擴散石英舟的製作方法
2023-08-10 12:47:51
擴散石英舟的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種擴散石英舟，該擴散石英舟包括頂板和底板、至少一根後固定杆以及多根側支撐杆；頂板和底板上下間隔相對設置；至少一根後固定杆豎直支撐於頂板後側與底板後側之間，後固定杆朝向頂板的一側面上開設有多個上下間隔分布的第一卡槽；多根側支撐杆包括至少一根左側支撐杆及至少一根右側支撐杆，左側支撐杆豎直支撐於頂板左側與底板左側之間；右側支撐杆豎直支撐於頂板右側與底板右側之間，側支撐杆朝向頂板的一側面上開設有多個上下間隔分布的第二卡槽；其中，多個第一卡槽與多個第二卡槽共同界定出上下間隔分布的多個放置空間，以分別放置多塊矽片。本實用新型對擴散方阻的均勻性有較大的改善，同時提高了電池片的轉換效率。
【專利說明】
擴散石英舟
技術領域
[0001]本實用新型涉及太陽能電池製造技術領域，具體而言，涉及一種擴散石英舟。【背景技術】
[0002]晶體矽太陽能電池生產的主要流程包括:制絨、擴散、溼法刻蝕、沉積減反射膜、絲網印刷、燒結。其中，擴散是在矽片(一般摻硼)表面形成P-N結，是太陽能電池片實現光電轉換的核心工序，而P-N結的結深、表面慘雜濃度以及P-N結的均勻性，對電池的轉換效率有著非常重要的影響，尤其是P-N結的均勻性，它會影響燒結工序，進而影響電池的串聯電阻Rs。
[0003]目前，晶體矽太陽電池擴散工藝中大都採用三氯氧磷(P0C13)液態源擴散法，其原理是:三氯氧磷被氮氣攜帶進入石英爐管內，在高溫條件下分解為五氯化磷和五氧化二磷， 五氯化磷與氧氣反應生成五氧化二磷和氯氣，五氧化二磷又與矽片反應生成磷單質和二氧化矽，高溫下磷原子從矽片表面向內部擴散，並形成N型區域，和基片一起構成了 P-N結。利用此方法得到的P-N結結構均勻，擴散層表面良好，並且生產效率高，有利於製作大面積太陽能電池，是目前應用最多的擴散方法。
[0004]如圖1所示，上述擴散方法通常是在石英舟100上間隔均勻的插上清洗後的矽片 200進行擴散，而該方法的弊端在於，一方面，由於擴散爐管的爐口熱量損失較大，使得爐口的擴散方阻偏大，而爐內由於熱量損失較小，使爐內的擴散方阻偏小，這樣就造成了擴散方阻管內不均勻，雖然通過修改爐內和爐口的溫度設定可以緩解，但是由於氣流的不均勻，使得載氣攜帶的磷源也不均勻，容易造成矽片200擴散方阻不均勻度增加。這樣在石英舟100 兩端就會產生許多方阻超標的矽片200,不利於工藝的穩定。
[0005]其次，目前擴散工藝中使用的石英舟100,矽片200均沿爐管方向垂直放置，工藝氣體從爐尾進入爐內後，氣流垂直於矽片200表面，工藝氣體沿著矽片200周邊流向爐口，由於矽片200在石英爐管中距離很小(約2.5mm)，工藝氣體很難到達矽片200與矽片200之間的位置，因此矽片200的中心部位難以獲得與四周等量的磷源，從而導致矽片200中心部位雜質濃度低、方阻偏高、電池片方阻均勻性差，從而影響電池轉換效率。
[0006]在生產過程中，石英舟100是一個整體，質量較大，容易因使用不當發生碎裂，而且一旦發生損壞，就需要整體更換，也不利於使用成本的降低。【實用新型內容】
[0007]本實用新型的一個主要目的在於克服上述現有技術的至少一種缺陷，提供一種保證擴散方阻均勻性且產能較高的擴散石英舟。
[0008]為實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案:
[0009]根據本實用新型的一個方面，提供一種擴散石英舟，用於放置多塊矽片，其中，所述擴散石英舟包括頂板和底板、至少一根後固定杆以及多根側支撐杆;所述頂板和底板上下間隔相對設置;所述至少一根後固定杆豎直支撐於所述頂板後側與所述底板後側之間， 所述後固定杆朝向所述頂板的一側面上開設有多個上下間隔分布的第一卡槽;所述多根側支撐杆包括至少一根左側支撐杆及至少一根右側支撐杆，所述左側支撐杆豎直支撐於所述頂板左側與所述底板左側之間;所述右側支撐杆豎直支撐於所述頂板右側與所述底板右側之間，所述側支撐杆朝向所述頂板的一側面上開設有多個上下間隔分布的第二卡槽;其中， 所述多個第一卡槽與所述多個第二卡槽共同界定出上下間隔分布的多個放置空間，以分別放置所述多塊矽片。
[0010]根據本實用新型的其中一個實施方式，所述擴散石英舟包括兩根所述後固定杆， 所述兩根後固定杆間隔平行設置，且支撐於所述頂板後側的中部與所述底板後側的中部之間。
[0011]根據本實用新型的其中一個實施方式，所述擴散石英舟包括相對設置的一根所述左側支撐杆及一根所述右側支撐杆，所述左側支撐杆支撐於所述頂板左側的中部與所述底板左側的中部之間，所述右側支撐杆支撐於所述頂板右側的中部與所述底板右側的中部之間。
[0012]根據本實用新型的其中一個實施方式，每個所述放置空間由每根所述後固定杆上的其中一個所述第一卡槽與每根所述側支撐杆上的其中一個所述第二卡槽共同界定。
[0013]根據本實用新型的其中一個實施方式，在共同界定一個所述放置空間的各所述第一卡槽和各所述第二卡槽中，所述第一卡槽的高度相對於所述第二卡槽的高度具有一向下的偏移值，而使所述矽片放置於所述放置空間時，所述矽片具有一個朝向所述後固定杆向下的傾斜角度。
[0014]根據本實用新型的其中一個實施方式，所述偏移值為0.5mm?2.5_。
[0015]根據本實用新型的其中一個實施方式，每根所述後固定杆上的所述第一卡槽的數目與每根所述側支撐杆上的所述第二卡槽的數目相等。
[0016]根據本實用新型的其中一個實施方式，每根所述後固定杆上的相鄰兩個所述第一卡槽的間距與每根所述側支撐杆上的相鄰兩個所述第二卡槽的間距相等。
[0017]根據本實用新型的其中一個實施方式，所述頂板上設有舟叉插孔，以與一舟叉配合。
[0018]根據本實用新型的其中一個實施方式，所述底板底部設有底座，以與一石英舟底託配合。
[0019]由上述技術方案可知，本實用新型提出的擴散石英舟的優點和積極效果在於:
[0020]本實用新型提出的擴散石英舟，通過各第一卡槽與各第二卡槽界定出多個放置空間，能夠使矽片沿與工藝氣流平行或傾斜的方向放置在上述放置空間，進而使擴散石英舟上的矽片和工藝氣流平行或傾斜，使氣流能夠更加均勻地在矽片之間流動，避免現有石英舟的矽片放置方向與工藝氣流方向垂直而導致擴散方阻較大的問題，對擴散方阻的均勻性有較大的改善，同時提高了電池片的轉換效率，降低了低效片的比例，節約了企業的成本。【附圖說明】
[0021]通過結合附圖考慮以下對本實用新型的優選實施方式的詳細說明，本實用新型的各種目標、特徵和優點將變得更加顯而易見。附圖僅為本實用新型的示範性圖解，並非一定是按比例繪製。在附圖中，同樣的附圖標記始終表示相同或類似的部件。其中:
[0022]圖1是一種現有石英舟中，矽片擺放方式的示意圖；
[0023]圖2是根據一示例性實施方式示出的一種擴散石英舟的主視圖；
[0024]圖3是圖2不出的一種擴散石英舟的側視圖；
[0025]圖4是圖2不出的一種擴散石英舟的俯視圖；[0〇26]圖5是根據一不例性實施方式不出的一種擴散石英舟的局部放大圖，以表不一偏移值。[〇〇27] 其中，附圖標記說明如下:[〇〇28] 100.石英舟；200.矽片；300.擴散石英舟；310.頂板；311.舟叉插孔；320.底板； 321.底座;330.後固定杆;3301.第一卡槽;341.左側支撐杆;342.右側支撐杆;3401.第二卡槽;D.偏移值。【具體實施方式】
[0029]體現本實用新型特徵與優點的典型實施例將在以下的說明中詳細敘述。應理解的是本實用新型能夠在不同的實施例上具有各種的變化，其皆不脫離本實用新型的範圍，且其中的說明及附圖在本質上是作說明之用，而非用以限制本實用新型。
[0030]在對本實用新型的不同示例性實施方式的下面描述中，參照附圖進行，所述附圖形成本實用新型的一部分，並且其中以示例方式顯示了可實現本實用新型的多個方面的不同示例性結構、系統和步驟。應理解，可以使用部件、結構、示例性裝置、系統和步驟的其他特定方案，並且可在不偏離本實用新型範圍的情況下進行結構和功能性修改。而且，雖然本說明書中可使用術語「後側」、「左側」、「右側」、「中部」等來描述本實用新型的不同示例性特徵和元件，但是這些術語用於本文中僅出於方便，例如根據附圖中所述的示例的方向。本說明書中的任何內容都不應理解為需要結構的特定三維方向才落入本實用新型的範圍內。
[0031]參閱圖2,圖2中代表性地示出了能夠體現本實用新型的原理的擴散石英舟300的主視圖。在該示例性實施方式中，本實用新型提出的擴散石英舟300是以適用於晶體矽太陽電池擴散工藝的擴散石英舟300為例進行說明的。本領域技術人員容易理解的是，為將本實用新型提出的擴散石英舟300應用於其他擴散系統或擴散工藝中，而對下述的【具體實施方式】做出多種改型、添加、替代、刪除或其他變化，這些變化仍在本實用新型提出的擴散石英舟300的原理的範圍內。
[0032]配合參閱圖3至圖5,圖3為圖2中示出的擴散石英舟300的側視圖；圖4為圖2中示出的擴散石英舟300的俯視圖；圖5中代表性地示出了能夠體現本實用新型的原理的擴散石英舟300的局部放大圖，具體表示一偏移值D。以下結合圖2至圖5,對本實用新型提出的擴散石英舟300的各主要結構進行詳細說明。[〇〇33]如圖2至圖4所示，在本實施方式中，本實用新型提出的擴散石英舟300主要能夠用於放置多塊矽片。該擴散石英舟300主要包括頂板310和底板320、兩根後固定杆330以及兩根側支撐杆。
[0034]如圖2至圖4所示，在本實施方式中，頂板310和底板320上下間隔相對設置，且頂板 310和底板320均呈尺寸相同的矩形板狀結構，而使頂板310和底板320均具有前、後側邊與左、右側邊。另外，在本實施方式中，頂板310上設有舟叉插孔311，以與一舟叉配合，底板320 底部設有底座321，以與一石英舟底託配合。[〇〇35]本領域技術人員容易理解的是，為上下間隔相對地設置上述頂板310和底板320，使頂板310和底板320之間能夠便於設置各後固定杆330和側支撐杆，而對上述的頂板310和底板320的形狀或結構做出多種改型、添加、替代、刪除或其他變化，這些變化仍在本實用新型提出的擴散石英舟300的原理的範圍內。例如，在本實用新型的其他示例性實施方式中， 頂板310與底板320可以為形狀不同或尺寸不同的板狀結構。又如，頂板310可以為多邊形、 圓形或其他不規則形狀，而不具有明顯的前、後側邊和左、右側邊，然而通過後固定杆330和側支撐杆的設置，亦可界定出頂板310和底板320的前、後側和左、右側。另外，為了便於描述，以下將頂板310和底板320的前、後側邊稱為前、後側，並將頂板310和底板320的左、右側邊稱為左、右側，且無論「側」或「側邊」的描述，均僅意在說明頂板310與底板320的相對方向，即不排除靠近該「側」或「側邊」的區域，而並非僅限於頂板310和底板320的側邊。[〇〇36]如圖2至圖4所示，在本實施方式中，兩根後固定杆330豎直支撐於頂板310後側與底板320後側之間，且兩根後固定杆330在水平方向上間隔一定距離，而使兩根後固定杆330 共同支撐於頂板310後側的中部與底板320後側的中部之間。其中，每根後固定杆330朝向頂板310的一側面上開設有多個上下間隔分布的第一卡槽3301，不同的後固定杆330上的多個第一卡槽3301相互對應。[〇〇37]本領域技術人員容易理解的是，為設置後固定杆330,而使矽片放置於擴散石英舟 300時，矽片對應於頂板310或底板320後側的部分能夠得到第一卡槽3301的定位和承載，而對上述後固定杆330的數量或設置位置做出多種改型、添加、替代、刪除或其他變化，這些變化仍在本實用新型提出的擴散石英舟300的原理的範圍內。例如，在本實用新型的其他示例性實施方式中，後固定杆330的數量不限於兩根，亦可為一根或多根。進一步地，當後固定杆 330為一根時，可優選為設置在頂板310後側的中部與底板320後側的中部之間，當後固定杆 330為多根時，可採用均勻間隔分布的方式設置於頂板310後側與底板320後側之間，且可優選為相對於頂板310後側的中部與底板320後側的中部連線對稱分布。又如，在本實用新型的另一實施方式中，第一卡槽3301可由固定於後固定杆330上的承載板代替，提供承載矽片後側的功能。
[0038]如圖2至圖4所示，在本實施方式中兩根側支撐杆包括一根左側支撐杆341及一根右側支撐杆342。左側支撐杆341豎直支撐於頂板310左側與底板320左側之間，右側支撐杆 342豎直支撐於頂板310右側與底板320右側之間，且左側支撐杆341與右側支撐杆342優選地可以頂板310的中心線對稱設置。其中，兩根側支撐杆朝向頂板310的側面上均開設有多個上下間隔分布的第二卡槽3401，左側支撐杆341與右側支撐杆342上的第二卡槽3401相互對應。其中，多個第一卡槽3301與多個第二卡槽3401共同界定出上下間隔分布的多個放置空間，以分別放置多塊矽片。具體而言，在本實施方式中，每根後固定杆330上的第一卡槽 3301的數目與每根側支撐杆上的第二卡槽3401的數目相等，每根後固定杆330上的相鄰兩個第一卡槽3301的間距與每根側支撐杆上的相鄰兩個第二卡槽3401的間距相等，且每個放置空間由每根後固定杆330上的其中一個第一卡槽3301與每根側支撐杆上的其中一個第二卡槽3401共同界定而成，即兩個第一卡槽3301與兩個第二卡槽3401大致位於同一水平面上而成為一組，共同承載一塊矽片的左側、右側和後側。並且，另外，由於頂板310前側與底板 320前側之間未設置固定杆或支撐杆的結構，而使矽片可以由前側進入擴散石英舟300內。 [〇〇39]本領域技術人員容易理解的是，為設置側支撐杆，而使矽片放置於擴散石英舟300 時，矽片對應於頂板310或底板320左、右側的部分能夠得到第二卡槽3401的定位和承載，而對上述側支撐杆的數量或設置位置做出多種改型、添加、替代、刪除或其他變化，這些變化仍在本實用新型提出的擴散石英舟300的原理的範圍內。例如，在本實施方式中，以左側支撐杆341為例，其優選地設置在頂板310左側與底板320左側之間並靠近於頂板310前側與底板320前側，而優化矽片承載於放置空間時的結構穩定性，右側支撐杆342設置位置與左側支撐杆341對應，不再贅述。在本實用新型的另一實施方式中，左側支撐杆341亦可設置在頂板310左側的中部與底板320左側的中部之間，右側支撐杆342亦然，並不以此為限。又如，在本實用新型的其他示例性實施方式中，側支撐杆的數量不限於兩根，亦可為兩根以上，且左側支撐杆341與右側支撐杆342的數量不限於相等，當左側支撐杆341或右側支撐杆342為多根時，各左側支撐杆341或各右側支撐杆342在水平方向上間隔分布。
[0040]另外，在本實施方式中，考慮到現有矽片的尺寸及其對擴散石英舟300的結構要求，可將第—^槽3301與第二卡槽3401的寬度優選為1.3mm?2mm。再者，基於上述尺寸或結構要求，可將每根後固定杆330上的第一卡槽3301的數量優選地設計為30?60個，並將每根側支撐杆上的第二卡槽3401的數量優選地設計為30?60個，S卩，在本實施方式中，該擴散石英舟300優選地具有30?60個放置空間，而能夠放置30?60個矽片，並不以此為限。
[0041]在此應注意，附圖中示出而且在本說明書中描述的擴散石英舟300僅僅是能夠採用本實用新型原理的許多種擴散石英舟300中的一個示例。應當清楚地理解，本實用新型的原理絕非僅限於附圖中示出或本說明書中描述的擴散石英舟300的任何細節或擴散石英舟 300的任何部件。
[0042]舉例來說，如圖5所示，在本實施方式中，在共同界定一個放置空間的各第一^^槽 3301和各第二卡槽3401中，第一卡槽3301的高度(水平中心線的高度)相對於第二卡槽3401 的高度(水平中心線的高度)具有一向下的偏移值D，而使矽片放置於放置空間時，矽片具有一個朝向後固定杆330向下的傾斜角度，用於防止放置在擴散石英舟300上的矽片在擴散過程中滑落。進一步地，上述偏移值D可以優選為0.5mm?2.5mm。[〇〇43]然而，並非在本實用新型的每一個實施方式中，都必須將同組的第一卡槽3301與第二卡槽3401的高度設計為具有上述偏移值D。例如，在本實用新型的其他示例性實施方式中，共同界定一個放置空間的各第一卡槽3301與各第二卡槽3401的高度可以相等，即矽片放置於放置空間時保持水平的狀態。又如，在本實用新型的另一實施方式中，上述第一卡槽 3301的高度與第二卡槽3401的高度之間的偏移值D亦可不限於上述取值範圍，並不以此為限。[〇〇44]綜上所述，本實用新型提出的擴散石英舟300,通過各第一卡槽3301與各第二卡槽 3401界定出多個放置空間，能夠使矽片能夠沿與工藝氣流平行的方向放置在上述放置空間，進而使擴散石英舟300上的矽片和工藝氣流平行，使氣流能夠均勻地在矽片之間流動， 對擴散方阻的均勻性有較大的改善，同時提高了電池片的轉換效率，降低了低效片的比例， 節約了企業的成本。
[0045]以上詳細地描述和/或圖示了本實用新型提出的擴散石英舟的示例性實施方式。 但本實用新型的實施方式不限於這裡所描述的特定實施方式，相反，每個實施方式的組成部分和/或步驟可與這裡所描述的其它組成部分和/或步驟獨立和分開使用。一個實施方式的每個組成部分和/或每個步驟也可與其它實施方式的其它組成部分和/或步驟結合使用。 在介紹這裡所描述和/或圖示的要素/組成部分/等時，用語「一個」、「一」和「上述」等用以表示存在一個或多個要素/組成部分/等。術語「包含」、「包括」和「具有」用以表示開放式的包括在內的意思並且是指除了列出的要素/組成部分/等之外還可存在另外的要素/組成部分/等。此外，權利要求書及說明書中的術語「第一」和「第二」等僅作為標記使用，不是對其對象的數字限制。
[0046]雖然已根據不同的特定實施例對本實用新型提出的擴散石英舟進行了描述，但本領域技術人員將會認識到可在權利要求的精神和範圍內對本實用新型的實施進行改動。
【主權項】
1.一種擴散石英舟(300)，用於放置多塊矽片，其特徵在於，所述擴散石英舟(300)包 括:頂板(310)和底板(320)，上下間隔相對設置；至少一根後固定杆(330)，豎直支撐於所述頂板(310)後側與所述底板(320)後側之間， 所述後固定杆(330)朝向所述頂板(310)的一側面上開設有多個上下間隔分布的第一卡槽 (3301);以及多根側支撐杆，包括至少一根左側支撐杆(341)及至少一根右側支撐杆(342)，所述左 側支撐杆(341)豎直支撐於所述頂板(310)左側與所述底板(320)左側之間；所述右側支撐 杆(342)豎直支撐於所述頂板(310)右側與所述底板(320)右側之間，所述側支撐杆朝向所 述頂板(310)的一側面上開設有多個上下間隔分布的第二卡槽(3401);其中，所述多個第一卡槽(3301)與所述多個第二卡槽(3401)共同界定出上下間隔分布 的多個放置空間，以分別放置所述多塊矽片。2.根據權利要求1所述的擴散石英舟(300)，其特徵在於，所述擴散石英舟(300)包括兩 根所述後固定杆(330)，所述兩根後固定杆(330)間隔平行設置，且支撐於所述頂板(310)後 側的中部與所述底板(320)後側的中部之間。3.根據權利要求1所述的擴散石英舟(300)，其特徵在於，所述擴散石英舟(300)包括相 對設置的一根所述左側支撐杆(341)及一根所述右側支撐杆(342)，所述左側支撐杆(341) 支撐於所述頂板(310)左側的中部與所述底板(320)左側的中部之間，所述右側支撐杆 (342)支撐於所述頂板(310)右側的中部與所述底板(320)右側的中部之間。4.根據權利要求1所述的擴散石英舟(300)，其特徵在於，每個所述放置空間由每根所 述後固定杆(330)上的其中一個所述第一卡槽(3301)與每根所述側支撐杆上的其中一個所 述第二卡槽(3401)共同界定。5.根據權利要求1所述的擴散石英舟(300)，其特徵在於，在共同界定一個所述放置空 間的各所述第一卡槽(3301)和各所述第二卡槽(3401)中，所述第一卡槽(3301)的高度相對 於所述第二卡槽(3401)的高度具有一向下的偏移值，而使所述矽片放置於所述放置空間 時，所述矽片具有一個朝向所述後固定杆(330)向下的傾斜角度。6.根據權利要求5所述的擴散石英舟(300)，其特徵在於，所述偏移值為0.5mm?2.5mm。7.根據權利要求1所述的擴散石英舟(300)，其特徵在於，每根所述後固定杆(330)上的 所述第一卡槽(3301)的數目與每根所述側支撐杆上的所述第二卡槽(3401)的數目相等。8.根據權利要求1所述的擴散石英舟(300)，其特徵在於，每根所述後固定杆(330)上的 相鄰兩個所述第一卡槽(3301)的間距與每根所述側支撐杆上的相鄰兩個所述第二卡槽 (3401)的間距相等。9.根據權利要求1所述的擴散石英舟(300)，其特徵在於，所述頂板(310)上設有舟叉插 孔(311)，以與一舟叉配合。10.根據權利要求1所述的擴散石英舟(300)，其特徵在於，所述底板(320)底部設有底 座(321 )，以與一石英舟底託配合。
【文檔編號】H01L21/673GK205692810SQ201620628027
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年6月21日 公開號201620628027.X, CN 201620628027, CN 205692810 U, CN 205692810U, CN-U-205692810, CN201620628027, CN201620628027.X, CN205692810 U, CN205692810U
【發明人】和江變, 鄒凱, 周國華, 馬承鴻, 李健
【申請人】內蒙古日月太陽能科技有限責任公司