本发明涉及太阳能电池制造技术领域，尤其涉及一种硅片扩散装置及硅片插片方法。
背景技术：
太阳能是最清洁、最具有潜力的新能源，越来越得到关注。在所有的太阳能电池中，硅太阳能电池是商业推广范围最大的太阳能电池。光电转换的太阳能电池可以将太阳能直接转换成电能，其发电原理是基于半导体pn结的光生伏特效应。p型硅片需要扩散磷元素获得pn结，n型硅片需要扩散硼元素获得pn结。电池片的生产过程中，部分工艺需要在硅片上扩散或者沉积一些元素，形成某种薄层结构。如硼扩散工艺、磷扩散工艺、低压硼扩散工艺、低压磷扩散工艺等。
扩散工艺是制备太阳电池最关键的工序之一。不均匀的扩散会直接影响电池片电性能参数的正态分布，导致低效电池片比例升高，特别是高方阻的电池片，扩散不均匀性对电池片性能的影响更加明显。扩散后方阻均匀性好将有利于后续工艺的相互匹配，使得电池片的整体电性能更加稳定。
常规的扩散工艺，常压扩散或低压扩散，硅片的放置方法都是背靠背竖直放置，会有几度的小倾角，硅片平面与气流方向垂直。所以这两种扩散方式都存在气流紊乱现象，气流水平方向传输，而在硅片卡槽间隙处竖直方向气流传输才能到达硅片表面进行扩散。流速不均会导致从边缘到中心分布不均，扩散后的硅片整片测量数据不均匀。
由于硅片很轻薄，竖直放置在卡槽内，卡槽宽度大于两硅片厚度，不可避免部分卡槽内的两个硅片会贴不紧，轻微振动或气流影响就有可能使得同卡槽内的两片硅片分开形成夹角，气流通过时：一是影响了气流在炉管内此处的异常；二是会将分开两硅片露出来的背面部分区域也进行扩散了；从而产生差片或者废片。这种问题也是目前背靠背竖直放置方法难避免的问题。此外，常规的背靠背竖直放置，由于硅片对气流的阻碍非常大，导致扩散区域长度有限，所以这种方式的产能也有限。
综上可知，所述硅片扩散装置及硅片插片方法，实际中存在不便的问题，所以有必要加以改进。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种硅片扩散装置及硅片插片方法，使硅片扩散后方阻均匀性良好，从而能获得更好的扩散效果，并且易于对扩散装置进行改造提升产能。
为实现上述目的，采用以下技术方案：
一种硅片扩散装置，包括进气管、炉管、炉门、支架、排气管、石英舟；所述进气管、炉门分别设置在炉管的两端；所述石英舟设置在支架上侧，且两者均设置在炉管内部；所述排气管一端设置在炉管的内部，另一端由炉管内向外延伸；所述石英舟包括若干垂直于支架设置的石英棒；所述每一石英棒均开设若干开口朝内的卡槽，且卡槽开口长度方向与支架所在水平面平行。较佳地，所述石英棒包括四个，且四石英棒上的卡槽数量、位置一一对应；所述四石英棒分别两两设置于与进气管相邻的两侧。
较佳地，所述卡槽沿垂直于支架所在水平面的宽度大于两硅片的厚度总和。
较佳地，所述每一石英棒中的两两卡槽形成间隙。
本发明还提供一种硅片插片方法，该方法是将背靠背水平叠放的两硅片沿上述硅片扩散装置的卡槽长度方向平行插入所述卡槽内。
较佳地，所述进气管的气流沿平行于硅片放置方向从卡槽间隙流过，且分别从石英棒相邻的硅片两侧流入和流出。
采用上述方案，本发明的有益效果是：
1)水平气流直接从卡槽间隙流过，硅片正面与气流平行，对气流阻扰小，气体流速更均匀，扩散后方阻均匀性良好，从而能获得更好的扩散效果；
2)硅片对气流影响小，可实现多个石英舟串联放置；水平放片的方式对气流影响小，单管内的有效长度、硅片数量都存在优势；
3)还可通过增加炉管直径来提高产能；
4)即使超薄硅片在高温下也不容易形变(形变易导致硅片背面被扩散)；在重力作用下，硅片贴合很好，气流条件下背靠背两片不容易分开，从而不会将不该扩散的硅片背面也进行了扩散；
5)将四石英棒分别两两设置于与进气管相邻的两侧，从而可以更有效地减少对气流流经硅片正面的阻碍。
附图说明
图1为本发明的硅片扩散装置结构示意图；
图2为本发明硅片水平叠放在石英舟上的立体图；
图3为本发明硅片水平插片式和竖直插片式结构示意图；
图4为本发明硅片水平插片式和竖直插片式扩散效果比对图；
图5为本发明在硅片取五个测量方块电阻值位置的结构示意图；
其中，附图标识说明：
1—进气管，2—炉管，
3—炉门，4—支架,
5—排气管，6—石英舟，
7—硅片，61—石英棒，
611—卡槽。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。
参照图1至5所示，本发明提供一种硅片扩散装置，包括进气管1、炉管2、炉门3、支架4、排气管5、石英舟6；所述进气管1、炉门3分别设置在炉管2的两端；所述石英舟6设置在支架4上侧，且两者均设置在炉管2内部；所述排气管5一端设置在炉管2的内部，另一端由炉管2内向外延伸；所述石英舟6包括若干垂直于支架4设置的石英棒61；所述每一石英棒61均开设若干开口朝内的卡槽611，且卡槽611开口长度方向与支架4所在水平面平行。
其中，所述石英棒61包括四个，且四石英棒61上的卡槽611数量、位置一一对应；所述四石英棒61分别两两设置于与进气管1相邻的两侧。所述卡槽611沿垂直于支架4所在水平面的宽度大于两硅片7的厚度总和。所述每一石英棒61中的两两卡槽611形成间隙。
本发明还提供一种硅片插片方法，该方法是将背靠背水平叠放的两硅片7沿上述硅片扩散装置的卡槽611开设方向平行插入所述卡槽611内。
其中，所述进气管1的气流沿平行于硅片7放置方向从卡槽611间隙流过，且分别从石英棒61相邻的硅片7两侧流入和流出。
对硅片7背靠背水平叠放的方式与硅片7背靠背竖直放置的方式同时进行实验：
其中，硅片7片源一致、实验条件相同、水平插片和竖直插片排列总长度一致。
1)采用n型硅片7，进行硼扩散，硼源采用bcl3气体；
2)硅片7取样方式如图3所示，图3上方8个石英舟6为水平插片式的扩散，下方为竖直插片式的扩散；
3)水平插片式从进气方向选取第一个石英舟(6a对应处)、第四个石英舟(6b对应处)、第八个石英舟(6c对应处)共三个石英舟6，每一石英舟6选取最上端一卡槽611、最下端一卡槽611、中间均分取的三个卡槽611内的硅片7，共10片(每一卡槽611内包含两背对背的硅片7)；
4)检测每一硅片7的两对角线上，每一对角线两端与硅片7边界距离2cm处和中心处的方块电阻值(共五处)；每一硅片的方块电阻值取这五处的平均值为该片的方块电阻值，再取同卡槽611内两硅片7的方块电阻平均值为该卡槽611硅片方块电阻平均值；
5)竖直插片式扩散的硅片7取样是与水平插片式对应位置，进行同样检测；
6)比较两种插片方式对应这些卡槽611处的方块电阻。
如图4所示为两种插片方式扩散结果对比，其中，图中圆点为水平插片方式的检测结果，三角形为竖直插片方式的检测结果。
1)横端的11～15为图3中6a对应处，水平插片式为自上而下和竖直插片式为自右而左的5处硅片7(取5个卡槽中共10片硅片)的方块电阻值；
2)横端的41～45图3中6b对应处，水平插片式为自上而下和竖直插片式为自右而左的5处硅片7的方块电阻值；
3)横端的81～85图3中6c对应处，水平插片式为自上而下和竖直插片式为自右而左的5处硅片7的方块电阻值。
从图4中可以看出硅片7背靠背水平叠放的方式比硅片7背靠背竖直放置的方式的方块电阻值均匀性更好，即扩散效果更好。
本发明水平插片方法适用于低压扩散炉和低压化学气相沉积炉，用于磷扩散、硼扩散以及硅氧化合物等薄膜的生长。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。