问题，还能够解决扩散后气体吹扫效率低的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及晶体硅太阳能电池片生产技术领域，尤其涉及一种用于大尺寸硅片的扩散炉。
背景技术
在生产晶体硅太阳能电池片过程中，需要利用低压扩散炉管进行热扩散工艺，即在低压热环境下，将磷元素或硼元素扩散进入到硅片内部及表面，制备形成太阳能电池的PN结，PN结的质量对太阳能电池的光电转换效率影响明显，决定太阳能电池的性能。
随着行业内硅片尺寸的不断增大，扩散炉的管径也随之增大，但现有扩散炉的进气方式多为单管进气方式，其存在以下缺点：(1)由于扩散炉的管径和硅片的尺寸增大，会导致扩散炉管内各部位的气体浓度严重不均匀，这会影响扩散后硅片的方阻均匀性；(2)进气管出气位置为炉口，容易导致炉口位置磷源浓度高炉尾浓度低，最后造成越靠近炉口位置的硅片扩散磷源浓度越高，方阻越偏低，越靠近炉尾位置的硅片扩散磷源浓度越低，方阻越偏高，整管硅片的方阻片间均匀性较差；(3)由于扩散后需要进行气体吹扫，但是单管进气的方式会导致所需时间较长，进而降低生产效率。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种用于大尺寸硅片的扩散炉，能够确保大尺寸硅片扩散后的方阻均匀性，同时能够提高磷扩散效率。
为了解决上述问题，本实用新型提出了一种用于大尺寸硅片的扩散炉，包括炉体和进气管组件；
所述炉体包括炉口和炉尾，所述炉尾设有出气管道，所述炉体内等间距设有至少两个进气管组件；
所述进气管组件沿所述炉体的轴向穿过所述炉体伸入所述炉体内，所述进气管组件包括第一进气管和第二进气管，所述第一进气管的排出口位于所述炉口处，所述第二进气管的排出口位于所述炉口与所述炉尾之间。
作为上述技术方案的改进，所述第二进气管插入所述炉体的长度为所述第一进气管的1/3～2/3。
作为上述技术方案的改进，所述第二进气管插入所述炉体的长度为所述第一进气管的1/2。
作为上述技术方案的改进，所述第一进气管的排气口间均连通有第一环形分流管，所述第二进气管的排气口间均连通有第二环形分流管，所述第一环形分流管和第二环形分流管朝向所述炉尾的一侧具有多个气体分流孔，所述气体分流孔为等间距排列。
作为上述技术方案的改进，所述第一环形分流管和第二环形分流管上的气体分流孔的数量为15～30个。
作为上述技术方案的改进，所述第一环形分流管和第二环形分流管在所述炉体的同一横截面上的投影中，第一环形分流管上的任一气体分流孔位于所述第二环形分流管上两相邻气体分流孔形成的连接线的垂直平分线上。
作为上述技术方案的改进，所述气体分流孔的孔径为2.5～4.5mm。
作为上述技术方案的改进，所述第一进气管和第二进气管上均设有流量控制器。
作为上述技术方案的改进，所述出气管道上连接有真空设备。
作为上述技术方案的改进，所述炉体、进气管组件和出气管道均由石英制成。
实施本实用新型具有以下有益效果：
(1)由于进气管组件包括第一进气管和第二进气管；特别的，第一进气管的排出口位于炉口处，而第二进气管气体的排出口位于炉口与炉尾之间，即第一进气管和第二进气管插入扩散炉内的深度不一；进而使磷源气体在炉口，及炉口与炉尾之间的位置排出，解决现有扩散炉因炉口至炉尾处磷源气体浓度不均匀的问题，从而确保硅片各处的方阻均匀。
(2)炉体内等间距设有至少两个进气管组件，即进气管组件沿炉体的内壁等间设置，能够有效解决因硅片尺寸和炉体管径增大后，造成硅片扩散后方阻不均匀的问题。
(3)本实用实现相较于现有技术，是采用多管段的进气扩散方式的；因此，能够增加气体吹扫时的气体流量，进而能够缩短完成气体吹扫的时间。
附图说明
图1是本实用新型一实施例扩散炉的右视图；
图2是本实用新型一实施例扩散炉的主视图；
图3是本实用新型另一实施例扩散炉的剖面视图；
图4是本实用新型另一实施例扩散炉的后视图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。
参见图1至图4所示，本实用新型实施例提供了一种用于大尺寸硅片的扩散炉，包括炉体1和进气管组件3。
具体的，所述炉体1包括炉口和炉尾，所述炉尾设有出气管道2，所述炉体1内等间距设有至少两个进气管组件3；
所述进气管组件3沿所述炉体的轴向穿过所述炉体1伸入所述炉体1内，所述进气管组件3包括第一进气管31和第二进气管32，所述第一进气管31的排出口位于所述炉口处，所述第二进气管32的排出口位于所述炉口与所述炉尾之间。
相较于现有技术，首先，本实施例的进气管组件包括第一进气管31和第二进气管32，而第一进气管31的排出口位于炉口处，所述第二进气管32的排出口位于所述炉口与所述炉尾之间；即第一进气管31和第二进气管32插入扩散炉内的深度不一；解决现有扩散炉因管径和体积增大后，造成炉口至炉尾磷源气体不均匀的问题，从而确保硅片各处的方阻均匀。其次，炉体1内等间距设有至少两个进气管组件3，即进气管组件3沿炉体1的内壁等间距设置，能够有效解决因硅片尺寸和炉体1管径增大后，造成硅片扩散后方阻不均匀的问题；最后，由于本实施例是采用多管段的进气扩散方式的；因此，能够增加气体吹扫时的气体流量，进而能够缩短完成气体吹扫的时间。
需要说明的时，为了使扩散炉能够耐高温，避免损坏，从而延长使用寿命，炉体1、进气管组件3和出气管道2均由石英制成
进一步的，所述第二进气管32插入所述炉体1的长度为所述第一进气管31的1/3～2/3。优选的，所述第二进气32管插入所述炉体1的长度为所述第一进气管31的1/2。如此，炉体1整体的气体浓度均匀性达到最佳。
参见图3至图4所示，在本实用新型的另一实施例中，所述第一进气管31的排气口间均连通有第一环形分流管4，所述第二进气管32的排气口间均连通有第二环形分流管5，所述第一环形分流管4和第二环形分流管5朝向所述炉尾的一侧具有多个气体分流孔6，所述气体分流孔6为等间距排列。
具体的，当扩散炉开始进行扩散时，磷扩散气体沿着第一进气管31和第二进气管32流向炉体1中部处和炉口处的环形分流管，而环形分流管上均设有等间距排列的气体分流孔6；因而，环形分流管能够沿炉体1的周向均匀释放磷扩散气体，从而能够提高炉体1各处的气体浓度均匀性。另外，由于环形分流管的加入，使本实施例最少设置两组进气管组件3，同样能够确保炉体内的气体均匀性。
其中，所述第一环形分流管4和第二环形分流管5上的气体分流孔6的数量为15～30个。
优选的，所述第一环形分流管4和第二环形分流管5在所述炉体1的同一横截面上的投影中，第一环形分流管4上的任一气体分流孔6位于所述第二环形分流管5上两相邻气体分流孔形成的连接线的垂直平分线上。上述结构使第一环形分流管4上的气体分流孔与第二环形分流管5的气体分流孔6相当于间隔设置，使炉体1内的气体均匀性达到最佳。
优选的，所述气体分流孔6的孔径为2.5～4.5mm。示例性的为，2.5mm、2.9mm、3.4mm、4.2mm，但不限于此。
进一步的，参见图1所示，所述第一进气管31和第二进气管32上均设有流量控制器33。第一进气管31和第二进气管32上均对立设置有流量控制器33，便于操作员监控第一进气管31和第二进气管32的磷扩散气体的流量。
进一步的，所述出气管道2上连接有真空设备21。通过真空设备21对炉体1进行抽真空处理。
以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于大尺寸硅片的扩散炉，其特征在于，包括炉体和进气管组件；
所述炉体包括炉口和炉尾，所述炉尾设有出气管道，所述炉体内等间距设有至少两个进气管组件；
所述进气管组件沿所述炉体的轴向穿过所述炉体伸入所述炉体内，所述进气管组件包括第一进气管和第二进气管，所述第一进气管的排出口位于所述炉口处，所述第二进气管的排出口位于所述炉口与所述炉尾之间。
2.如权利要求1所述的扩散炉，其特征在于，所述第二进气管插入所述炉体的长度为所述第一进气管的1/3～2/3。
3.如权利要求2所述的扩散炉，其特征在于，所述第二进气管插入所述炉体的长度为所述第一进气管的1/2。
4.如权利要求1所述的扩散炉，其特征在于，所述第一进气管的排气口间均连通有第一环形分流管，所述第二进气管的排气口间均连通有第二环形分流管，所述第一环形分流管和第二环形分流管朝向所述炉尾的一侧具有多个气体分流孔，所述气体分流孔为等间距排列。
5.如权利要求4所述的扩散炉，其特征在于，所述第一环形分流管和第二环形分流管上的气体分流孔的数量为15～30个。
6.如权利要求5所述的扩散炉，其特征在于，所述第一环形分流管和第二环形分流管在所述炉体的同一横截面上的投影中，第一环形分流管上的任一气体分流孔位于所述第二环形分流管上两相邻气体分流孔形成的连接线的垂直平分线上。
7.如权利要求4所述的扩散炉，其特征在于，所述气体分流孔的孔径为2.5～4.5mm。
8.如权利要求1所述的扩散炉，其特征在于，所述第一进气管和第二进气管上均设有流量控制器。
9.如权利要求1所述的扩散炉，其特征在于，所述出气管道上连接有真空设备。
10.如权利要求1所述的扩散炉，其特征在于，所述炉体、进气管组件和出气管道均由石英制成。
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