一种石英晶舟的制作方法

本实用新型涉及太阳能电池片制备技术领域，尤其涉及一种石英晶舟。

背景技术：

随着人们保护环境意识的提高，可持续绿色能源得到快速发展。目前，在所有的太阳能电池中，硅太阳能电池因其日益下降的成本和近年来快速提高的转换效率，成为最有可能替代常规化石能源的新能源。在未来光伏技术的发展中，进一步提高硅太阳能电池光电性能，成为硅太阳能电池发展的重点。

太阳能电池制备的工艺核心为PN结的制备，其均匀性直接影响太阳电池的效率。为进一步提升太阳电池效率，高方阻成为目前扩散工艺的发展方向，这对扩散均匀性提出了更高要求。管式热扩散法是目前应用最广泛的扩散方式，一般采用人工或自动化设备将制绒清洗后的硅片插入到石英晶舟卡槽中，卡槽一般为等间距，再用SiC桨把石英晶舟送入扩散管中开始扩散工艺，工艺结束再把石英晶舟取出，石英晶舟在扩散设备中起到承载硅片作用。

现有的常压扩散方式一般为从扩散炉的炉尾进气，炉口处收集尾气，有源气体从炉尾到炉口流动，流动过程中有效源量逐渐消耗。而由于石英舟上插放的硅片的槽通常是等间距设置的，因此从炉尾到炉口的方向上，每片硅片所能够接触的有效源量逐渐减少，导致出现方阻逐渐增大的梯度分布，使得管内均匀性较差。

因此，亟需一种石英晶舟，以解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种石英晶舟，在扩散时能够提高石英晶舟上不同硅片之间的方阻的均匀性，提高生产质量。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种石英晶舟，包括两个侧框架及连接于两个所述侧框架之间的两个侧柱及底柱，所述侧柱位于所述底柱的外侧上方且平行于所述底柱，所述底柱上间隔设置有若干底槽，相邻两个所述底槽之间的距离沿所述底柱的延伸方向逐渐增大，两个所述侧柱相对的一侧设置有与所述底槽间距对应的侧槽。

作为优选，相邻两个所述底槽之间的距离沿所述底柱的延伸方向等差增大。

作为优选，每个所述底槽与其相邻的两个所述底槽之间的距离的差值为0.15～0.25mm。

作为优选，相邻的所述底槽之间的距离沿所述底柱的延伸方向等比增大。

作为优选，每个所述底槽距下一个所述底槽的距离为其距上一个所述底槽的距离的1.01～1.027倍。

作为优选，所述底槽的数量为200～500个。

作为优选，所述侧槽在竖直方向上相对其对应的所述底槽偏移一定距离。

作为优选，所述侧槽与所述底槽之间的连线在竖直方向上的倾斜角度为75°～85°。

作为优选，所述底槽的槽口朝向所述底柱的延伸方向倾斜。

作为优选，所述侧框架为一矩形框架，两根所述侧柱连接于所述矩形框架的侧杆上，所述底柱连接于所述所述矩形框架的底杆上。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的石英晶舟在底柱上间隔设置若干底槽，相邻底槽之间的距离沿底柱的延伸方向逐渐增大，在扩散时，底槽较密集的一端置于进气的炉尾处，随着炉管内气体沿炉尾向炉口的方向浓度降低，底槽之间的距离逐渐增大，从而提高气体浓度较低处硅片所能够接触的气体量，最终提高石英晶舟上不同硅片之间的方阻的均匀性，提高生产质量，减少返工成本。

附图说明

图1是本实用新型提供的石英晶舟携带有硅片时的立体结构示意图；

图2是本实用新型提供的石英晶舟携带有硅片时的剖视图；

图3是本实用新型提供的石英晶舟未携带有硅片时的剖视图；

图4是本实用新型提供的一种底柱的部分结构示意图；

图5是本实用新型提供的另一种底柱的部分结构示意图；

图6是本实用新型提供的侧柱的部分结构示意图。

图中：

1、硅片；2、侧框架；21、侧杆；22、底杆；3、底柱；31、底槽；32、插槽；33、插齿；4、侧柱；41、侧槽；

d1、第一个底槽与第二个底槽之间的距离；d2、第二个底槽与第三个底槽之间的距离；d3、第三个底槽与第四个底槽之间的距离；dn-1、第n-1个底槽与第n个底槽之间的距离；

α、侧槽与底槽之间的连线在竖直方向上的倾斜角度；β、底槽的槽口朝向底柱的延伸方向的倾斜角度。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

本实用新型提供了一种石英晶舟，作为太阳能电池片制备过程中的扩散工序时硅片1的载体。扩散工序在扩散炉中进行，石英晶舟上承载硅片1，通过桨将石英晶舟送入扩散炉，扩散炉的炉尾处进气，与硅片1发生反应，形成方块电阻(简称方阻)，在硅片1上炉口处收集反应后的尾气。

如图1-3所示，石英晶舟包括两个侧框架2及连接于两个侧框架2之间的两个侧柱4及底柱3，侧柱4位于底柱3的外侧上方且平行于底柱3。侧框架2为一矩形框架，两根侧柱4连接于矩形框架的侧杆21上，底柱3连接于矩形框架的底杆22上。侧框架2的底部设置有舟脚，用于支撑该石英晶舟。底柱3上间隔设置有若干底槽31，底槽31用于插设硅片1。两个侧柱4相对的一侧设置有与底槽31间距对应的侧槽41，侧槽41用于配合底槽31固定硅片1，避免硅片1因晃动、倾倒而造成损坏。

底槽31的数量为200～500个，具体可以为200个、250个、300个、350个、400个、450个以及500个，相应地，每根侧柱4上的侧槽41的数量均与底槽31的数量相同。因此，该石英晶舟能够承载200～500片硅片1，承载能力较强。

由于扩散炉的炉尾进气，炉口处收集尾气，有源气体从炉尾到炉口流动，流动过程中有效源量逐渐消耗，因此从炉尾到炉口易出现方阻逐渐增大的梯度分布，使得扩散炉内各硅片1间的均匀性较差。

为解决上述问题，在本实施例中，相邻两个底槽31之间的距离沿底柱3的延伸方向逐渐增大。具体地，参照图2和图3所示，定义n为底槽31数量(n的取值范围为200～500)，沿炉尾到炉口的方向上，第一个底槽31与第二个底槽31之间的距离(即最小槽间距)为d1，第二个底槽31与第三个底槽31之间的距离为d2，第三个底槽31与第四个底槽31之间的距离为d3，以此类推，第n-1个底槽31与第n个底槽31之间的距离(即最大槽间距)为dn-1，则多个间距之间的关系为：

d1＜d2＜d3＜……＜dn-1

在扩散时，底槽31较密集的一端置于进气的炉尾处，随着炉管内气体沿炉尾向炉口的方向浓度降低，底槽31之间的距离逐渐增大，从而提高气体浓度较低处硅片1所能够接触的气体量，最终提高石英晶舟上不同硅片1之间的方阻的均匀性，提高生产质量，减少返工成本。

在本实施例中，相邻的底槽31之间的距离沿底柱3的延伸方向等差增大。具体地，每个底槽31与其相邻的两个底槽31之间的距离的差值为0.15～0.25mm。具体地，该差值(即等差数列的公差)可以为0.15mm、0.16mm、0.17mm、0.18mm、0.19mm、0.2mm、0.21mm、0.22mm、0.23mm、0.24mm以及0.25mm。例如最小槽间距d1为0.02mm，槽间距的公差Δd为0.02mm，当石英晶舟上最大承载200片硅片时，最大槽间距dn-1为：

dn-1＝d1+(n-2)×Δd＝3.98mm

在底柱3的制作过程中，底槽31直接成型于底柱3上(参照图3及图5)，加工过程方便。此外，底槽31也可通过插齿33的结构形成(参照图4所示)。具体地，如图4所示，底柱3上开设有插槽32，插槽32内插接有插齿33，相邻两个插齿33之间形成底槽31。插槽32沿底柱3的延伸方向均匀分布，在将插齿33插接在插槽32内时，依次间隔不同数量的插槽32，例如图4中所示，第一个插齿33与第二个插齿33之间间隔一个空的插槽32，第二个插齿33与第三个插齿33之间间隔两个空的插槽32，第三个插齿33与第四个插齿33之间间隔三个空的插槽32，依次类推，可形成间距等差分布的底槽31，且通过插齿33与插槽32的形式，可以方便地对插齿33进行调整，底槽31间距的变换形式多样，适应于各类条件下的扩散过程。

本实施例中，相邻两个底槽31之间的距离也可以是沿底柱3的延伸方向等比增大。具体地，每个底槽31距下一个底槽31的距离为其距上一个底槽31的距离的1.01～1.027倍。具体地，该等比数列的公比可以为：1.01、1.011、1.012、1.014、1.016、1.018、1.02、1.022、1.024、1.026以及1.027。例如最小槽间距d1为0.02mm，槽间距的公比为1.027，当石英晶舟上最大承载200片硅片时，最大槽间距dn-1为：

dn-1＝d1×1.027^(n-2)＝3.91mm

本实施例中，由于底槽31与侧槽41的宽度均略大于硅片1的厚度，以便于硅片1的放入，因此，硅片1在竖向放置时，相邻的两片硅片1容易朝向相对的一侧靠拢，从而容易发生搭接的现象，对扩散工序造成不利影响。为此，本实施例中，侧槽41在竖直方向上相对其对应的底槽31偏移一定距离，使得硅片1在对应侧槽41和底槽31放入时产生一定的倾斜量，最终所有的硅片1均靠向侧槽41的同一侧，不易产生搭接现象。具体地，侧槽41与底槽31之间的连线在竖直方向上的倾斜角度α(参照图2所示，α即放置硅片1时硅片1的倾斜角度)为75°～85°，例如：75°、76°、77°、78°、79°、80°、81°、82°、83°、84°及85°。在上述角度范围内，硅片1既能保持朝向同一侧倾斜，不发生搭片，又不占用过多的空间，使得硅片1放置数量较多。

为避免硅片1倾斜放置时与底槽31的槽壁产生磕碰，底槽31的槽口朝向底柱3的延伸方向倾斜。如图5所示，底槽31的槽口朝向底柱3的延伸方向的倾斜角度β可以与α相等，β为75°～85°，例如：75°、76°、77°、78°、79°、80°、81°、82°、83°、84°及85°。硅片1放置于底槽31内时，与底槽31贴合，放置较稳定，不易产生磕碰。相应地，如图6所示，侧槽41的延伸方向朝向侧柱4的延伸方向倾斜，与底槽31配合，使得硅片1放置稳定。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。