一种低压高温扩散炉的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及晶硅太阳能电池技术领域，尤其涉及一种低压高温扩散炉。
【背景技术】
[0002]太阳能电池是一种有效地吸收太阳辐射能，利用光生伏打效应把光能转换成电能的器件，当太阳光照在半导体P-N结(P-N Junct1n)上，形成新的空穴-电子对(V-E pair)，在P-N结电场的作用下，空穴由N区流向P区，电子由P区流向N区，接通电路后就形成电流。由于是利用各种势皇的光生伏特效应将太阳光能转换成电能的固体半导体器件，故又称太阳能电池或光伏电池，是太阳能电池阵电源系统的重要组件。太阳能电池主要有晶硅(Si)电池，三五族半导体电池(GaAs，Cds/Cu2S，Cds/CdTe，Cds/InP，CdTe/Cu2Te)，无机电池，有机电池等，其中晶硅太阳能电池居市场主流主导地位。晶硅太阳能电池的基本材料为纯度达99.9999%、电阻率在10 Ω-cm以上的P型单晶硅，包括正面绒面、正面p-n结、正面减反射膜、正背面电极等部分。在组件封装为正面受光照面加透光盖片(如高透玻璃及EVA)保护，防止电池受外层空间范爱伦带内高能电子和质子的辐射损伤。
[0003]扩散为制作太阳能电池最重要的一个环节，其利用杂质原子向半导体芯片内部扩散的方法，改变半导体芯片表面层的导电类型，从而形成P、N结，为形成PN结的主要工艺。太阳能电池制造工艺中，磷扩散一般有三种方法，一是三氯氧磷(POCl3)液态源扩散，二是喷涂磷酸水溶液后链式扩散，三是丝网印刷磷浆料后链式扩散，其中以第一种方式为业界主流。在高温扩散制程中，由于POCl3在高温下(>600°C)分解生成五氯化磷(PCl5)和五氧化二磷(P2O5)生成的P2O5在扩散温度下与娃反应，生成二氧化娃(SiC>2)和磷原子，POCI3热分解时，如果没有外来的氧(O2)参与其分解是不充分的，生成的PCl5是不易分解的，并且对硅有腐蚀作用，破坏硅片的表面状态。但在有外来O2存在的情况下，？(:15会进一步分解成P2O5并放出氯气(Cl2)生成的P2O5又进一步与硅作用，生成S12和磷原子。由此可见，在磷扩散时，为了促使POCl3充分的分解和避免PCl5对硅片表面的腐蚀作用，必须在通氮气的同时通入一定流量的氧气POCl3分解产生的P2O5淀积在硅片表面，P2O5与硅反应生成S12和磷原子，并在硅片表面形成一层磷-硅玻璃，然后磷原子再向硅中进行扩散，因此扩散炉内的反应气体与温度是影响方阻值均匀性最重要的参数，然而传统常压扩散炉并不能达到较佳的方阻值均匀性控制。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种硅片受热更均匀、可提高产量和提高太阳能电池的光电转换效率的低压高温扩散炉。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型一种低压高温扩散炉，包括:炉体，所述炉体两侧设有对炉体加热的高温加热区域;装载硅片的晶舟，所述晶舟设在炉体内，晶舟材质为石英或碳化硅;真空阀门，所述真空阀门枢接在炉体一侧；真空栗，所述真空栗与真空阀门相连接;石英排气管，所述石英排气管设在炉体另一侧并与炉体相连接;石英进气管，所述石英进气管设在炉体内并设有若干排气孔。
[0006]实施本实用新型，具有如下有益效果:本实用新型一种低压高温扩散炉与传统扩散炉相比，采用扩散炉与真空栗相连，使得扩散炉内处于低压真空状态，反应气体可达稳态稳流，装载娃片的晶舟材质为石英或碳化娃，使得娃片受热更均勾,具有可提尚广量、提尚太阳能电池的光电转换效率等优点，同时具有设计新颖、制作简单、适合大批量生产等优点。
[0007]作为上述方案的改进，所述高温加热区域与炉体之间为恒温区。
[0008]作为上述方案的改进，所述恒温区长度为1200mm，恒温区温度精度为±0.5°C。
[0009]作为上述方案的改进，所述若干排气孔包括第一组排气孔、第二组排气孔和第三组排气孔，第一组排气孔、第二组排气孔和第三组排气孔位于同一水平面上。
[0010]作为上述方案的改进，所述第一组排气孔孔径大于第二组排气孔孔径，第二组排气孔孔径大于第三组排气孔孔径。
[0011]作为上述方案的改进，所述第一组排气孔径相同均为5mm，第二组排气孔孔径相同均为4mm，第三组排气孔孔径相同均为3mm。石英进气管的排气孔设置成三排不同孔径，具有使得硅片的方阻均匀性更好的优点。
[0012]作为上述方案的改进，所述第一组排气孔、第二组排气孔和第三组排气孔个数均为5个，孔间距均为70mm。
[0013]作为上述方案的改进，所述炉体材质为石英炉管，晶舟卡槽数量为400-500个。
[0014]作为上述方案的改进，所述高温加热区域的工作温度为600_1200°C。
[00?5 ]作为上述方案的改进，所述扩散炉的真空系统漏率S 4mbar/mi η (冷态)S 6mbar/min(热态)，扩散炉的气路系统气密性=1x10—7pa.m3。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型一种低压高温扩散炉结构示意图；
[0017]图2为石英进气管结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。
[0019]如图1及图2所示，本实用新型一种低压高温扩散炉，包括:炉体I，炉体I两侧设有对炉体I加热的高温加热区域2;装载硅片的晶舟3，晶舟3设在炉体I内，晶舟3材质为石英或碳化硅;真空阀门4，真空阀门4枢接在炉体I 一侧;真空栗5，真空栗5与真空阀门4相连接;石英排气管6，石英排气管6设在炉体I另一侧并与炉体I相连接;石英进气管7，石英进气管7设在炉体I内并设有多个排气孔71。
[0020]高温加热区域2与炉体I之间为恒温区8;所述恒温区长度为1200mm，恒温区温度精度为 ±0.5°C。
[0021]多个排气孔71包括第一组排气孔711、第二组排气孔712和第三组排气孔713，第一组排气孔711、第二组排气孔712和第三组排气孔713位于同一水平面上。第一组排气孔711孔径大于第二组排气孔孔径712，第二组排气孔孔径712大于第三组排气孔孔径713。第一组排气孔径711相同均为5_，第二组排气孔712孔径相同均为4_，第三组排气孔713孔径相同均为3mm。第一组排气孔711、第二组排气孔712和第三组排气孔713个数均为5个，孔间距均为70mm。石英进气管7的排气孔71设置成三排不同孔径，具有使得硅片的方阻均匀性更好的优点。
[0022]炉体I材质为石英炉管，晶舟3卡槽数量为400-500个。高温加热区域2的工作温度为600-1200 0C ο扩散炉的真空系统漏率S 4mbar/min(冷态)^ 6mbar/min (热态)，扩散炉的气路系统气密性= 1x10—7pa.m3。
[0023]实施本实用新型，具有如下有益效果:本实用新型的一种低压高温扩散炉与传统扩散炉相比，采用扩散炉与真空栗相连，使得扩散炉内处于低压真空状态，反应气体可达稳态稳流，装载娃片的晶舟材质为石英或碳化娃，使得娃片受热更均勾,具有可提尚广量、提高太阳能电池的光电转换效率等优点，同时具有设计新颖、制作简单、适合大批量生产等优点。
[0024]以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。
【主权项】
1.一种低压高温扩散炉，其特征在于，包括: 炉体，所述炉体两侧设有对炉体加热的高温加热区域； 装载娃片的晶舟，所述晶舟设在炉体内，晶舟材质为石英或碳化娃； 真空阀门，所述真空阀门枢接在炉体一侧； 真空栗，所述真空栗与真空阀门相连接； 石英排气管，所述石英排气管设在炉体另一侧并与炉体相连接； 石英进气管，所述石英进气管设在炉体内并设有若干排气孔。2.如权利要求1所述一种低压高温扩散炉，其特征在于，所述高温加热区域与炉体之间为恒温区。3.如权利要求2所述一种低压高温扩散炉，其特征在于，所述恒温区长度为1200mm，恒温区温度精度为±0.5°C。4.如权利要求1所述一种低压高温扩散炉，其特征在于，所述若干排气孔包括第一组排气孔、第二组排气孔和第三组排气孔，第一组排气孔、第二组排气孔和第三组排气孔位于同一水平面上。5.如权利要求4所述一种低压高温扩散炉，其特征在于，所述第一组排气孔孔径大于第二组排气孔孔径，第二组排气孔孔径大于第三组排气孔孔径。6.如权利要求4所述一种低压高温扩散炉，其特征在于，所述第一组排气孔径相同均为5_，第二组排气孔孔径相同均为4_，第三组排气孔孔径相同均为3_。7.如权利要求4所述一种低压高温扩散炉，其特征在于，所述第一组排气孔、第二组排气孔和第三组排气孔个数均为5个，孔间距均为70mm。8.如权利要求1所述一种低压高温扩散炉，其特征在于，所述炉体材质为石英炉管，晶舟卡槽数量为400-500个。9.如权利要求1所述一种低压高温扩散炉，其特征在于，所述高温加热区域的工作温度为600-1200 cC ο10.如权利要求1所述一种低压高温扩散炉，其特征在于，所述扩散炉的真空系统漏率$411^31'/111；[11$611^31'/111；[11，扩散炉的气路系统气密性=]^10—"^3.1113。
【专利摘要】本实用新型公开了一种低压高温扩散炉，包括：炉体，所述炉体两侧设有对炉体加热的高温加热区域；设在炉体内装载硅片的晶舟，晶舟材质为石英或碳化硅；枢接在炉体一侧的真空阀门；与真空阀门相连接的真空泵；设在炉体另一侧并与炉体相连接的石英排气管；石英进气管，所述石英进气管设在炉体内并设有若干排气孔。本实用新型具有如下有益效果：本实用新型一种低压高温扩散炉与传统扩散炉相比,采用扩散炉与真空泵相连，使得扩散炉内处于低压真空状态，反应气体可达稳态稳流,装载硅片的晶舟材质为石英或碳化硅,使得硅片受热更均匀,具有可提高产量、提高太阳能电池的光电转换效率等优点，同时具有设计新颖、制作简单、适合大批量生产等优点。
【IPC分类】C30B31/06, C30B31/16, C30B29/06
【公开号】CN205347629
【申请号】CN201521010313
【发明人】秦崇德, 方结彬, 石强, 黄玉平, 何达能, 陈刚
【申请人】广东爱康太阳能科技有限公司
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2015年12月7日