一种进气混气装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种气体混气装置。
【背景技术】
[0002]采用等离子体方法在材料表面沉积薄膜的方法已被广泛使用，在太阳能电池领域应用也十分普遍。在太阳能电池领域不论是在何种材料表面沉积薄膜，其最终目标都是要获得具有良好光学或电学性能的薄膜。目前所使用的用于沉积薄膜的气源都多于两种，要获得具有良好光学或电学性能的薄膜，除工艺条件、气体纯度等外，设备本身也是关键因素之一。目前，广泛应用并较为重视的手段有：喷淋电极、甚高频电源、残余物处理、等离子密度及均匀性、交变磁场等等。此外，多种气体均匀混合问题也是影响沉积薄膜性能的因素。传统混气方式主要是把不同气体同时通入汇流主管，再经汇流主管送入等离子电极中，这会造成小流量气体在进入汇流主管前就被大流量气体压制在自身管道中，无法进入汇流主管，直到达到一定量时才能进入汇流主管，这种情况下所沉积的薄膜的性能是很差的，可见此问题的重要性。
[0003]在太阳能电池领域中，多种气体均匀混合的问题更为突出。当沉积N型、P型及其它掺杂材料薄膜时，掺杂气体用量要远小于稀释等气体用量，即使等离子体等相关参数很稳定的情况下，若不同气体混合均匀性不好，也就是说空间分布不均匀时，则会造成所沉积的薄膜在不同区域间电学性能的差异，造成器件整体性能下降。因此，保证混气均匀是获得具有良好光学或电学性能薄膜的必要条件，且优先级应高于均匀等离子体等必要条件。
[0004]如图I所示，传统混气一般采用多条气体管路汇集于一条回流管道中，为安装方便，管道直径也基本相等，且未按流量等参数予以优化设计，大流量气体会使小流量气体阻塞于小流量管道内，直至小流量管道内阻塞的气体压力与大流量气体接近时，才能得以流出小流量管道，进而造成薄膜电学及光学性能达不到所期望值，过程无法重复。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是克服现有技术造成混气不均匀的缺点，提出一种用于等离子体电极的进气混气装置。该进气混气装置由气体管道簇及直筒两部分组成，气体管道簇插入直筒内焊接为一整体。直筒的一端为一簇气体管道，为气体流入端；直筒的另一端为一通孔，为混合气体流出端。所述的气体流入端与气体流量计连接，所述的混合气体流出端与等离子电极的进气口连接。
[0006]所述的气体管道簇部分由多根气体管道组成的气体管道簇及一圆盘组成，圆盘上开有与气体管道数量相等的通孔，通孔的孔径与气体管道的直径匹配，每一通孔穿过一根气体管道。气体管道焊接在圆盘上，连接为一整体。气体管道簇的多根气体管道中，布置于圆盘中心的一根气体管道用于通入大流量气体，且仅有位于中心的一根气体管道用于通入大流量气体。布置于圆盘中心的大流量气体管道周围，且与大流量气体管道等距离的小流量气体管道用于通入小流量气体。位于圆盘一面的气体管道口为气体流入端，气体流入端的所有气体管道口高出圆盘平面，与圆盘不在同一水平面内。位于圆盘另一面的气体管道口为气体流出端，气体流出端的小流量气体管道气体流出端与圆盘位于同一水平面，位于圆盘中心的大流量气体管道的气体流出端与圆盘平面的距离大于小流量气体管道的气体流出端与圆盘平面的距离，大流量气体管道的气体流出端伸出圆盘平面，与圆盘平面有一段距离。
[0007]所述的直筒部分一端的内径远大于另一端的内径，直筒内部空间由位于上部的一漏斗形空间及位于下部的通孔组成，漏斗形空间的小开口端与通孔连接。通孔具有一定长度，通孔的直径略大于气体管道簇部分圆盘中心的大流量气体管道的直径，漏斗形空间与通孔连通。
[0008]气体管道簇部分的气体流出端插入直筒部分的漏斗形空间中，圆盘盖在直筒部分内径较大的一端的端面上，和直筒的这一端焊接密封。焊接后，直筒的一端为一簇气体管道，为气体流入端；直筒的另一端为一通孔，为混合气体流出端；位于气体管道簇中心的大流量气体管道用于通入大流量气体，位于大流量气体管道周围的小流量气体管道用于通入小流量气体。
[0009]本装置气体管道簇的气体流入端与气体流量计连接，混合气体流出端与等离子电极的进气口连接。大流量气体和小流量气体气体经气体流入端进入直筒部分，大流量气体的流动造成直筒内漏斗形空间产生一负压区间，使小流量气体管道中的小流量气体流入直筒部分的漏斗形空间，实现与大流量气体混合。可避免小流量气体因流量小而阻塞在管道中的情况发生。
[0010]本实用新型可应用于等离子体的不同气体间流量差值大于一个量级以上的混气，进而改善所沉积薄膜的光学或电学性能。
【附图说明】
[0011]图I传统混气装置结构示意图，图中：1气体流入端，2混合气体流出端；
[0012]图2气体管道簇与圆盘装配结构示意图，图中：5大流量气体管道，4、6小流量气体管道，7通孔，8圆盘；
[0013]图3气体管道簇与圆盘装配完成后结构示意图，图中：5大流量气体管道，4、6小流量气体管道，8圆盘；
[0014]图4直筒部分结构示意图，图中：9为漏斗形空间，10为通孔；
[0015]图5气体管道簇部分与直筒部分装配完成后结构示意图，图中：4、6小流量气体管道，5大流量气体管道，3为混合后混合气体流出端，9为漏斗形空间，10为通孔；
[0016]图6混气装置外形示意图。
【具体实施方式】
[0017]以下结合附图和【具体实施方式】进一步说明本实用新型。
[0018]本实用新型实施例的外形如图6所示，为简化附图，图中仅给出两根用于通入小流量气体的小流量气体管道4、6，实际应用时数量可根据需求而定。
[0019]本实施例由气体管道簇及直筒两部分组成。气体管道簇部分由气体管道簇及一圆盘组成，如图2所示，大流量气体管道5、小流量气体管道4、6分别插入圆盘8的通孔7中并焊接固定。圆盘上的通孔7与气体管道数量相等，通孔的孔径与气体管道的直径匹配，每一通孔穿过一根气体管道。气体管道焊接在圆盘上，连接为一整体。气体管道5布置于圆盘中心，用于通入大流量气体；小流量气体管道4、6布置于圆盘中心大流量气体管道5周围，且与中心大流量气体管道5等距离，小流量气体管道4、6用于通入小流量气体。
[0020]图3所示为焊接后的气体管道簇部分的结构；位于圆盘一面的气体管道口为气体流入端，气体流入端的所有气体管道口高出圆盘平面，与圆盘不在同一水平面内。位于圆盘另一面的气体管道口为气体流出端，气体流出端的小流量气体管道气体流出端与圆盘位于同一水平面，位于圆盘中心的大流量气体管道的气体流出端与圆盘平面的距离大于小流量气体管道的气体流出端与圆盘平面的距离，大流量气体管道的气体流出端伸出圆盘平面，与圆盘平面有一段距离。
[0021]直筒部分的结构如图4所示。直筒的内部空间由位于上部的一漏斗形空间9及位于下部的通孔10组成。漏斗形空间9的小开口端与通孔10连接。通孔10有一定长度。通孔10的直径略大于大流量气体管道5的直径，如图5所示。漏斗形空间9与通孔10连通，如图4所示。气体管道簇部分和直筒部分焊接为一整体。
[0022]本装置气体管道簇的气体流入端与气体流量计连接，混合气体流出端与等离子电极的进气口连接。大流量气体和小流量气体气体经气体流入端进入直筒部分，如图5所示。大流量气体的流动会造成漏斗形空间9产生一负压区间，使小流量气体管道4、6中的小流量气体流入直筒部分的漏斗形空间9，并与大流量气体混合，经混合气体流出端3流出。可避免小流量气体因流量小而阻塞在管道中的情况发生。
【主权项】
1.一种进气混气装置，其特征在于，所述的进气混气装置由气体管道簇及直筒两部分组成，气体管道簇插入直筒内焊接为一整体；直筒的一端为一簇气体管道，为气体流入端；直筒的另一端为一通孔，为混合气体流出端；所述的气体流入端与气体流量计连接，所述的混合气体流出端与等离子电极的进气口连接。
2.按照权利要求1所述的进气混气装置，其特征在于，所述的气体管道簇部分由多根气体管道组成的气体管道簇及一圆盘组成；圆盘上开有与气体管道数量相等的通孔，每个通孔穿过一根气体管道；气体管道焊接在圆盘上；气体管道簇的多根气体管道中，布置于圆盘中心的一根气体管道用于通入大流量气体；布置于大流量气体管道周围，且与大流量气体管道等距离的小流量气体管道通入小流量气体。
3.按照权利要求2所述的进气混气装置，其特征在于，位于所述的圆盘一面的气体管道口为气体流入端，气体流入端的所有气体管道口高出圆盘平面；位于圆盘另一面的气体管道口为气体流出端，气体流出端的小流量气体管道气体流出端与圆盘位于同一水平面，位于圆盘中心的大流量气体管道的气体流出端与圆盘平面的距离大于小流量气体管道的气体流出端与圆盘平面的距离，大流量气体管道的气体流出端伸出圆盘平面，与圆盘平面有一段距离。
4.按照权利要求1所述的进气混气装置，其特征在于，所述的直筒部分一端的内径远大于另一端的内径；直筒内部空间由位于上部的一漏斗形空间及位于下部的通孔组成，漏斗形空间的小开口端与通孔连接；通孔具有一定长度，通孔的直径略大于气体管道簇部分圆盘中心的大流量气体管道的直径，漏斗形空间与通孔连通。
5.按照权利要求2或4所述的进气混气装置，其特征在于，所述的气体流出端插入直筒部分的漏斗形空间中，圆盘盖在直筒部分内径较大的一端的端面上，和直筒的这一端焊接密封；焊接后，直筒的一端为一簇气体管道，为气体流入端；直筒的另一端为一通孔，为混合气体流出端。
6.按照权利要求1-4的任一项所述的进气混气装置，其特征在于，所述的大流量气体和小流量气体经气体流入端进入直筒部分，大流量气体的流动造成直筒内漏斗形空间产生一负压区间，使小流量气体管道中的小流量气体流入直筒部分的漏斗形空间，实现与大流量气体混合。
【专利摘要】一种进气混气装置，由气体管道簇及直筒两部分组成，气体管道簇插入直筒内。直筒的一端为一簇气体管道，为气体流入端；直筒的另一端为一通孔，为混合气体流出端。气体管道簇中，布置于圆盘中心的一根气体管道通入大流量气体，布置于大流量气体管道周围，且与大流量气体管道等距离的小流量气体管道通入小流量气体。气体流入端与气体流量计连接，混合气体流出端与等离子电极的进气口连接。大流量气体和小流量气体经气体流入端进入直筒部分，大流量气体的流动造成直筒内漏斗形空间产生负压区间，使小流量气体管道中的小流量气体流入直筒部分的漏斗形空间，与大流量气体混合。本实用新型尤其适用于流量差大于一个量级以上的不同气体的均匀混合。
【IPC分类】C23C16-455
【公开号】CN204589298
【申请号】CN201520232477
【发明人】刁宏伟, 王文静, 赵雷, 周春兰, 王光红
【申请人】中国科学院电工研究所
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年4月17日