一种扩散均匀的扩散烧结炉的制作方法

本实用新型属于太阳能电池生产设备技术领域，具体涉及一种扩散均匀的扩散烧结炉。

背景技术：

扩散工序是整个硅太阳能电池制备中的最关键的工序，扩散工序生成pn结，而pn结的均匀性、可控性一直是太阳能电池研究领域的重点。常规电池为p型基底，需要扩散n型层，通常使用三氯氧磷作为磷源进行气源携带扩散，将硅片竖直并排插入石英舟内，再将石英舟水平放置在扩散炉管内进行加热并通入磷源进行扩散。在这个过程中磷源中的磷元素会均匀的进入硅片表面，从而得到我们需要的n型层。

扩散烧结炉一般是一个密闭的加热腔室，内部为石英管(即扩散炉管)，炉口有堵头，硅片会由炉口送入，然后再关闭密封。石英管外侧为加热管，对腔室加热，加热管的外侧是保温隔热层，另有一个进气口和排气口。通常扩散加热温度可以达到800℃左右，而通入磷源虽然经过加热，但是只是加热到25℃，而通入的其他气体如氮气、氧气均未被预热过，所以相比扩散炉管内的高温，这些气体都是低温状态，密度较低，会先沉到炉管的下方，这是无法避免的，只能靠加热后混合成均匀的反应气体。

现有的扩散炉为横式扩散炉，常规横式扩散炉会有一个很难避免的几个缺陷，第一点：石英舟放置在下方，硅片距离下方的加热管比较近，而距离上方的加热管比较远，这样对于一个硅片来说，下面的扩散的量就会增加，而上面的扩散的量相比就会降低，所以容易造成扩散片上部和下部扩散方阻的差异偏大，进而影响扩散的均匀性。第二点：由于整体的扩散炉管是水平的，而扩散炉管内属于高温状态，当通入扩散气体的时候，相当于通入低温气体，在扩散炉管内部肯定是先下沉，而后被剧烈加热，之后容易形成紊乱的气流，如果气流紊乱，就会影响温度还有浓度的，所以就容易影响扩散的整体的均匀性，而且也容易产生各种扩散异常片，进而影响生产的合格率。第三点，由于常规扩散通常为炉尾进气，炉口排气，内部气源流动的动力是气体压力，但是从图3上就可以看出，气源进入扩散炉管之后并没有经过一个充分混合的过程，很难保证各个区域的气源浓度都一致，所以可能会影响整体的扩散的均匀性，进而影响成品电池的电性能。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：提供一种扩散均匀的扩散烧结炉，解决现有扩散烧结炉气源扩散不均匀的问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种扩散均匀的扩散烧结炉，包括垂直设置的扩散炉管，扩散炉管外侧设置有隔热层，扩散炉管周围位于扩散炉管与隔热层之间设置有若干加热管，扩散炉管上端安装有扩散炉门，扩散炉管下端中部开设有排气口，扩散炉管下端位于排气口旁还设置有进气口，扩散炉管内位于扩散炉管中部设置有石英舟，石英舟上设置有若干硅片。

进一步地，所述进气口的输出端位于扩散炉管上部。

进一步地，所述扩散炉管的材料为石英管。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型中，扩散炉的设计结构与普通扩散炉有明显差别，扩散炉管为垂直结构，利用热对流循环，将扩散炉管内的不同气体充分混合，另外由于有热对流循环，所以整个扩散炉管内的温度更加均匀，对扩散的均匀性有明显改善，相比常规横式扩散炉管有明显优势。

2、本实用新型中，本扩散炉内的石英舟可以放置在扩散炉管中部，从而可以保证石英舟上的硅片在四个方向得到充分而均匀的加热。

3、本实用新型中，本扩散炉的进气口的输出端设计在扩散炉管口，即炉管的上部，目的是通入气体前可以在扩散炉管内有一个预热，减少通入气体与扩散炉管内气体的密度和温度差异，减少通入气体出现的下沉，促进温度和气流的稳定。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的俯视图；

图3为现有技术横式扩散炉管的结构示意图；

图中标记：1-扩散炉门、2-隔热层、3-加热管、4-硅片、5-石英舟、6-排气口、7-进气口、8-扩散炉管。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

一种扩散均匀的扩散烧结炉，包括垂直设置的扩散炉管，扩散炉管外侧设置有隔热层，扩散炉管周围位于扩散炉管与隔热层之间设置有若干加热管，扩散炉管上端安装有扩散炉门，扩散炉管下端中部开设有排气口，扩散炉管下端位于排气口旁还设置有进气口，扩散炉管内位于扩散炉管中部设置有石英舟，石英舟上设置有若干硅片。

进一步地，所述进气口的输出端位于扩散炉管上部。

进一步地，所述扩散炉管的材料为石英管。

本实用新型在实施过程中，将扩散炉管设计为垂直状态，利用扩散炉管内部四周和中间的温度梯度，上下的密度梯度，在扩散炉管内形成对流，相当于对内部的气体进行搅拌混合，从而达到不同的气体的充分搅拌，使得扩散炉管内各个位置的气体成分达到统一，另外也可以保证炉管内部各个位置的温度的差异最小，进而提高扩散的均匀性，方阻的均匀性。

实施例1

一种扩散均匀的扩散烧结炉，包括垂直设置的扩散炉管，扩散炉管外侧设置有隔热层，扩散炉管周围位于扩散炉管与隔热层之间设置有若干加热管，扩散炉管上端安装有扩散炉门，扩散炉管下端中部开设有排气口，扩散炉管下端位于排气口旁还设置有进气口，扩散炉管内位于扩散炉管中部设置有石英舟，石英舟上设置有若干硅片。通过该设置，扩散炉管为垂直结构，利用热对流循环，将扩散炉管内的不同气体充分混合，另外由于有热对流循环，所以整个扩散炉管内的温度更加均匀，对扩散的均匀性有明显改善，相比常规横式扩散炉管有明显优势。同时本扩散炉内的石英舟可以放置在扩散炉管中部，从而可以保证石英舟上的硅片在四个方向得到充分而均匀的加热。

实施例2

在实施例1的基础上，所述进气口的输出端位于扩散炉管上部。通过该设置，通入气体前可以在扩散炉管内有一个预热，减少通入气体与扩散炉管内气体的密度和温度差异，减少通入气体出现的下沉，促进温度和气流的稳定。

实施例3

在上述实施例的基础上，所述扩散炉管的材料为石英管。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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的保护范围之内。