本实用新型涉及光伏晶体高效节能硅片，特别是涉及一种掺杂广谱的直接硅片制备设备。
背景技术：
黑硅技术的进步尤其是在探测器工艺方面的发展极大促进了硅光吸收的研究。1998年前后，哈佛大学的Mazur教授课题组利用飞秒激光辐照六氟化硫气氛中的硅，由于激光能量密度高便于把硫元素熔入硅中，这样形成了一层超饱和掺杂硫的硅材料；高含量S形成的杂质能带与硅带尾交迭，使硅能带延伸至禁带，杂质能级展宽形成杂质带，且呈现出金属化导电倾向。此外激光刻蚀后，表面微纳米结构的反射能力增强了，吸收波长范围更广，称为广谱吸收的黑硅。
现有的硅掺杂技术，参见申请号为201310398256.8的太阳能电池硅片表面掺硫方法，采用黑硅及脉冲激光对硅片表面0.5-2μm厚度进行高浓度硫掺杂。掺杂法广谱黑硅(简称黑硅),将硅片放置于含硫气氛中，利用脉冲宽度在1ns—1000ns的脉冲激光，能量密度控制在仅使硅片表面0.5—2μm厚度内；掺硫浓度为1019—1021cm-3或硫硅原子比在0.1％—1％。使硅片表面的黑硅层表面形成高浓度硫掺杂的硫硅合金层。
2012年，中科院研究生院分别采用皮秒激光辐照气相掺杂和离子注入加脉冲激光辐照的方法制备了超饱和硫掺杂硅材料，并利用该材料开展了超饱和硫掺杂硅探测器和太阳能电池的探索研究。
一般而言激光氛围中制备的黑硅腐蚀坑较深，导致载流子的传输距离增加，复合速率增加，提升光伏晶硅电池效率有限，常规激光掺杂设备费用较高，生产效率相对低下。
直接硅片技术也称为带硅技术，例如1366Technologies的kerfless硅片系以专利技术DirectWafer工艺，直接透过融化的硅料所生成的外延片。由于去除了在硅锭到硅片过程中的几个阶段，因此可省下大量制造成本与能源消耗。缺点为：由于冷却速率快杂质分凝不充分结晶成核小，位错密度高导致寿命较低。
技术实现要素：
本实用新型要解决的技术问题是提供一种直接硅片降温结晶、掺杂拓展能级的掺杂广谱的直接硅片制备设备。
本实用新型掺杂广谱的直接硅片制备设备，包括输送装置和热处理装置，所述输送装置上设有模具盒，所述模具盒在所述输送装置的带动下移动，所述输送装置上配设有隔离保护装置，所述隔离保护装置内设有熔硅装置和掺杂机构，所述模具盒进入所述隔离保护装置依次经过所述掺杂机构和所述熔硅装置，所述熔硅装置上连接有控制装置；所述热处理装置上设有温度检测组件。
本实用新型掺杂广谱的直接硅片制备设备，其中所述控制装置上设有检测机构，所述检测机构检测到所述模具盒输送至所述熔硅装置下方，即发送控制信号打开所述熔硅装置，所述熔硅装置向所述模具盒中铺设熔融硅。
本实用新型掺杂广谱的直接硅片制备设备，其中所述热处理装置设为退火装置，所述温度检测组件设为红外温度传感器。
本实用新型掺杂广谱的直接硅片制备设备，其中所述掺杂机构上设有微粉输入器和粒度筛选装置。
本实用新型掺杂广谱的直接硅片制备设备，其中所述模具盒上设有温度感应组件，所述温度感应组件与所述微粉输入器连接。
本实用新型掺杂广谱的直接硅片制备设备，其中所述模具盒设为石墨模具盒。
本实用新型掺杂广谱的直接硅片制备设备，其中所述隔离保护装置内设有压力传感器。
本实用新型掺杂广谱的直接硅片制备设备，其中所述隔离保护装置上设有透明的壳体。
本实用新型掺杂广谱的直接硅片制备设备与现有技术不同之处在于本实用新型掺杂广谱的直接硅片制备设备上设有输送装置和热处理装置，输送装置上设有模具盒，模具盒依次在输送装置上排列，输送装置上还设有隔离保护装置，隔离保护装置内设有掺杂机构和熔硅装置，模具盒在输送装置的带动下进入隔离保护装置、且依次经过掺杂机构和熔硅装置，掺杂机构先向模具盒内铺设掺杂物质，然后铺设熔融硅，有助于熔融硅与掺杂物质的相互融合，保证融合均匀；模具盒输送出隔离保护装置，进入热处理装置，热处理装置进行退火处理，保证硅片的均匀性，热处理装置上还设有温度检测组件，温度检测组件监测热处理装置的退火温度，方便对退火温度进行调控，进一步保证硅片的均匀性，不仅实现了直接硅片的制备还提高了直接硅片的性能。
下面结合附图对本实用新型的掺杂广谱的直接硅片制备设备作进一步说明。
附图说明
图1为本实用新型掺杂广谱的直接硅片制备设备的结构示意图。
附图标注：1、输送装置；2、模具盒；3、隔离保护装置；4、掺杂机构；5、熔硅装置；6、热处理装置；7、温度检测组件。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型掺杂广谱的直接硅片制备设备，包括输送装置1和热处理装置6，输送装置1上设有模具盒2，模具盒2在输送装置1的带动下移动，输送装置1上配设有隔离保护装置3，隔离保护装置3内设有熔硅装置5和掺杂机构4。隔离保护装置3将熔硅装置5和掺杂机构4进行隔离保护，防止外界环境干扰；隔离保护装置3隔离空气和杂质，防止氧化造成硅片氧含量高，防止杂质影响加工精度。模具盒2进入隔离保护装置3依次经过掺杂机构4和熔硅装置5，模具盒2进入隔离保护装置3时，先经过掺杂机构4，掺杂机构4向模具盒2内铺设掺杂物质，熔硅装置5进行熔融硅铺设时，有助于掺杂物质与熔融硅的快速融合。
熔硅装置5上连接有控制装置，控制装置上设有检测机构，检测机构检测到模具盒2输送至熔硅装置5下方，即发送控制信号打开熔硅装置5，熔硅装置5向模具盒2中铺设熔融硅，保证熔融硅铺设的均匀和规整。
模具盒2经过熔硅装置5铺设熔融硅后，模具盒2内形成直接硅片，模具盒2随输送装置1输出隔离保护装置3，进入热处理装置6。热处理装置6设为退火装置，模具盒2内的直接硅片的孪晶密度高，退火装置退火处理后能提升晶体质量，保证晶体的均匀性。退火处理过程中，退火温度在1340-1400℃，时间控制在0-3分钟，优选的退火温度在1370-1380℃，时间在1分钟内，其位错密度度较不退火的降低5-10％；后续持续降低温度至700℃以下，可以进行快速冷却。热处理装置6上设有温度检测组件7，温度检测组件7设为红外温度传感器，红外温度传感器能够监测退火温度，进而方便调控直接硅片的温度梯度。
掺杂机构4上设有微粉输入器和粒度筛选装置。掺杂物质包括：硫系元素和硼、铝等三族元素，采用共掺杂的办法进行补偿。掺杂颗粒选择高纯度纳米硫，平均粒径在20-50nm之间的颗粒，便于快速熔于熔融硅中。纳米硫的优选粒径为30nm，纳米硫通过粒度筛选装置进行筛选，保证粒度的均匀；微粉输入器设为气动输入，配设有氮气输送，每次输送的纳米硫进行定量控制，并且可以通过调节氮气流速来改变输送纳米硫的质量，调节方法简便实用。
模具盒2设为石墨模具盒，石墨的稳定性好，抗热震性好、在温度变化梯度大时性能稳定，耐高温能力强，熔融状态的硅温度在1410℃。纳米硫的熔点在115℃，沸点在445℃，当硅熔融降温时形成一定的温度梯度会影响硫的熔入，纳米硫一部分融入熔融硅，另一部分达到沸点后的挥发。模具盒2上设有温度感应组件，温度感应组件连接在微粉输入器上，调控纳米硫的供给；硫原子在熔融硅中的溶解度可达1020cm-3以上，采用产线的快速凝固工艺实现5-7微米的硅硫混合物层。
隔离保护装置3内设有压力传感器，隔离保护装置3内填充常压氮气，减小氧化对直接硅片加工过程的影响。压力传感器检测隔离保护装置3内的压力，防止在填充氮气的过程中发生压力不稳定的稳定，压力传感器能实时监测隔离保护装置3内的环境压力，保证加工过程的稳定有序进行。隔离保护装置3内还可以填充其他气体，只要起到隔离和防氧化的作用即可。
隔离保护装置3上设有透明的壳体，隔离保护装置3的壳体可以设为有机玻璃材料，价格便宜，强度、硬度高，方便观察隔离保护装置3内熔硅装置5和掺杂机构4的运行状态。
电池常规工艺比如扩散和印刷均无法实现非晶硅能带的拓宽；本实用新型在直接硅片降温结晶条件下，积极利用广谱黑硅技术中掺杂拓展能级的优势。优化后的直接硅片，便于结合背面钝化等新兴技术实现高效电池技术的兼容。背面钝化后硫硅层厚度为2-4μm作为电池背面使用。通过量子效率测试，得出优化后的直接硅片对700-1100nm的吸收率较传统方式加工的直接硅片制作的电池片高5-8％。
以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。