本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種晶體硅太陽(yáng)能電池?cái)U(kuò)散爐。

背景技術(shù)：

晶體硅太陽(yáng)能的制備流程包括制絨、擴(kuò)散、去磷硅玻璃、減反膜沉積、絲網(wǎng)印刷、燒結(jié)和測(cè)試分選，在這些制備工序中，擴(kuò)散承擔(dān)制備太陽(yáng)能電池核心部件-p-n結(jié)的任務(wù)，是太陽(yáng)能電池制造的關(guān)鍵制程。擴(kuò)散是利用三氯氧磷作為P源，氮?dú)庾鳛檩d氣，氧氣作為反應(yīng)氣體，在高溫下，三氯氧磷反應(yīng)形成P，P在高溫下擴(kuò)散進(jìn)入硅片內(nèi)部，形成n層，在p型硅片表層形成p-n結(jié)，具體反應(yīng)方程式如下：

5POCl₃→PCl₅+P₂O₅

PCl₅+O₂→P₂O₅+Cl₂

P₂O₅+Si→SiO₂+P↓

擴(kuò)散的制程設(shè)備為擴(kuò)散爐，現(xiàn)有技術(shù)的擴(kuò)散爐是采用臥式爐腔設(shè)備，將硅片先插進(jìn)石英舟，然后將石英舟置于爐腔中，石英舟靜止不動(dòng)，采用水平充氣和排氣設(shè)置，即爐尾設(shè)置充氣管，爐口設(shè)置排氣口。這種設(shè)備使得反應(yīng)氣體從爐尾運(yùn)動(dòng)到爐口，在運(yùn)動(dòng)過程中進(jìn)行擴(kuò)散反應(yīng)，形成p-n結(jié)。這種設(shè)備的優(yōu)勢(shì)是設(shè)備占地面積小，有利于工廠的產(chǎn)能布局；但是，由于反應(yīng)氣體采用水平流動(dòng)，擴(kuò)散反應(yīng)不均勻；硅片在反應(yīng)過程中靜止不動(dòng)，也會(huì)擴(kuò)散反應(yīng)不均勻；裝載的硅片數(shù)量有限，不利于長(zhǎng)能的擴(kuò)大。因此，如何開發(fā)一種新型的晶硅太陽(yáng)能電池設(shè)備，使得在擴(kuò)大產(chǎn)量的前提下，擴(kuò)散形成的p-n結(jié)更加均勻，成為研究者關(guān)注的重點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種晶體硅太陽(yáng)能電池?cái)U(kuò)散爐，不僅可以提高擴(kuò)散反應(yīng)的均勻性，還可以提高擴(kuò)散爐的產(chǎn)量。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為：一種晶體硅太陽(yáng)能電池?cái)U(kuò)散爐，所述晶體硅太陽(yáng)能電池?cái)U(kuò)散爐包括帶有爐門的立式爐腔、加熱器、第一立式石英舟、第二立式石英舟、由電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的支架；所述爐門設(shè)有進(jìn)氣管，立式爐腔設(shè)有排氣管；所述第一立式石英舟、第二立式石英舟與支架固定連接；所述加熱器固定在立式爐腔外側(cè)。

作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述第一立式石英舟與第二立式石英舟對(duì)稱固定在支架兩側(cè)并位于立式爐腔的中心處，第一立式石英舟和第二立式石英舟對(duì)稱設(shè)置在支架兩側(cè)可以使旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)，且立于爐腔中心可以使硅片和反應(yīng)氣體接觸更充分。

作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述立式爐腔上端為封閉，下端為敞開，爐門鉸接在下端，爐門鉸接在下端方便第一石英舟和第二石英舟的取出和裝入。

作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述加熱器固定在立式爐腔左右兩側(cè)，使?fàn)t腔受熱更均勻。

作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述爐腔的直徑為60-80cm，可適應(yīng)不同的生產(chǎn)需求。

作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述第一立式石英舟和第二立式石英舟中均設(shè)置硅片卡槽，卡槽寬度為0.3-0.6mm，卡槽間距為1.8-3.0mm，硅片裝載量為1000-2000片，立式爐腔可對(duì)硅片進(jìn)行單面擴(kuò)散，也可進(jìn)行雙面擴(kuò)散：?jiǎn)蚊鏀U(kuò)散時(shí)一個(gè)卡槽只插一片硅片，卡槽寬度為0.3-0.45mm，卡槽間距為1.8-3.0mm；雙面擴(kuò)散時(shí)一個(gè)卡槽插兩片硅片，卡槽寬度為0.45-0.6mm，卡槽間距為1.8-3.0mm。

作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述立式爐腔的材質(zhì)為石英，石英材質(zhì)可以保證爐腔的純凈，防止在擴(kuò)散反應(yīng)中帶來雜質(zhì)。

作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述支架的可調(diào)轉(zhuǎn)速范圍為1-30轉(zhuǎn)/min，擴(kuò)散過程支架帶動(dòng)第一立式石英舟和第二立式石英舟轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)第一立式石 英舟和第二立式石英舟中硅片運(yùn)動(dòng)，速度越快，反應(yīng)氣體和硅片接觸更充分，但容易導(dǎo)致碎片等不良后果，所以支架的可調(diào)轉(zhuǎn)速范圍優(yōu)選為1-30轉(zhuǎn)/min。

作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述進(jìn)氣管數(shù)量為5-20條，均勻分布在爐門，進(jìn)氣管分散為多個(gè)，保證氣體在爐腔中的均勻分布，保證擴(kuò)散的均勻性；所述排氣管數(shù)量為5-20條，均勻分布在立式爐腔上端。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下有益效果：晶體硅太陽(yáng)能電池?cái)U(kuò)散爐采用立式結(jié)構(gòu)，讓反應(yīng)氣體由擴(kuò)散爐下部的進(jìn)氣管進(jìn)入，由下往上運(yùn)動(dòng)，最后由排氣管排走；電機(jī)驅(qū)動(dòng)支架旋轉(zhuǎn)，支架帶動(dòng)固定在其兩側(cè)的第一立式石英舟和第二立式石英舟旋轉(zhuǎn)，使硅片和反應(yīng)氣體的接觸更加充分，擴(kuò)散反應(yīng)更加均勻；采用并排兩個(gè)石英舟的設(shè)計(jì)方式，在保證擴(kuò)散均勻性的情況下，大大提高擴(kuò)散的產(chǎn)能。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的晶體硅太陽(yáng)能電池?cái)U(kuò)散設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型的一種晶體硅太陽(yáng)能電池?cái)U(kuò)散爐結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的晶體硅太陽(yáng)能電池?cái)U(kuò)散設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖擴(kuò)散爐采用水平臥式結(jié)構(gòu)，擴(kuò)散爐由爐腔1’、加熱器3’、石英舟4’、爐門2’、進(jìn)氣管5’和排氣管6’組成，反應(yīng)氣體從爐腔1’的爐尾通入爐腔1’，經(jīng)過水平運(yùn)動(dòng)，最后從爐腔1’的爐口排出。

如圖2所示，本實(shí)用新型的一種晶體硅太陽(yáng)能電池?cái)U(kuò)散爐，該晶體硅太陽(yáng)能電池?cái)U(kuò)散爐包括帶有爐門2的立式爐腔1、加熱器3、第一立式石英舟4、第二立式石英舟5、由電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的支架6；所述爐門2設(shè)有進(jìn)氣管7，立式爐腔1設(shè)有排氣管8；所述第一立式石英舟4、第二立式石英舟5與支架6固定連接；所述加熱器3固定在立式爐腔1外側(cè)。

進(jìn)行擴(kuò)散反應(yīng)時(shí)，從立式爐腔1底部爐門2上的進(jìn)氣管7通入擴(kuò)散氣體，啟動(dòng)加熱器3對(duì)立式爐腔1進(jìn)行加熱，啟動(dòng)電機(jī)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)支架6旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)第一立式石英舟4和第二立式石英舟5旋轉(zhuǎn)，擴(kuò)散氣體從進(jìn)氣管7通入，與立式爐腔1內(nèi)第一立式石英舟4和第二立式石英舟5的硅片9反應(yīng)后從排氣管8排出。

優(yōu)選地，第一立式石英舟4與第二立式石英舟5對(duì)稱固定在支架6兩側(cè)并位于立式爐腔1的中心處，第一立式石英舟4和第二立式石英舟5對(duì)稱設(shè)置在支架6兩側(cè)可以使旋轉(zhuǎn)過程平穩(wěn)，且設(shè)于立式爐腔1中心可以使硅片9和反應(yīng)氣體接觸更充分。

第一立式石英舟4和第二立式石英舟5中均設(shè)置硅片卡槽，卡槽寬度為0.3-0.6mm，卡槽間距為1.8-3.0mm，硅片裝載量為1000-2000片，極大地提高了擴(kuò)散爐的產(chǎn)量，立式爐腔1可對(duì)硅片9進(jìn)行單面擴(kuò)散，也可進(jìn)行雙面擴(kuò)散：?jiǎn)蚊鏀U(kuò)散時(shí)一個(gè)卡槽只插一片硅片9，卡槽寬度為0.3-0.45mm，卡槽間距為1.8-3.0mm；雙面擴(kuò)散時(shí)一個(gè)卡槽插兩片硅片9，卡槽寬度為0.45-0.6mm，卡槽間距為1.8-3.0mm。

優(yōu)選地，立式爐腔1上端為封閉，下端為敞開，爐門2鉸接在下端，方便第一立式石英舟4和第二立式石英舟5的取出和裝入；立式爐腔1的直徑為60-80cm，可適應(yīng)不同的生產(chǎn)需求；立式爐腔1的材質(zhì)為石英，可以保證立式爐腔1的純凈，防止在擴(kuò)散反應(yīng)中帶來雜質(zhì)

優(yōu)選地，加熱器3固定在立式爐腔1左右兩側(cè)，可以使立式爐腔1受熱更均勻。

優(yōu)選地，支架6的可調(diào)轉(zhuǎn)速范圍為1-30轉(zhuǎn)/min，擴(kuò)散過程支6架帶動(dòng)第一立式石英舟4和第二立式石英舟5轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)第一立式石英舟4和第二立式石英舟5中硅片9運(yùn)動(dòng)，速度越快，反應(yīng)氣體和硅片9接觸更充分，但容易導(dǎo)致碎片等不良后果，優(yōu)選地設(shè)定支架6的轉(zhuǎn)速范圍在1-30轉(zhuǎn)/min，這樣有效防止碎片產(chǎn)生，也能保證反應(yīng)氣體和硅片9接觸充分。

優(yōu)選地，進(jìn)氣管7數(shù)量為5-20條，均勻分布在爐門2，進(jìn)氣管7分散為多 個(gè)，保證氣體在爐腔中的均勻分布，保證擴(kuò)散的均勻性；排氣管8數(shù)量為5-20條，均勻分布在立式爐腔1上端。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下有益效果：晶體硅太陽(yáng)能電池?cái)U(kuò)散爐采用立式結(jié)構(gòu)，使得反應(yīng)氣體由擴(kuò)散爐下部進(jìn)入，由下往上運(yùn)動(dòng)，最后由排氣管排走；電機(jī)驅(qū)動(dòng)支架6旋轉(zhuǎn)，支架6帶動(dòng)固定在其兩側(cè)的第一立式石英舟4和第二立式石英舟5旋轉(zhuǎn)，使得硅片9和反應(yīng)氣體的接觸更加充分，使得擴(kuò)散反應(yīng)更加均勻；采用并排兩個(gè)石英舟的設(shè)計(jì)方式，在保證擴(kuò)散均勻性的情況下，大大提高擴(kuò)散的產(chǎn)能。

以上所述是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。