一種均勻擴散硼擴散爐反應氣的結構的製作方法
2023-06-16 12:00:41 1
一種均勻擴散硼擴散爐反應氣的結構的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種均勻擴散硼擴散爐反應氣的結構，包括設置於石英舟上端的上隔板、設置於石英舟下端的下隔板、用於通入反應氣的進氣管、排出反應後氣體的抽排管，上隔板上均勻設置有進氣孔，下隔板上均勻設置有出氣孔，進氣管一端通入反應氣，進氣管的另一端位於上隔板的上端，抽排管的一端位於下隔板的下端，抽排管的另一端接入硼擴散爐的主抽排管；本實用新型採用在石英舟上下兩側放置隔板，為反應氣設置有引導的預定路徑，使反應氣均勻分布於矽片的中間流道內，形成均勻擴散，有效解決了工藝過程中反應氣擴散不均勻的問題。
【專利說明】一種均勻擴散硼擴散爐反應氣的結構
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及晶矽電池的擴散工藝設備，具體是一種均勻擴散硼擴散爐反應氣 的結構。
【背景技術】
[0002] 目前主流的晶矽電池都是採用P型矽片作為基底，通過磷擴散製備PN結，背面印 刷鋁漿燒結形成鋁背場。但是，由於P型晶矽襯底中的硼與氧的結合導致光致衰減，所以 會導致P型矽電池在長時間使用後電池效率有15?25%的衰減。隨後就改用N型晶矽代 替P型晶矽作為基底以解決上述問題，並且由於N型矽有較長的少子壽命，在諸如全背接觸 電池等高效電池結構上有很大的發展潛力，利用N型矽襯底製備電池需要硼擴散來製備PN 結。為了降低成本，未來製備電池的矽片厚度將越來越薄，當前主流電池結構中鋁背場由於 在熱處理中鋁與矽的熱膨脹係數相差較大，所以製備鋁背場後電池會出現翹曲的情況，在 矽襯底很薄的情況下製備鋁背場將會導致矽片開裂，合格率降低，而利用硼擴散形成背場 的方法不會造成矽片的彎曲，同時由於硼在矽中的固溶度遠大於鋁在矽中的固溶度，因而 硼背場比鋁背場更加有效，更加有利於電池效率的提升。因而用硼擴散作為P型電池背場 提升效率以及利用N型電池來進一步提高光電轉換效率將是未來一個重要的發展趨勢，上 述兩種電池技術都不可避免地要使用硼擴散技術。
[0003] 太陽能電池工業化生產中硼擴散常採用三溴化硼液態源管式擴散工藝，通常擴散 溫度在900°C到1100°C之間，在這個溫度範圍內擴散反應產物B 203是液態，因而硼擴散的均 勻性遠不如磷擴散的均勻性，同時此過程會產生副產物BSG (硼矽玻璃)，BSG會附著在石英 爐管、石英爐門和石英舟表面，影響擴散效果，從而影響晶矽電池的製作工藝，傳統擴散爐 的石英爐管、石英爐門和石英舟的結構示意圖見圖1。因而，經濟合理地解決硼擴散均勻性 問題對於高效、低成本太陽能電池的製備有重要意義。 實用新型內容
[0004] 本實用新型的目的是要提供一種均勻擴散硼擴散爐反應氣的結構，該結構是在石 英舟的上下兩側分別放置隔板，隔板上均勻分布著孔隙，分別作為進氣孔和出氣孔，引導反 應氣通過預定的路徑進入反應爐中。每片矽片中間流道的流動阻力相等，反應氣會均勻擴 散到所有矽片中間的流道。
[0005] 本實用新型的技術方案如下：
[0006] -種均勻擴散硼擴散爐反應氣的結構，其特徵在於：包括石英管、石英舟、石英爐 門、設置於石英舟上端的上隔板、設置於石英舟下端的下隔板；用於通入反應氣的進氣管、 排出反應後氣體的抽排管，上隔板上均勻設置有進氣孔，下隔板上均勻設置有出氣孔，進氣 管一端通入反應氣，進氣管的另一端位於上隔板的上端，抽排管的一端位於下隔板的下端， 抽排管的另一端接入硼擴散爐的主抽排管。
[0007] 所述上下隔板都可用石英材料製成。
[0008] 本實用新型的工作原理如下：
[0009] 在硼擴散工藝反應過程中，反應氣通過進氣管進入到上隔板上端，通過進氣孔均 勻分散進入到反應爐中，每片矽片中間流道的流動阻力相等，這樣反應氣會均勻擴散到所 有矽片中間的流道，反應完成後，反應後的氣體通過出氣孔均勻地排到下隔板下端，然後經 抽排管排到主抽排管排出，從而解決反應氣擴散不均勻的問題。
[0010] 本實用新型的有益效果如下：
[0011] 本實用新型採用在石英舟上下兩側放置隔板，為反應氣設置有引導的預定路徑， 使反應氣均勻分布於矽片的中間流道內，形成均勻擴散，有效解決了工藝過程中反應氣擴 散不均勻的問題；這種既經濟又精確的方法大大提高了產品合格率，對高效、低成本太陽能 電池的製備有重要意義。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012] 圖1為傳統擴散爐的石英爐管、石英爐門和石英舟的結構示意圖
[0013] 圖2為本實用新型的結構示意圖
[0014] 其中，附圖標記為：1.石英管；2.石英爐門；3.石英爐門上的鋼外套，便於石英 爐門與爐門開啟控制臂的機械連接；4.抽排管；5.進氣管；6.矽片；7.石英舟；8.上隔 板；9.進氣孔；10.下隔板；11.出氣孔。
【具體實施方式】
[0015] 如圖2所示，一種均勻擴散硼擴散爐反應氣的結構，包括石英管1、石英舟7、石英 爐門2、設置於石英舟7上端的上隔板8、設置於石英舟7下端的下隔板10,石英爐門2與 爐門開啟控制臂通過鋼外套3連接；用於通入反應氣的進氣管5、排出反應後氣體的抽排管 4,上隔板8上均勻設置有進氣孔9,下隔板10上均勻設置有出氣孔11，進氣管5 -端通入 反應氣，進氣管5的另一端位於上隔板8的上端，抽排管4的一端位於下隔板10的下端，抽 排管4的另一端接入硼擴散爐的主抽排管。
[0016] 所述上隔板8和下隔板10都可用石英材料製成。
[0017] 本實用新型的工作原理如下：
[0018] 在硼擴散工藝反應過程中，反應氣通過進氣管5進入到上隔板8上端，通過進氣孔 9均勻分散進入到反應爐中，每片矽片6中間流道的流動阻力相等，這樣反應氣會均勻擴散 到所有矽片6中間的流道，反應完成後，反應後的氣體通過出氣孔11均勻地排到下隔板10 下端，然後經抽排管4排到主排管排出，從而解決反應氣擴散不均勻的問題。
【權利要求】
1. 一種均勻擴散硼擴散爐反應氣的結構，其特徵在於：包括石英管（1)、石英舟（7)、石 英爐門（2)、設置於石英舟（7)上端的上隔板（8)、設置於石英舟（7)下端的下隔板（10)、用 於通入反應氣的進氣管（5)、排出反應後氣體的抽排管（4)，上隔板（8)上均勻設置有進氣 孔（9)，下隔板（10)上均勻設置有出氣孔（11)，進氣管（5)-端通入反應氣，進氣管（5)的 另一端位於上隔板（8)的上端，抽排管（4)的一端位於下隔板（10)的下端，抽排管（4)的另 一端接入硼擴散爐的主抽排管。
【文檔編號】H01L31/18GK203871351SQ201420251814
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年5月16日 優先權日:2014年5月16日
【發明者】李陽, 曹立勇, 張中偉, 張鑫 申請人:中國東方電氣集團有限公司