用于晶體硅擴散的勻流板及其晶體硅擴散工藝爐的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了用于晶體硅擴散的勻流板及其晶體硅擴散工藝爐，用于晶體硅擴散的勻流板，包括勻流板本體，勻流板本體按照區(qū)域劃分為爐頂板區(qū)域和爐底板區(qū)域，爐頂板區(qū)域內開有若干勻流通孔，爐底板區(qū)域為密封板體。本實用新型的有益效果為：1.在改善爐體內氣流均勻性的同時，降低更換成本和維護時間，達到降本增效的效果。2.降低因勻流管被腐蝕斷裂而造成的方塊電阻異常等風險。3.進一步起到勻流氣體的作用，改善擴散后方塊電阻的均勻性。
【專利說明】用于晶體硅擴散的勻流板及其晶體硅擴散エ藝爐
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及晶體硅擴散裝置，具體是指用于晶體硅擴散的勻流板及其晶體硅擴散エ藝爐。
【背景技術】
[0002]在晶體硅太陽能電池生產エ藝中，目前所普遍采用的是P0CL3液態(tài)源擴散制作PN結，其原理是，在ー個爐體內放置晶體硅，通入エ藝氣體進行擴散。在擴散過程中，エ藝氣體通過ー個罩杯從爐管尾進入爐內，尾氣和未反應的氣體通過尾氣管從爐ロ抽出。
[0003]利用該方法進行擴散，エ藝簡單，成本較低，因而成為目前晶體硅太陽能電池生產制作PN結的主要方法。
[0004]由于從爐尾進入的エ藝氣體溫度較低(室溫)，エ藝氣體在進入爐內(溫度800度左右)后會先下沉，經加熱后再上升分散進入硅片中心區(qū)域。這樣使得爐尾及靠近爐尾區(qū)域的方阻均勻性受到一定的影響。為了使整個爐管的硅片有較好的方阻均勻性，通常采用的方法是在進氣ロ添加一個勻流管。但是勻流管存在諸多維護和安全上，成本上的問題。為了進ー步改善擴散方阻的均勻性。
[0005]現(xiàn)有技術的技術方案:
[0006]目前業(yè)內所采用的勻流管結構延伸進爐內，勻流管延伸進爐內的一端封閉，其側壁處開有開ロ指向爐頂的出氣ロ。其通過使用勻流管將溫度低的エ藝氣體往上通入到爐體頂部中，這樣使得低溫的エ藝氣體在下沉的過程中加熱進行擴散。
[0007]現(xiàn)有技術的缺點:
[0008]缺點1:由于爐尾進氣管通道內的溫度要遠低于爐內。因此エ藝氣體在爐內反應生產的P2O5及容易在出氣口和勻流管壁上沉積，實踐證明，在用過一段時間之后，勻流管靠近進氣端的外壁上都會沉積很厚的ー層P2O5沉淀。在P2O5沉淀的長期腐蝕作用下，勻流管壁就會被腐蝕穿，最后導致勻流管斷裂?，F(xiàn)有設計勻流管的使用壽命一般只有1-2個月。這就變相地加大了勻流管的使用成本以及設備的維護時間。
[0009]缺點2:エ藝氣體進入爐體內之后，僅僅通過勻流管的上揚作用，再依靠氣體自身在管內均勻分布的方法不能很好的達到勻流的左右。上述爐尾區(qū)域是指エ藝氣體進入的區(qū)域。
實用新型內容
[0010]本實用新型的目的在于提供用于晶體硅擴散的勻流板及其晶體硅擴散エ藝爐，本方案不在進氣ロ增加勻流管，エ藝氣體通過勻流板再進入爐內，這樣不但能解決爐尾區(qū)域氣體流向問題導致的方阻均勻性問題，對擴散方塊電阻的均勻性起到了很好的改善作用，P2O5不會造成勻流板損壞，還不存在多次維護和安全上的問題。
[0011]本實用新型的目的主要通過以下技術方案實現(xiàn):用于晶體硅擴散的勻流板，包括勻流板本體，勻流板本體按照區(qū)域劃分為爐頂板區(qū)域和爐底板區(qū)域，爐頂板區(qū)域內開有若干勻流通孔，爐底板區(qū)域為密封板體。
[0012]實現(xiàn)原理為:利用勻流板替代勻流管，在勻流板本體上設置分流的勻流通孔，且勻流通孔只位于爐頂板區(qū)域，即將勻流板本體安裝進エ藝爐爐體內后，勻流通孔位于エ藝爐爐體上部區(qū)域，這樣可以造成エ藝氣體經過勻流通孔后得到上揚，這樣エ藝氣體可以像設置勻流管時ー樣先流通到多晶硅上方，エ藝氣體在多晶硅上方開設下沉，被加熱后進行擴散，由于勻流板本體在安裝時才有密封安裝在エ藝爐爐體的內壁上，因此P2O5不會對勻流板本體造成的腐蝕。其不存在多次維護的問題，維護成本大大降低。
[0013]優(yōu)選的，爐頂板區(qū)域和爐底板區(qū)域的面積相等。
[0014]優(yōu)選的，爐頂板區(qū)域和爐底板區(qū)域均為半圓形或矩形。
[0015]優(yōu)選的，爐頂板區(qū)域和爐底板區(qū)域以勻流板本體的軸線對稱設置。
[0016]優(yōu)選的，勻流通孔的大小一致均勻的分布在爐頂板區(qū)域內。
[0017]優(yōu)選的，勻流通孔的大小從爐頂板區(qū)域指向爐底板區(qū)域方向由大變小、且同一高度的勻流通孔大小一致的均勻分布在爐頂板區(qū)域內。
[0018]本實用新型的技術方案，還包括在上述勻流板本體的基礎上建立的晶體硅擴散エ藝爐，包括エ藝爐爐體和上述勻流板本體，勻流板本體橫檔在エ藝爐爐體內，且勻流板本體的邊緣與エ藝爐爐體內壁密封連接，且爐頂板區(qū)域位于エ藝爐爐體上部區(qū)域，爐底板區(qū)域位于エ藝爐爐體下部區(qū)域，エ藝爐爐體一端設置有進氣管，エ藝爐爐體內設置有硅片放置區(qū)域，勻流板本體位于進氣管與有硅片放置區(qū)域之間。
[0019]進氣管的軸線與勻流板本體表面垂直。
[0020]エ藝爐爐體內還設置有尾氣管，尾氣管的進氣端位于硅片放置區(qū)域遠離勻流板本體的ー側，且尾氣管沿著工藝爐爐體底部內壁敷設。
[0021]優(yōu)選的，尾氣管的進氣端位于エ藝爐爐體內距離勻流通孔最遠的點上。
[0022]上述エ藝爐爐體的工作過程為:エ藝氣體從進氣管內進入到エ藝爐爐體內，エ藝氣體在勻流板本體與進氣管之間的區(qū)域內聚集后，通過勻流通孔上揚到エ藝爐爐體內上部區(qū)域，在多晶硅上方聚集，由于エ藝氣體為室溫氣體，因此進入到エ藝爐爐體后的エ藝氣體會產生下沉現(xiàn)象，因此エ藝氣體從多晶硅上方往多晶硅下方流動，最后到達エ藝爐爐體內底部區(qū)域，由尾氣管的進氣端位于硅片放置區(qū)域遠離勻流板本體的ー側、且尾氣管沿著工藝爐爐體底部內壁敷設，因此可加劇エ藝氣體由多晶硅上方往多晶硅下方流動的趨勢。這樣可致使擴散均勻，得到的多晶硅的方阻均勻。
[0023]本實用新型的有益效果為:1.在改善爐體內氣流均勻性的同時，降低更換成本和維護時間，達到降本增效的效果。2.降低因勻流管被腐蝕斷裂而造成的方塊電阻異常等風險。3.進ー步起到勻流氣體的作用，改善擴散后方塊電阻的均勻性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1為實施例1勻流板本體的示意圖。
[0025]圖2為實施例2勻流板本體的示意圖。
[0026]圖3為エ藝爐爐體的示意圖。
[0027]圖4為選取5片多晶硅做實驗的多晶硅位置示意圖。
[0028]圖5為同一片多晶硅內風阻測試點的位置示意圖?！揪唧w實施方式】
[0029]下面結合實施例及附圖對本實用新型作進ー步的詳細說明，但本實用新型的實施方式不限于此。
[0030]實施例1:
[0031]如圖1和圖3所示。
[0032]用于晶體硅擴散的勻流板，其特征在于:包括勻流板本體1，勻流板本體I按照區(qū)域劃分為爐頂板區(qū)域和爐底板區(qū)域，爐頂板區(qū)域內開有若干勻流通孔2，爐底板區(qū)域為密封板體。
[0033]實現(xiàn)原理為:利用勻流板替代勻流管，在勻流板本體I上設置分流的勻流通孔2，且勻流通孔2只位于爐頂板區(qū)域，即將勻流板本體I安裝進エ藝爐爐體3內后，勻流通孔2位于エ藝爐爐體3上部區(qū)域，這樣可以造成エ藝氣體經過勻流通孔2后得到上揚，這樣エ藝氣體可以像設置勻流管時ー樣先流通到多晶硅上方，エ藝氣體在多晶硅上方開設下沉，被加熱后進行擴散，由于勻流板本體I在安裝時才有密封安裝在エ藝爐爐體3的內壁上，因此P2O5不會對勻流板本體I造成的腐蝕。其不存在多次維護的問題，維護成本大大降低。
[0034]優(yōu)選的，爐頂板區(qū)域和爐底板區(qū)域的面積相等。
[0035]優(yōu)選的，爐頂板區(qū)域和爐底板區(qū)域均為半圓形。
[0036]優(yōu)選的，爐頂板區(qū)域和爐底板區(qū)域以勻流板本體I的軸線對稱設置。
[0037]優(yōu)選的，勻流通孔2的大小一致均勻的分布在爐頂板區(qū)域內。
[0038]本實用新型的技術方案，還包括在上述勻流板本體I的基礎上建立的晶體硅擴散エ藝爐，包括エ藝爐爐體3和上述勻流板本體I，勻流板本體I橫檔在エ藝爐爐體3內，且勻流板本體I的邊緣與エ藝爐爐體3內壁密封連接，且爐頂板區(qū)域位于エ藝爐爐體3上部區(qū)域，爐底板區(qū)域位于エ藝爐爐體3下部區(qū)域，エ藝爐爐體3 —端設置有進氣管6，エ藝爐爐體3內設置有硅片放置區(qū)域，勻流板本體I位于進氣管6與有硅片放置區(qū)域之間。
[0039]進氣管6的軸線與勻流板本體I表面垂直。
[0040]エ藝爐爐體3內還設置有尾氣管7，尾氣管7的進氣端位于硅片放置區(qū)域遠離勻流板本體I的ー側，且尾氣管7沿著工藝爐爐體3底部內壁敷設。
[0041]優(yōu)選的，尾氣管7的進氣端位于エ藝爐爐體3內距離勻流通孔2最遠的點上。
[0042]上述エ藝爐爐體3的工作過程為:エ藝氣體從進氣管6內進入到エ藝爐爐體3內，エ藝氣體在勻流板本體I與進氣管6之間的區(qū)域內聚集后，通過勻流通孔2上揚到エ藝爐爐體3內上部區(qū)域，在多晶硅上方聚集，由于エ藝氣體為室溫氣體，因此進入到エ藝爐爐體3后的エ藝氣體會產生下沉現(xiàn)象，因此エ藝氣體從多晶硅上方往多晶硅4下方流動，最后到達エ藝爐爐體3內底部區(qū)域，由尾氣管7的進氣端位于硅片放置區(qū)域遠離勻流板本體I的ー側、且尾氣管7沿著工藝爐爐體3底部內壁敷設，因此可加劇エ藝氣體由多晶硅上方往多晶硅下方流動的趨勢。這樣可致使擴散均勻，得到的多晶硅的方阻均勻。
[0043]エ藝爐爐體3的另一端設置有爐門5，爐門5可以開啟或關閉。方便進行裝料和卸料。
[0044]實施例2
[0045]如圖2所示。[0046]本實施例與實施例1的區(qū)別在于:勻流通孔2的大小從爐頂板區(qū)域指向爐底板區(qū)域方向由大變小、且同一高度的勻流通孔2大小一致的均勻分布在爐頂板區(qū)域內。
[0047]上述實施例中，勻流通孔2的大小不是均一的，越靠近エ藝爐爐體3頂部的地方孔洞越大。優(yōu)選以百分之十的比例變化，即從エ藝爐爐體3頂部到エ藝爐爐體3底部方向相鄰的勻流通孔2之間的大小比為百分之十。
[0048]實施例3
[0049]本實施例在實施例1和實施例2的基礎上:勻流通孔2的孔軸線與エ藝爐爐體3的軸線呈30度-80度的夾角。勻流通孔2上揚指向エ藝爐爐體3頂部。這樣可進ー步的造成氣流上揚。優(yōu)選80度和60度或80度至60度之間的數據做實驗。
[0050]圖中的箭頭表示為エ藝氣體的流向。
[0051]圖中的箭頭表示為エ藝氣體的流向。
[0052]數據說明:如圖4和圖5所示，圖4中，在エ藝爐爐體內部存在500片多晶硅4，500片多晶硅4中等間距的選取5片用于測定方阻數據，如圖3所示，5片用于測定方阻數據的多晶硅4分別是--片1A、片2B、片3C、片4D、片5E ;如圖5，圖5為同一個多晶硅4中選取5個測試點用于測試片內的方阻數據，這5個測試點分別是:點IAl、點2B1、點3C1、點4D1、點5E1 ;實施例3的數據是在實施例2的基礎上完成的。點1A1、點2B1、點4D1、點5E1為邊緣點；點3C1為中間點。
[0053]根據上述3個實施例分別做出試驗后，得到方阻參數為:
[0054]片I方阻表:
【權利要求】
1.用于晶體硅擴散的勻流板，其特征在于:包括勻流板本體(1)，勻流板本體(I)按照區(qū)域劃分為爐頂板區(qū)域和爐底板區(qū)域，爐頂板區(qū)域內開有若干勻流通孔(2)，爐底板區(qū)域為密封板體；爐頂板區(qū)域和爐底板區(qū)域的面積相等；爐頂板區(qū)域和爐底板區(qū)域以勻流板本體(I)的軸線對稱設置；勻流通孔(2)的大小一致均勻的分布在爐頂板區(qū)域內或勻流通孔(2)的大小從爐頂板區(qū)域指向爐底板區(qū)域方向由大變小、且同一高度的勻流通孔(2)大小一致的均勻分布在爐頂板區(qū)域內；且爐頂板區(qū)域位于エ藝爐爐體(3)上部區(qū)域，爐底板區(qū)域位于エ藝爐爐體(3)下部區(qū)域。
2.根據權利要求1所述的用于晶體硅擴散的勻流板，其特征在于:爐頂板區(qū)域和爐底板區(qū)域均為半圓形或矩形。
3.晶體硅擴散エ藝爐，其特征在于:包括エ藝爐爐體(3)和權利要求1-2中任意ー項的勻流板本體(I)，勻流板本體(I)橫擋在エ藝爐爐體(3)內，且勻流板本體(I)的邊緣與エ藝爐爐體(3)內壁密封連接，且爐頂板區(qū)域位于エ藝爐爐體(3)上部區(qū)域，爐底板區(qū)域位于エ藝爐爐體(3)下部區(qū)域，エ藝爐爐體(3)—端設置有進氣管(6)，エ藝爐爐體(3)內設置有硅片放置區(qū)域，勻流板本體(I)位于進氣管(6)與有硅片放置區(qū)域之間。
4.根據權利要求3所述的晶體硅擴散エ藝爐，其特征在于:進氣管(6)的軸線與勻流板本體(I)表面垂直。
5.根據權利要求3所述的晶體硅擴散エ藝爐，其特征在于:エ藝爐爐體(3)內還設置有尾氣管(7)，尾氣管(7)的進氣端位于硅片放置區(qū)域遠離勻流板本體(I)的ー側，且尾氣管(7)沿著工藝爐爐體(3)底部內壁敷設。
6.根據權利要求3所述的晶體硅擴散エ藝爐，其特征在于:尾氣管(7)的進氣端位于エ藝爐爐體(3)內距離勻流通孔(2)最遠的點上。
【文檔編號】C30B31/08GK203451647SQ201320515326
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年8月22日 優(yōu)先權日:2013年8月22日
【發(fā)明者】程曦, 匡成國, 姜濤, 楊東, 姚騫, 包崇彬 申請人:天威新能源控股有限公司