CN220318042U - 扩散炉及光伏电池扩散工艺装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种扩散炉及光伏电池扩散工艺装置。扩散炉，包括：炉体，所述炉体内设置有用于气体扩散的扩散腔；导流结构，所述导流结构设置在所述扩散腔内，所述导流结构用于引导所述扩散腔内的气体扩散，所述导流结构具有用于放置石英舟的容纳空间。本实用新型的扩散炉通过设置导流结构，可以通过导流结构对内部气体进行引导，从而提高扩散效率。由于其内部设置有放置石英舟的容纳空间，因此，在引导气流的同时，不会影响石英舟，因此，石英舟无需进行位置或尺寸上的改变，因此，改造成本更低，改造过程也更加容易。

Description

扩散炉及光伏电池扩散工艺装置

技术领域

本申请涉及光伏电池设备制造领域，具体来说，是一种扩散炉及光伏电池扩散工艺装置。

背景技术

扩散炉作为太阳能电池扩散工艺的主要承载体，其扩散性能对电池的效率具有重要影响。该扩散性能主要体现于炉内介质间的化学反应，即氮气携带含磷物质与硅片在高温的条件下反应生成磷、二氧化硅和氯气。整个扩散工艺中输入扩散炉内的气相介质主要分两类物质，即氮气与氧气，其中氧气作为反应气体参与扩散化学反应，而氮气作为三氯氧磷的承载体不参与反应，起到携带作用。

目前发现现有的扩散炉内氧气与氮气存在明显的浓度分界层现象，分界层的出现会导致炉内氮气(含磷物质)浓度分布不均匀，致使电池片方阻出现波动，影响最终发电效率。

虽然现有技术中在一些方案中会在扩散炉内设置导流结构，从而引导气流流动，从而改善炉内气体浓度场分布，然而这种导流结构由于设计不合理，会占用原本石英舟的部分位置，导致石英舟的放置位置也需要相应改变，提高了改造成本。因此，兼顾改善炉内气体浓度场分布和改造成本，是本领域亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型旨在解决现有技术中导流结构由于设计不合理导致改造成本高的问题，提出了一种扩散炉及光伏电池扩散工艺装置。

为实现本实用新型的目的而提供一种扩散炉，包括：炉体，所述炉体内设置有用于气体扩散的扩散腔；导流结构，所述导流结构设置在所述扩散腔内，所述导流结构用于引导所述扩散腔内的气体扩散，所述导流结构具有用于放置石英舟的容纳空间。

进一步地，所述导流结构包括：导流板，所述导流板为多个，多个所述导流板沿所述扩散腔的内壁周向间隔设置；所述导流板具有相对设置的第一侧边和第二侧边，所有所述导流板的第一侧边与所述扩散腔的内壁相连，所有所述导流板的第二侧边拟合围成所述容纳空间。

进一步地，相邻的两个所述导流板之间形成扩散通道。

进一步地，所述炉体为筒状结构，所述炉体沿轴向具有第一端和第二端，所述导流板自所述炉体的第一端延伸至所述炉体的第二端。

进一步地，所述导流板沿所述炉体的轴向延伸；

所述导流板包括多个子导流板，所述子导流板沿所述炉体的轴线方向间隔设置，相邻的子导流板之间形成扩散间隙。

进一步地，所述导流板为沿所述炉体轴线回转延伸的螺旋结构。

进一步地，所述导流板上设置有扰流结构。

进一步地，所述扰流结构包括扰流凸起和/或扰流孔。

进一步地，所述扩散炉还包括：加热丝，所述加热丝设置在所述炉体的外周壁上，所述加热丝用于加热所述扩散通道内的气体。

根据本实用新型的另一个方面，还公开了一种光伏电池扩散工艺装置，包括上述的扩散炉。

本实用新型的扩散炉通过设置导流结构，可以通过导流结构对内部气体进行引导，从而提高扩散效率。由于其内部设置有放置石英舟的容纳空间，因此，在引导气流的同时，不会影响石英舟，因此，石英舟无需进行位置或尺寸上的改变，因此，改造成本更低，改造过程也更加容易。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的扩散炉的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一的扩散炉A-A向的剖面图；

图3为本实用新型实施例二的扩散炉的结构示意图；

图4为图3中A部分的局部方法图；

图5为本实用新型实施例三的扩散炉的结构示意图；

图6为图5中B部分的局部方法图；

图7为本实用新型实施例四的扩散炉的结构示意图；

图8为本实用新型实施例五的扩散炉的结构示意图；

附图标记列表：

10、炉体；11、扩散腔；12、排气孔；20、导流结构；21、容纳空间；22、导流板；221、扰流结构；222、子导流板；23、扩散通道；30、石英舟；40、进气管；50、冷凝瓶；60、真空泵；70、排气管。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图来对本实用新型提供的扩散炉及光伏电池扩散工艺装置进行详细描述。

扩散炉作为太阳能电池扩散工艺的主要承载体，其扩散性能对电池的效率具有重要影响。该扩散性能主要体现于炉内介质间的化学反应，即氮气携带含磷物质与硅片在高温的条件下反应生成磷、二氧化硅和氯气，见下式：

整个扩散工艺中输入扩散炉内的气相介质主要分两类物质，即氮气与氧气，其中氧气作为反应气体参与扩散化学反应，而氮气作为三氯氧磷的承载体不参与反应，起到携带作用。

目前发现现有的扩散炉内氧气与氮气存在明显的浓度分界层现象，分界层的出现会导致炉内氮气(含磷物质)浓度分布不均匀，致使电池片方阻出现波动，影响最终发电效率。

虽然现有技术中在一些方案中会在扩散炉内设置导流结构20，从而引导气流流动，从而改善炉内气体浓度场分布，然而这种导流结构20由于设计不合理，会占用原本石英舟30的部分位置，导致石英舟30的放置位置也需要相应改变，提高了改造成本。因此，兼顾改善炉内气体浓度场分布和改造成本，是本领域亟待解决的问题。

为了解决上述问题，如图1和图2所示，本实用新型公开了一种扩散炉，包括炉体10和导流结构20。炉体10内设置有用于气体扩散的扩散腔11；导流结构20设置在扩散腔11内，导流结构20用于引导扩散腔11内的气体扩散，导流结构20具有用于放置石英舟30的容纳空间21。

本实用新型的扩散炉通过设置导流结构20，可以通过导流结构20对内部气体进行引导，从而提高扩散效率。由于其内部设置有放置石英舟30的容纳空间21，因此，在引导气流的同时，不会影响石英舟30，因此，石英舟30无需进行位置或尺寸上的改变，因此，改造成本更低，改造过程也更加容易。

下面结合实施例一，对本实用新型的扩散炉进行具体说明。

如图1所示，扩散炉包括炉体10、导流结构20、石英舟30、进气管40、排气管70、冷凝瓶50和真空泵60。

如图1所示，炉体10为筒状结构，炉体10沿轴向具有第一端和第二端，即图1中炉体10的右端为第一端，图1中炉体10的左侧为第二端，炉体10的第一端设置有用于取放石英舟30的炉门，炉体10内部设置有与炉门连通的扩散腔11。使用时通过炉门将石英舟30放入扩散腔11内或将扩散腔11内的石英舟30取出。

炉体10的第二端设置有与扩散腔11连通的通孔，进气管40贯穿通孔设置，进气管40的进气端与气源连通，进气管40的出气端位于炉体10内并靠近炉门位置处，进气管40用于向扩散腔11内提供氮气与氧气。

炉体10的第二端还设置有排气孔12，排气孔12与排气管70的进气端连通，排气管70的出气端与真空泵60连通，冷凝瓶50也与排气管70连通，冷凝瓶50连接在排气管70的进气端与排气端之间。

如图2所示，导流结构20包括多个导流板22，多个导流板22沿扩散腔11的内壁周向间隔设置，每个导流板22均为水平设置。导流板22为沿炉体10轴向延伸的直板，导流板22具有相对设置的第一侧边和第二侧边，所有导流板22的第一侧边与扩散腔11的内壁相连，所有导流板22的第二侧边拟合围成容纳空间21。相邻的两个导流板22之间形成扩散通道，扩散通道沿炉体10的轴向延伸。

氮气和氧气在进入扩散腔11后，由于氮气和氧气是自炉体10的第一端缓慢向第二端扩散，容易产生浓度分界层现象。本实用新型通过在扩散腔11内设置多个导流板22，在气体扩散时，可以通过导流板22引导氮气和氧气自高浓度区域向低浓度区域扩散，打破浓度分界，从而提高扩散的均匀性。

与此同时，所有导流板22的第一侧边均连接在扩散腔11的内壁上，从而实现固定，所有导流板22的第二侧边拟合围成容纳空间21，从而可以容纳石英舟30。在引导气流的同时，不会影响石英舟30的设置，因此，石英舟30无需进行位置或尺寸上的改变，改造成本更低，改造过程也更加容易。

进一步地，容纳空间21的开口朝向炉门方向，方便石英舟30的取放。

由于导流板22是沿炉体10的第一端向第二端延伸的，气体在导流板22的引导下，可以更高效的向炉体10的第二端流通，从而提高扩散效率。而且，导流板22之间形成扩散通道，气体进入扩散通道后，在导流通道两侧的引导下，可以更有效的向低浓度的区域扩散，从而进一步提高扩散效果。

本实用新型还公开了实施例二，如图3和图4所示，其与实施例一基本相同，区别在于，在实施例二中，为了进一步扩散效果，导流板22上设置有扰流结构221，该扰流结构221为扰流孔，通过设置扰流孔，在气体扩散的过程中，可以对气体进行扰流，从而使气体的扩散更加均匀。

需要说明的是，虽然在实施例二中，扰流结构221为扰流孔，但是这并不是限制性的，在图5和图6所示的实施例三中，其结构与实施例二基本相同，区别在于，在实施例三中，扰流结构221为扰流凸起。在图未示出的一些其他实施例中，导流板22上还可以同时设置扰流孔和扰流凸起。也就是说，在不违背本实用新型发明构思的前提下，只要是可以扰流的结构，均在本实用新型的保护范围之内。

进一步地，在本实施例中，导流板22为4个，4个导流板22沿扩散腔11的内壁周向间隔设置，且4个导流板22两两相对设置，

为了进一步提高扩散效果，扩散炉还包括：加热丝，加热丝设置在炉体10的外周壁上，加热丝用于加热扩散通道内的气体。通过设置加热丝，可以通过加热丝扩散通道内的气体，使扩散通道内的气体分子运动加快，从而提高扩散速度，再配合扩散通道的引导，从而可以更高效地扩散。

需要说明的是，虽然在本实施例一中，导流板22为直板，导流板22沿炉体10的轴向延伸。但是这并不是限制性的，在如图7所示的实施例四中，还公开了一种扩散炉，其结构与实施例一基本相同，区别在于，在本实施例中，导流板22是沿炉体10轴线回转延伸的螺旋结构。也就是说，只要是自炉体10的第一端延伸至炉体10的第二端的结构均在本实用新型的保护范围之内。

还需要说明的是，在本实施例一中，导流板22为连续的直板，但是这也不是限制性的，在图8所示的实施例五中，还公开了一种扩散炉，其结构与实施例一基本相同，区别在于，在本实施例中，导流板22包括多个子导流板222，子导流板222沿炉体10的轴线方向间隔设置，相邻的子导流板222之间形成扩散间隙。采用这种方式，在起到导流作用的同时，还可以节省材料，进一步降低成本。

根据本实用新型的另一个方面，还公开了一种光伏电池扩散工艺装置，包括上述的扩散炉。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种扩散炉，其特征在于，包括：

炉体，所述炉体内设置有用于气体扩散的扩散腔；

导流结构，所述导流结构设置在所述扩散腔内，所述导流结构用于引导所述扩散腔内的气体扩散，所述导流结构具有用于放置石英舟的容纳空间。

2.根据权利要求1所述的扩散炉，其特征在于，所述导流结构包括：

导流板，所述导流板为多个，多个所述导流板沿所述扩散腔的内壁周向间隔设置；

所述导流板具有相对设置的第一侧边和第二侧边，所有所述导流板的第一侧边与所述扩散腔的内壁相连，所有所述导流板的第二侧边拟合围成所述容纳空间。

3.根据权利要求2所述的扩散炉，其特征在于，

相邻的两个所述导流板之间形成扩散通道。

4.根据权利要求2所述的扩散炉，其特征在于，

所述炉体为筒状结构，所述炉体沿轴向具有第一端和第二端，所述导流板自所述炉体的第一端延伸至所述炉体的第二端。

5.根据权利要求4所述的扩散炉，其特征在于，

所述导流板沿所述炉体的轴向延伸；

所述导流板包括多个子导流板，所述子导流板沿所述炉体的轴线方向间隔设置，相邻的子导流板之间形成扩散间隙。

6.根据权利要求4所述的扩散炉，其特征在于，

所述导流板为沿所述炉体轴线回转延伸的螺旋结构。

7.根据权利要求2所述的扩散炉，其特征在于，

所述导流板上设置有扰流结构。

8.根据权利要求7所述的扩散炉，其特征在于，

所述扰流结构包括扰流凸起和/或扰流孔。

9.根据权利要求3所述的扩散炉，其特征在于，所述扩散炉还包括：

加热丝，所述加热丝设置在所述炉体的外周壁上，所述加热丝用于加热所述扩散通道内的气体。

10.一种光伏电池扩散工艺装置，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的扩散炉。