一种硅片高效扩散炉的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种硅片高效扩散炉，包括炉体和炉门，炉体内设有石英舟，在炉体的上端开设有进气口，进气口连接进气管，在炉体的底部开设有出气口，且出气口连接尾气排放管，在炉体的炉口处设有炉门，炉门的中心设有转轴，炉门的外壁上固定设有凸起，在炉门上开设有两个与转轴对称的窗口，在炉体的炉口处还设有与窗口相匹配的石英挡块，在炉体的外侧固定有U形支架，在U形支架上分别设有第一伸缩气缸、第二伸缩气缸、第三伸缩气缸，且第一伸缩气缸和第二伸缩气缸分别紧贴凸起，第三伸缩气缸连接石英推拉杆，本发明结构原理简单、操作方便，能够实现自动开关炉门，自动进出石英舟，自动化程度高，提高了工作效率。
【专利说明】
一种硅片高效扩散炉
技术领域
[0001]本发明涉及太阳能电池硅片加工技术领域，具体为一种硅片高效扩散炉。
【背景技术】
[0002]太阳能电池需要一个大面积的PN结以实现光能到电能的转换，而扩散炉即为制造太阳能电池PN结的专用设备。扩散炉一般包括设置有炉门的炉体，炉体内设有石英舟，硅片放置于石英舟上，炉体上设有用于扩散气体进入炉体内的进气管和扩散处理后排放尾气的排放管，所述排放管上连接有抽风机，扩散一般用三氯氧磷液态源作为扩散源，把P型硅片放在扩散炉的石英舟内，在850-900摄氏度高温下使用氮气将三氯氧磷带入石英舟，通过三氯氧磷和硅片进行反应，得到磷原子，经过一定时间，磷原子从四周进入硅片的表面
层，并且通过硅原子之间的空隙向硅片内部渗透扩散，形成了 N型半导体和P型半导体的交界面，也就是PN结。这种方法制出的PN结均匀性好，方块电阻的不均匀性小于百分之十，少子寿命可大于1ys，制造PN结是太阳电池生广最基本也是最关键的工序。因为正是PN结的形成，才使电子和空穴在流动后不再回到原处，这样就形成了电流，用导线将电流引出，就是直流电。
[0003]由于扩散炉的炉门通常较重，人工打开或关闭较为困难，为了将方便将硅片放入炉体内和从炉体内取出，通常在炉门上都设置有用于打开或关闭炉门的开关装置，现有的开关装置包括一个前进电机和一个旋转电机，前进电机用于将炉门与炉体接触与分离，旋转电机用于将炉门旋转到炉口的侧面，让出了进出炉体的空间，前进电机通过一根推拉杆与炉门相连，旋转电机通过一根旋转杆与炉门相连，这种开关装置在使用过程中，存在以下问题:这种结构的开关装置，旋转电机与炉门分别位于旋转杆的两端，这就使得旋转电机需要提供很大的旋转力矩才能使炉门转动，旋转电机承受的旋转力矩较大，电机的负荷较大，很容易将旋转电机烧坏，旋转电机的使用寿命较短，需要频繁的更换电机，不但影响生产的正常进行，同时也大大增加了生产成本，另外，现有的扩散炉不能实现同时自动转动炉门和自动进出石英舟，导致工作效率低。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种硅片高效扩散炉，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:一种硅片高效扩散炉，包括炉体和炉门，所述炉体内设有石英舟，在所述炉体的上端开设有进气口，所述进气口连接进气管，在所述炉体的底部开设有出气口，且所述出气口连接尾气排放管，在所述炉体的炉口处设有炉门，所述炉门的中心设有转轴，所述炉门的外壁上固定设有凸起，在所述炉门上开设有两个与转轴对称的窗口，在所述炉体的炉口处还设有与窗口相匹配的石英挡块，在所述炉体的外侧固定有U形支架，在所述U形支架上分别设有第一伸缩气缸、第二伸缩气缸、第三伸缩气缸，且所述第一伸缩气缸和所述第二伸缩气缸分别紧贴凸起，所述第三伸缩气缸连接石英推拉杆，所述石英推拉杆与石英舟在同一直线上。
[0006]优选的，所述第一伸缩气缸、第二伸缩气缸、第三伸缩气缸结构完全一致，包括缸筒，所述缸筒内设有内缸，所述内缸内设有柱塞杆，所述缸筒和内缸侧壁均设有进油孔，所述缸筒和内缸的侧壁及底部均设有油槽，所述柱塞杆与内缸之间及缸筒与内缸之间均设有密封圈。
[0007]优选的，所述第一伸缩气缸紧贴炉门上端的凸起，所述第二伸缩气缸紧贴炉门下端的凸起，且第一伸缩气缸和第二伸缩气缸推动方向相反。
[0008]优选的，所述第一伸缩气缸、第二伸缩气缸、第三伸缩气缸分别连接外部的PLC控制器。
[0009]优选的，其使用方法包括以下步骤:
A、启动PLC控制器，PLC控制器分别控制第一伸缩气缸和第二伸缩气缸动作，且第一伸缩气缸和第二伸缩气缸分别朝相反方向推动炉门，使炉门旋转；
B、当炉门上的窗口旋转至与石英舟在同一直线上时，第一伸缩气缸和第二伸缩气缸停止动作；
C、此时，PLC控制器控制第三伸缩气缸动作，第三伸缩气缸推动石英推拉杆从炉门上的窗口处伸入炉体内部并且勾住石英舟；
D、PLC控制器控制第三伸缩气缸往相反方向运动，石英推拉杆将石英舟从炉门上的窗口处拉出炉体外。
[0010]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
(I)本发明结构原理简单、操作方便，只需通过PLC控制器控制第一伸缩气缸和第二伸缩气缸朝相反方向动作，即能转动炉门，实现自动开关炉门，同时控制第三伸缩气缸带动石英推拉杆推拉石英舟实现自动进出石英舟，自动化程度高，提高了工作效率。
[0011](2)本发明采用的伸缩油缸制造成本低，伸缩距离长，伸缩速度快，使油缸的行程加长，更加便于自动化作业。
【附图说明】
[0012]图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的炉门侧视图；
图3为本发明的伸缩油缸结构示意图；
图中:1、炉体;2、炉门；3、石英舟;4、进气口；5、进气管;6、出气口；7、尾气排放管;8、转轴;9、凸起；10、窗口； 11、石英挡块；12、U形支架；13、第一伸缩气缸；14、第二伸缩气缸；15、第三伸缩气缸；16、石英推拉杆；17、缸筒；18、内缸；19、柱塞杆;20、进油孔;21、油槽;22、密封圈。
【具体实施方式】
[0013]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0014]请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案:一种硅片高效扩散炉，包括炉体I和炉门2，炉体I内设有石英舟3，在炉体I的上端开设有进气口 4，进气口 4连接进气管5，在炉体I的底部开设有出气口 6，且出气口 6连接尾气排放管7，在炉体I的炉口处设有炉门2，炉门2的中心设有转轴8，炉门2的外壁上固定设有凸起9，在炉门2上开设有两个与转轴8对称的窗口10，在炉体I的炉口处还设有与窗口 10相匹配的石英挡块11，在炉体I的外侧固定有U形支架12，在U形支架12上分别设有第一伸缩气缸13、第二伸缩气缸14、第三伸缩气缸15，且第一伸缩气缸13和第二伸缩气缸14分别紧贴凸起9，第三伸缩气缸15连接石英推拉杆16，石英推拉杆16与石英舟3在同一直线上。
[0015]本实施例中，第一伸缩气缸13、第二伸缩气缸14、第三伸缩气缸15结构完全一致，包括缸筒17，缸筒17内设有内缸18，内缸18内设有柱塞杆19，缸筒17和内缸18侧壁均设有进油孔20，缸筒17和内缸18的侧壁及底部均设有油槽21，柱塞杆19与内缸18之间及缸筒17与内缸18之间均设有密封圈22，第一伸缩气缸13紧贴炉门2上端的凸起9，第二伸缩气缸14紧贴炉门2下端的凸起9，且第一伸缩气缸13和第二伸缩气缸14推动方向相反，第一伸缩气缸
13、第二伸缩气缸14、第三伸缩气缸15分别连接外部的PLC控制器，PLC控制器能够分别控制第一伸缩气缸、第二伸缩气缸、第三伸缩气缸动作，且第一伸缩气缸、第二伸缩气缸能够带动炉门旋转，第三伸缩气缸能够带动石英推拉杆使石英舟自动进出；另外，本发明采用的伸缩油缸制造成本低，伸缩距离长，伸缩速度快，使油缸的行程加长，更加便于自动化作业。
[0016]本发明的使用方法包括以下步骤:
A、启动PLC控制器，PLC控制器分别控制第一伸缩气缸13和第二伸缩气缸14动作，且第一伸缩气缸13和第二伸缩气缸14分别朝相反方向推动炉门2，使炉门2旋转；
B、当炉门2上的窗口10旋转至与石英舟3在同一直线上时，第一伸缩气缸13和第二伸缩气缸14停止动作；
C、此时，PLC控制器控制第三伸缩气缸15动作，第三伸缩气缸15推动石英推拉杆16从炉门2上的窗口 10处伸入炉体I内部并且勾住石英舟3;
D、PLC控制器控制第三伸缩气缸15往相反方向运动，石英推拉杆16将石英舟3从炉门2上的窗口 1处拉出炉体外。
[0017]本发明结构原理简单、操作方便，只需通过PLC控制器控制第一伸缩气缸和第二伸缩气缸朝相反方向动作，即能转动炉门，实现自动开关炉门，同时控制第三伸缩气缸带动石英推拉杆推拉石英舟实现自动进出石英舟，自动化程度高，提高了工作效率。
[0018]各位技术人员须知:虽然本发明已按照上述【具体实施方式】做了描述，但是本发明的发明思想并不仅限于此发明，任何运用本发明思想的改装，都将纳入本专利专利权保护范围内。
【主权项】
1.一种硅片高效扩散炉，包括炉体(I)和炉门(2)，其特征在于:所述炉体(I)内设有石英舟(3)，在所述炉体(I)的上端开设有进气口(4)，所述进气口(4)连接进气管(5)，在所述炉体(I)的底部开设有出气口( 6)，且所述出气口(6 )连接尾气排放管(7)，在所述炉体(I)的炉口处设有炉门(2)，所述炉门(2)的中心设有转轴(8)，所述炉门(2)的外壁上固定设有凸起(9)，在所述炉门(2)上开设有两个与转轴(8)对称的窗口( 10)，在所述炉体(I)的炉口处还设有与窗口(10)相匹配的石英挡块(11)，在所述炉体(I)的外侧固定有U形支架(12)，在所述U形支架(12)上分别设有第一伸缩气缸(13)、第二伸缩气缸(14)、第三伸缩气缸(15)，且所述第一伸缩气缸(13)和所述第二伸缩气缸(14)分别紧贴凸起(9)，所述第三伸缩气缸(15)连接石英推拉杆(16)，所述石英推拉杆(16)与石英舟(3)在同一直线上。2.根据权利要求1所述的一种硅片高效扩散炉，其特征在于:所述第一伸缩气缸(13)、第二伸缩气缸(14)、第三伸缩气缸(15)结构完全一致，包括缸筒(17)，所述缸筒(17)内设有内缸(18)，所述内缸(18)内设有柱塞杆(19)，所述缸筒(17)和内缸(18)侧壁均设有进油孔(20),所述缸筒(17 )和内缸(18 )的侧壁及底部均设有油槽(21)，所述柱塞杆(19 )与内缸(18)之间及缸筒(17)与内缸(18)之间均设有密封圈(22)。3.根据权利要求1所述的一种硅片高效扩散炉，其特征在于:所述第一伸缩气缸(13)紧贴炉门(2)上端的凸起(9)，所述第二伸缩气缸(14)紧贴炉门(2)下端的凸起(9)，且第一伸缩气缸(13)和第二伸缩气缸(14)推动方向相反。4.根据权利要求1所述的一种硅片高效扩散炉，其特征在于:所述第一伸缩气缸(13)、第二伸缩气缸(14)、第三伸缩气缸(15)分别连接外部的PLC控制器。5.根据权利要求1所述的一种硅片高效扩散炉，其特征在于:其使用方法包括以下步骤: A、启动PLC控制器，PLC控制器分别控制第一伸缩气缸(13)和第二伸缩气缸(14)动作，且第一伸缩气缸(13)和第二伸缩气缸(14)分别朝相反方向推动炉门(2)，使炉门(2)旋转； B、当炉门(2)上的窗口(10)旋转至与石英舟(3)在同一直线上时，第一伸缩气缸(13)和第二伸缩气缸(14)停止动作； C、此时，PLC控制器控制第三伸缩气缸(15)动作，第三伸缩气缸(15)推动石英推拉杆(16)从炉门(2)上的窗口(10)处伸入炉体(I)内部并且勾住石英舟(3); D、PLC控制器控制第三伸缩气缸(15)往相反方向运动，石英推拉杆(16)将石英舟(3)从炉门(2 )上的窗口( 1 )处拉出炉体外。
【文档编号】C30B31/18GK105908261SQ201610387442
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年6月1日
【发明人】周士杰, 陈圣铁
【申请人】温州隆润科技有限公司