专利名称：一种用于制作晶体硅太阳能电池pn结的石英炉管的制作方法
技术领域：
一种用于制作晶体硅太阳能电池PN结的石英炉管技术领域[0001 ] 本实用新型涉及一种太阳能电池扩散工艺用设备，尤其是涉及一种用于制作晶体硅太阳能电池PN结的石英炉管。
背景技术：
[0002]太阳能电池作为新兴的清结可再生能源，因其具有直接将太阳能转换为电能，且寿命长、维护简单等优点而备受瞩目，其中晶体硅太阳能电池的应用最为广泛。[0003]制作晶体硅太阳能电池的关键过程就是PN结的制备，在晶体硅的表面形成PN结的方法有气相扩散、涂敷扩散和离子移植等，目前工业化生产中大部分采用气相扩散法制备PN结。由于PN结性能的好坏直接影响晶体硅太阳能电池的质量，因此对于气相扩散法最大的问题就在于如何保障扩散的均勻性，如果在制备PN结时能够保证良好的扩散均勻性， 则制备晶体硅太阳能电池的后续工艺中的工艺参数的可控性会较高，从而可以较好的保证晶体硅太阳能电池的电性能参数的稳定性。[0004]目前，气相扩散工艺制备PN结的整个过程都是在硅片扩散炉膛内完成的，而石英管是硅片扩散炉膛中的重要部件，石英管满足气相扩散工艺1000°c左右的高温要求，使用时石英管平放于硅片扩散炉膛内，横向置放有硅电池片的石英舟位于石英管内，工艺气体的进入和废气的排放均在石英管的管尾完成，这种气相扩散设备由于各种工艺气体是通过石英管的管尾通入的，通入的各种工艺气体从石英管的管尾通向石英管的管口，这样在石英管的管尾的扩散气氛相对于石英管的管口处要重一些，存在气流的不稳定性和不可控性问题，因此在横向上扩散浓度存在不均勻性，导致硅片和整管晶硅电池扩散方阻存在不均勻性，这将直接影响气相扩散效果的均勻性，从而使得在生产高效的晶体硅太阳能电池的过程中存在很大的不稳定性。发明内容[0005]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于晶体硅太阳能电池的PN结制作过程中，能够实现对气流的控制并加以稳定，有效提高硅片的扩散方阻的均勻性的石英炉管。[0006]本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为一种用于制作晶体硅太阳能电池PN结的石英炉管，其特征在于其为双层结构，包括同轴设置的外层石英管和内层气流均衡管，所述的外层石英管内径向设置有口部石英支撑圆盘和尾部石英支撑圆盘，所述的内层气流均衡管置放于所述的口部石英支撑圆盘和所述的尾部石英支撑圆盘上，所述的外层石英管和所述的内层气流均衡管之间的环形空隙中沿轴向均勻设置有多块用于隔断所述的环形空隙的石英隔流板，多块所述的石英隔流板分所述的环形空隙为多个气流腔，所述的内层气流均衡管上均勻分布有多个连通所述的气流腔和所述的内层气流均衡管的内腔的气流孔，所述的尾部石英支撑圆盘上轴向连接有与所述的内层气流均衡管的内腔连通的废气排放管及多个分别与所述的气流腔一一对应连通的工艺气体进气管。[0007]所述的气流孔的直径大小为0. 3 1. Ocm0[0008]所述的气流孔的直径大小为0. 6cm。[0009]所述的外层石英管和所述的内层气流均衡管之间的环形空隙中沿轴向均勻设置有四块用于隔断所述的环形空隙的石英隔流板，四块所述的石英隔流板分所述的环形空隙为四个气流腔。[0010]所述的尾部石英支撑圆盘与所述的外层石英管、所述的内层气流均衡管、所述的工艺气体进气管和所述的废气排放管均密封连接。[0011]所述的石英隔流板位于所述的口部石英支撑圆盘和所述的尾部石英支撑圆盘之间。[0012]所述的口部石英支撑圆盘上开设有用于将石英舟推入到所述的内层气流均衡管内的通孔。[0013]与现有技术相比，本实用新型的优点在于本实用新型的石英炉管为由外层石英管和内层气流均衡管构成的双层结构，且通过石英隔流板将外层石英管和内层气流均衡管之间的环形空隙隔成多个气流腔，同时在内层气流均衡管上均勻设置有很多气流孔，这样使用时工艺气体通过气流腔再经气流孔均勻沉积到硅片表面上，这种结构的石英炉管实现了对气流的控制并加以稳定，可提高硅片和整管晶硅电池扩散方阻的均勻性到士洲以内 (目前国内外硅片和整管晶硅电池扩散方阻均勻性在士 3%以上)，从而改善了气流对晶体硅太阳能电池的电性能和整体的成品率、优品率所造成的影响。[0014]
[0015]图1为本实用新型的石英炉管的轴向剖视示意图；[0016]图2为本实用新型的石英炉管在图1中的A-A处的径向剖视示意图。[0017]具体实施方式
[0018]
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。[0019]本实用新型提出的一种用于制作晶体硅太阳能电池PN结的石英炉管，如图所示， 其为双层结构，包括同轴设置的外层石英管1和内层气流均衡管2，外层石英管1的口部连接有石英炉门11，外层石英管1内径向设置有口部石英支撑圆盘3和尾部石英支撑圆盘4， 口部石英支撑圆盘3和尾部石英支撑圆盘4之间的轴向距离一般为大于两个石英舟(图中未示出)的长度，内层气流均衡管2置放于口部石英支撑圆盘3和尾部石英支撑圆盘4上， 内层气流均衡管2的内腔位于口部石英支撑圆盘3和尾部石英支撑圆盘4之间的部分构成一个恒温区5，外层石英管1和内层气流均衡管2之间的环形空隙中沿轴向均勻设置有四块用于隔断环形空隙的石英隔流板6，石英隔流板6位于口部石英支撑圆盘3和尾部石英支撑圆盘4之间，四块石英隔流板6分环形空隙为四个气流腔7，内层气流均衡管2上均勻分布有多个连通气流腔7和内层气流均衡管2的内腔的气流孔21，尾部石英支撑圆盘4上轴向连接有与内层气流均衡管2的内腔连通的废气排放管8及四个分别与气流腔7 —一对应连通的工艺气体进气管9，口部石英支撑圆盘3上开设有用于将石英舟推入到内层气流均衡管2的恒温区中的通孔31。[0020]在此具体实施例中，一般可将气流孔21的直径大小设计成0. 3 1. Ocm左右，在实际处理过程中可将气流孔21的直径大小设计为0. 6cm左右。[0021]在此具体实施例中，石英隔流板6的块数也可设为三块或五块等，可根据实际情况设置，石英隔流板6的设置不仅起到固定连接外层石英管1和内层气流均衡管2的作用， 以稳定内层气流均衡管2，而且隔断了通入的工艺气体，使扩散浓度更为均勻。[0022]在此具体实施例中，尾部石英支撑圆盘4与外层石英管1、内层气流均衡管2、工艺气体进气管9和废气排放管8均密封连接，密封连接可使得内层气流均衡管2的恒温区中的压力更为均勻。[0023]使用本实用新型的石英炉管时，工艺气体经工艺气体进气管9进入外层石英管1 与内层气流均衡管2之间的气流腔7内，气流腔7内的工艺气体经内层气流均衡管2上的气流孔21进入工艺腔室(即内层气流均衡管的恒温区5)内，均勻的沉积在硅片表面并在高温下扩散制备PN结，扩散后废气由废气排放管8排出工艺腔室。
权利要求1.一种用于制作晶体硅太阳能电池PN结的石英炉管，其特征在于其为双层结构，包括同轴设置的外层石英管和内层气流均衡管，所述的外层石英管内径向设置有口部石英支撑圆盘和尾部石英支撑圆盘，所述的内层气流均衡管置放于所述的口部石英支撑圆盘和所述的尾部石英支撑圆盘上，所述的外层石英管和所述的内层气流均衡管之间的环形空隙中沿轴向均勻设置有多块用于隔断所述的环形空隙的石英隔流板，多块所述的石英隔流板分所述的环形空隙为多个气流腔，所述的内层气流均衡管上均勻分布有多个连通所述的气流腔和所述的内层气流均衡管的内腔的气流孔，所述的尾部石英支撑圆盘上轴向连接有与所述的内层气流均衡管的内腔连通的废气排放管及多个分别与所述的气流腔一一对应连通的工艺气体进气管。
2.根据权利要求1所述的一种用于制作晶体硅太阳能电池PN结的石英炉管，其特征在于所述的气流孔的直径大小为0. 3 1. Ocm0
3.根据权利要求2所述的一种用于制作晶体硅太阳能电池PN结的石英炉管，其特征在于所述的气流孔的直径大小为0. 6cm。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的一种用于制作晶体硅太阳能电池PN结的石英炉管，其特征在于所述的外层石英管和所述的内层气流均衡管之间的环形空隙中沿轴向均勻设置有四块用于隔断所述的环形空隙的石英隔流板，四块所述的石英隔流板分所述的环形空隙为四个气流腔。
5.根据权利要求4所述的一种用于制作晶体硅太阳能电池PN结的石英炉管，其特征在于所述的尾部石英支撑圆盘与所述的外层石英管、所述的内层气流均衡管、所述的工艺气体进气管和所述的废气排放管均密封连接。
6.根据权利要求5所述的一种用于制作晶体硅太阳能电池PN结的石英炉管，其特征在于所述的石英隔流板位于所述的口部石英支撑圆盘和所述的尾部石英支撑圆盘之间。
7.根据权利要求1所述的一种用于制作晶体硅太阳能电池PN结的石英炉管，其特征在于所述的口部石英支撑圆盘上开设有用于将石英舟推入到所述的内层气流均衡管内的通孔。
专利摘要本实用新型公开了一种用于制作晶体硅太阳能电池PN结的石英炉管，其为双层结构，包括外层石英管和内层气流均衡管，外层石英管内径向设置有口部石英支撑圆盘和尾部石英支撑圆盘，内层气流均衡管置放于两个石英支撑圆盘上，外层石英管和内层气流均衡管之间的环形空隙中沿轴向均匀设置有多块石英隔流板，多块石英隔流板分环形空隙为多个气流腔，内层气流均衡管上均匀分布有多个气流孔，尾部石英支撑圆盘上连接有与内层气流均衡管连通的废气排放管及与气流腔连通的工艺气体进气管，使用时工艺气体通过气流腔再经气流孔均匀沉积到硅片表面上，这种结构的石英炉管实现了对气流的控制并加以稳定，可提高硅片和整管晶硅电池扩散方阻的均匀性到±2%以内。
文档编号C30B31/06GK202275863SQ20112037989
公开日2012年6月13日 申请日期2011年10月9日 优先权日2011年10月9日
发明者周体, 肖剑峰, 黄志林 申请人:宁波升日太阳能电源有限公司