一種低壓高溫擴散爐的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及晶硅太陽能電池技術領域，尤其涉及一種低壓高溫擴散爐。
【背景技術】
[0002]太陽能電池是一種有效地吸收太陽輻射能，利用光生伏打效應把光能轉換成電能的器件，當太陽光照在半導體P-N結(P-N Junct1n)上，形成新的空穴-電子對(V-E pair)，在P-N結電場的作用下，空穴由N區流向P區，電子由P區流向N區，接通電路后就形成電流。由于是利用各種勢皇的光生伏特效應將太陽光能轉換成電能的固體半導體器件，故又稱太陽能電池或光伏電池，是太陽能電池陣電源系統的重要組件。太陽能電池主要有晶硅(Si)電池，三五族半導體電池(GaAs，Cds/Cu2S，Cds/CdTe，Cds/InP，CdTe/Cu2Te)，無機電池，有機電池等，其中晶硅太陽能電池居市場主流主導地位。晶硅太陽能電池的基本材料為純度達99.9999%、電阻率在10 Ω-cm以上的P型單晶硅，包括正面絨面、正面p-n結、正面減反射膜、正背面電極等部分。在組件封裝為正面受光照面加透光蓋片(如高透玻璃及EVA)保護，防止電池受外層空間范愛倫帶內高能電子和質子的輻射損傷。
[0003]擴散為制作太陽能電池最重要的一個環節，其利用雜質原子向半導體芯片內部擴散的方法，改變半導體芯片表面層的導電類型，從而形成P、N結，為形成PN結的主要工藝。太陽能電池制造工藝中，磷擴散一般有三種方法，一是三氯氧磷(POCl3)液態源擴散，二是噴涂磷酸水溶液后鏈式擴散，三是絲網印刷磷漿料后鏈式擴散，其中以第一種方式為業界主流。在高溫擴散制程中，由于POCl3在高溫下(>600°C)分解生成五氯化磷(PCl5)和五氧化二磷(P2O5)生成的P2O5在擴散溫度下與娃反應，生成二氧化娃(SiC>2)和磷原子，POCI3熱分解時，如果沒有外來的氧(O2)參與其分解是不充分的，生成的PCl5是不易分解的，并且對硅有腐蝕作用，破壞硅片的表面狀態。但在有外來O2存在的情況下，？(:15會進一步分解成P2O5并放出氯氣(Cl2)生成的P2O5又進一步與硅作用，生成S12和磷原子。由此可見，在磷擴散時，為了促使POCl3充分的分解和避免PCl5對硅片表面的腐蝕作用，必須在通氮氣的同時通入一定流量的氧氣POCl3分解產生的P2O5淀積在硅片表面，P2O5與硅反應生成S12和磷原子，并在硅片表面形成一層磷-硅玻璃，然后磷原子再向硅中進行擴散，因此擴散爐內的反應氣體與溫度是影響方阻值均勻性最重要的參數，然而傳統常壓擴散爐并不能達到較佳的方阻值均勻性控制。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型所要解決的技術問題在于，提供一種硅片受熱更均勻、可提高產量和提高太陽能電池的光電轉換效率的低壓高溫擴散爐。
[0005]為了解決上述技術問題，本實用新型一種低壓高溫擴散爐，包括:爐體，所述爐體兩側設有對爐體加熱的高溫加熱區域;裝載硅片的晶舟，所述晶舟設在爐體內，晶舟材質為石英或碳化硅;真空閥門，所述真空閥門樞接在爐體一側；真空栗，所述真空栗與真空閥門相連接;石英排氣管，所述石英排氣管設在爐體另一側并與爐體相連接;石英進氣管，所述石英進氣管設在爐體內并設有若干排氣孔。
[0006]實施本實用新型，具有如下有益效果:本實用新型一種低壓高溫擴散爐與傳統擴散爐相比，采用擴散爐與真空栗相連，使得擴散爐內處于低壓真空狀態，反應氣體可達穩態穩流，裝載娃片的晶舟材質為石英或碳化娃，使得娃片受熱更均勾,具有可提尚廣量、提尚太陽能電池的光電轉換效率等優點，同時具有設計新穎、制作簡單、適合大批量生產等優點。
[0007]作為上述方案的改進，所述高溫加熱區域與爐體之間為恒溫區。
[0008]作為上述方案的改進，所述恒溫區長度為1200mm，恒溫區溫度精度為±0.5°C。
[0009]作為上述方案的改進，所述若干排氣孔包括第一組排氣孔、第二組排氣孔和第三組排氣孔，第一組排氣孔、第二組排氣孔和第三組排氣孔位于同一水平面上。
[0010]作為上述方案的改進，所述第一組排氣孔孔徑大于第二組排氣孔孔徑，第二組排氣孔孔徑大于第三組排氣孔孔徑。
[0011]作為上述方案的改進，所述第一組排氣孔徑相同均為5mm，第二組排氣孔孔徑相同均為4mm，第三組排氣孔孔徑相同均為3mm。石英進氣管的排氣孔設置成三排不同孔徑，具有使得硅片的方阻均勻性更好的優點。
[0012]作為上述方案的改進，所述第一組排氣孔、第二組排氣孔和第三組排氣孔個數均為5個，孔間距均為70mm。
[0013]作為上述方案的改進，所述爐體材質為石英爐管，晶舟卡槽數量為400-500個。
[0014]作為上述方案的改進，所述高溫加熱區域的工作溫度為600_1200°C。
[00?5 ]作為上述方案的改進，所述擴散爐的真空系統漏率S 4mbar/mi η (冷態)S 6mbar/min(熱態)，擴散爐的氣路系統氣密性=1x10—7pa.m3。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型一種低壓高溫擴散爐結構示意圖；
[0017]圖2為石英進氣管結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018]為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型作進一步地詳細描述。
[0019]如圖1及圖2所示，本實用新型一種低壓高溫擴散爐，包括:爐體I，爐體I兩側設有對爐體I加熱的高溫加熱區域2;裝載硅片的晶舟3，晶舟3設在爐體I內，晶舟3材質為石英或碳化硅;真空閥門4，真空閥門4樞接在爐體I 一側;真空栗5，真空栗5與真空閥門4相連接;石英排氣管6，石英排氣管6設在爐體I另一側并與爐體I相連接;石英進氣管7，石英進氣管7設在爐體I內并設有多個排氣孔71。
[0020]高溫加熱區域2與爐體I之間為恒溫區8;所述恒溫區長度為1200mm，恒溫區溫度精度為 ±0.5°C。
[0021]多個排氣孔71包括第一組排氣孔711、第二組排氣孔712和第三組排氣孔713，第一組排氣孔711、第二組排氣孔712和第三組排氣孔713位于同一水平面上。第一組排氣孔711孔徑大于第二組排氣孔孔徑712，第二組排氣孔孔徑712大于第三組排氣孔孔徑713。第一組排氣孔徑711相同均為5_，第二組排氣孔712孔徑相同均為4_，第三組排氣孔713孔徑相同均為3mm。第一組排氣孔711、第二組排氣孔712和第三組排氣孔713個數均為5個，孔間距均為70mm。石英進氣管7的排氣孔71設置成三排不同孔徑，具有使得硅片的方阻均勻性更好的優點。
[0022]爐體I材質為石英爐管，晶舟3卡槽數量為400-500個。高溫加熱區域2的工作溫度為600-1200 0C ο擴散爐的真空系統漏率S 4mbar/min(冷態)^ 6mbar/min (熱態)，擴散爐的氣路系統氣密性= 1x10—7pa.m3。
[0023]實施本實用新型，具有如下有益效果:本實用新型的一種低壓高溫擴散爐與傳統擴散爐相比，采用擴散爐與真空栗相連，使得擴散爐內處于低壓真空狀態，反應氣體可達穩態穩流，裝載娃片的晶舟材質為石英或碳化娃，使得娃片受熱更均勾,具有可提尚廣量、提高太陽能電池的光電轉換效率等優點，同時具有設計新穎、制作簡單、適合大批量生產等優點。
[0024]以上所揭露的僅為本實用新型一種較佳實施例而已，當然不能以此來限定本發明之權利范圍，因此依本實用新型權利要求所作的等同變化，仍屬本實用新型所涵蓋的范圍。
【主權項】
1.一種低壓高溫擴散爐，其特征在于，包括: 爐體，所述爐體兩側設有對爐體加熱的高溫加熱區域； 裝載娃片的晶舟，所述晶舟設在爐體內，晶舟材質為石英或碳化娃； 真空閥門，所述真空閥門樞接在爐體一側； 真空栗，所述真空栗與真空閥門相連接； 石英排氣管，所述石英排氣管設在爐體另一側并與爐體相連接； 石英進氣管，所述石英進氣管設在爐體內并設有若干排氣孔。2.如權利要求1所述一種低壓高溫擴散爐，其特征在于，所述高溫加熱區域與爐體之間為恒溫區。3.如權利要求2所述一種低壓高溫擴散爐，其特征在于，所述恒溫區長度為1200mm，恒溫區溫度精度為±0.5°C。4.如權利要求1所述一種低壓高溫擴散爐，其特征在于，所述若干排氣孔包括第一組排氣孔、第二組排氣孔和第三組排氣孔，第一組排氣孔、第二組排氣孔和第三組排氣孔位于同一水平面上。5.如權利要求4所述一種低壓高溫擴散爐，其特征在于，所述第一組排氣孔孔徑大于第二組排氣孔孔徑，第二組排氣孔孔徑大于第三組排氣孔孔徑。6.如權利要求4所述一種低壓高溫擴散爐，其特征在于，所述第一組排氣孔徑相同均為5_，第二組排氣孔孔徑相同均為4_，第三組排氣孔孔徑相同均為3_。7.如權利要求4所述一種低壓高溫擴散爐，其特征在于，所述第一組排氣孔、第二組排氣孔和第三組排氣孔個數均為5個，孔間距均為70mm。8.如權利要求1所述一種低壓高溫擴散爐，其特征在于，所述爐體材質為石英爐管，晶舟卡槽數量為400-500個。9.如權利要求1所述一種低壓高溫擴散爐，其特征在于，所述高溫加熱區域的工作溫度為600-1200 cC ο10.如權利要求1所述一種低壓高溫擴散爐，其特征在于，所述擴散爐的真空系統漏率$411^31'/111；[11$611^31'/111；[11，擴散爐的氣路系統氣密性=]^10—"^3.1113。
【專利摘要】本實用新型公開了一種低壓高溫擴散爐，包括：爐體，所述爐體兩側設有對爐體加熱的高溫加熱區域；設在爐體內裝載硅片的晶舟，晶舟材質為石英或碳化硅；樞接在爐體一側的真空閥門；與真空閥門相連接的真空泵；設在爐體另一側并與爐體相連接的石英排氣管；石英進氣管，所述石英進氣管設在爐體內并設有若干排氣孔。本實用新型具有如下有益效果：本實用新型一種低壓高溫擴散爐與傳統擴散爐相比,采用擴散爐與真空泵相連，使得擴散爐內處于低壓真空狀態，反應氣體可達穩態穩流,裝載硅片的晶舟材質為石英或碳化硅,使得硅片受熱更均勻,具有可提高產量、提高太陽能電池的光電轉換效率等優點，同時具有設計新穎、制作簡單、適合大批量生產等優點。
【IPC分類】C30B31/06, C30B31/16, C30B29/06
【公開號】CN205347629
【申請號】CN201521010313
【發明人】秦崇德, 方結彬, 石強, 黃玉平, 何達能, 陳剛
【申請人】廣東愛康太陽能科技有限公司
【公開日】2016年6月29日
【申請日】2015年12月7日