一种用于低温硼扩工艺的硼源材料的制备设备和工艺的制作方法

1.本发明属于硼源材料制备技术领域，具体涉及一种用于低温硼扩工艺的硼源材料的制备设备和工艺。


背景技术：

2.topcon硅电池制备的关键工艺之一就是在硅片表面通过高温掺入硼元素，形成稳定的pn区。硼扩散的温度将超过1100度，在此高温条件下，会造成硅片表面刚形成的金字塔绒面产生坍塌，影响硅片表面的反射率，造成电池效率下降。同时高温条件下，对炉体、硅片承载器具提出了更高要求，也会造成炉体本身材料的杂质渗入硅片，这都会造成电池效率的下降，进而为了解决上述问题，引入变频隔膜真空泵，在新的工艺过程中，随着工艺气量的变化，腔室始终稳定在一定的低压条件，在石英管内形成了稳定的气流方向；b元素进入反应腔室后，在700-800℃条件下，与氧气反应生产的液态b2o3在n2的稀释及气流的作用下均匀的分布到硅片表面作为掺杂源，与常压硼扩散工艺相比，在沉积和推进过程之前增加抽真空及检漏步骤，开炉门前需要增加充气步骤，而这些都是在进舟关炉门升温过程及出舟前的降温过程同步进行，这样可达到设备成本，工艺成本的大幅下降，并对提高电池效率起到优化作用，但是现有设备在使用时需要频繁的进行清理，清理过程中，需要将进料管与设备分离，进而拆装式的进料管容易在连接处产生间隙，影响抽真空的效果。


技术实现要素：

3.本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种结构简单，设计合理的用于低温硼扩工艺的硼源材料的制备设备和工艺。
4.本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
5.一种用于低温硼扩工艺的硼源材料的制备设备，包括架体，架体的表面从左到右依次设有投料组件、连接器与反应箱，反应箱的表面开设有进料管，连接器将投料组件与反应箱相连通，投料组件通过连接器往反应箱内部投放物料，反应箱的表面还安装有真空泵，真空泵与反应箱相连通，连接器包括连接外壳与中至管，中至管的两端分别与投料组件和进料管相连通，连接外壳与进料管凹凸配合，进料管插入至连接外壳内部，中至管的外部还设有第一包裹件，第一包裹件包裹着中至管与进料管的连接处。
6.作为本发明的进一步优化方案，反应箱内通过隔板隔断出多个反应腔，进料管设置有多个，多个进料管与反应腔一一对应。
7.作为本发明的进一步优化方案，第一包裹件的为弹性囊件，第一包裹件与中至管接触的表面开设有多个开口，多个开口沿中至管的轴向间隔布置。
8.作为本发明的进一步优化方案，开口的表面还设有磁性块体，磁性块体共同吸附在中至管与进料管的表面。
9.作为本发明的进一步优化方案，磁性块体的中部开设有与开口相互适配的内置口，磁性块体的表面开设有导气沉槽，导气沉槽从磁性块体的中心向外部扩散。
10.作为本发明的进一步优化方案，连接外壳包括第一连接部、中至连接部与第二连接部，中至连接部的表面开设有引导滑槽，中至连接部的内部设置有气流传感器，连接外壳的表面设有驱动组件，驱动组件带动气流传感器绕中至管的外部进行周向转动。
11.作为本发明的进一步优化方案，第一包裹件的表面还设有第二包裹件，第二包裹件与第一包裹件之间通过伸缩件相连。
12.作为本发明的进一步优化方案，第二包裹件包括外壳体与滑动块，滑动块沿着中至管的表面滑动，外壳体靠近中至管的表面均匀开设有让位槽，所述让位槽的内部设有膨胀囊件。
13.作为本发明的进一步优化方案，一种用于低温硼扩工艺的硼源材料的制备工艺，包括如下步骤：
14.s1:人工将硅片放置于反应箱内部，之后将投料组件与反应箱相连接，完成设备安装；
15.s2:真空泵对反应箱的内部进行抽真空处理，使得反应箱的内部变为真空状态，随后投料组件将b元素投入反应腔室后，在700-800℃条件下，与氧气反应生产的液态b2o3在n2的稀释及气流的作用下均匀的分布到硅片表面作为掺杂源；
16.s3：开炉门前向反应箱内部充气，降低反应箱内部温度，随后将硅片取出。
17.本发明的有益效果在于：本发明通过设置第一包裹件，当进料管与中至管的连接处出现漏气情况时，在真空泵的强吸作用下，第一包裹件内部的气体通过开口被吸出，第一包裹件内部气体丢失收缩，第一包裹件包裹着进料管与中至管的连接处，将漏气区域堵住，实现进料管与中至管连接处的防漏气的目的，磁性块体在开口处，当磁性块体吸附在进料管与中至管的连接处时，开口正好对着进料管与中至管的连接处，并且在真空泵进行吸气时，因磁性块体的作用，开口的位置也不会发生偏移，可以保证第一包裹件的重复使用。
附图说明
18.图1是本发明的整体结构示意图；
19.图2是本发明的投料组件、连接器与反应箱的连接示意图；
20.图3是本发明存放箱的连接器与反应箱的连接示意图；
21.图4是本发明的第一包裹件的结构示意图；
22.图5是本发明的图4中a处放大图；
23.图6是本发明的第二包裹件在连接外壳内的分布示意图；
24.图7是本发明的二包裹件的状态变化示意图；
25.图8是本发明的第二包裹件结构示意图；
26.图9是本发明的磁性块体的结构示意图。
27.图中：1、架体；2、投料组件；3、连接器；31、连接外壳；311、第一连接部；312、中至连接部；313、第二连接部；32、中至管；33、第一包裹件；331、开口；332、磁性块体；3321、内置口；3322、导气沉槽；34、驱动组件；35、气流传感器；36、引导滑槽；37、第二包裹件；371、外壳体；372、膨胀囊件；373、滑动块；38、伸缩件；4、反应箱；41、进料管；5、真空泵。
具体实施方式
28.下面结合附图对本技术作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本技术进行进一步的说明，不能理解为对本技术保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本技术作出一些非本质的改进和调整。
29.实施例1
30.如图1至图9所示，一种用于低温硼扩工艺的硼源材料的制备设备，包括架体1，所述架体1的表面从左到右依次设有投料组件2、连接器3与反应箱4，所述反应箱4的表面开设有进料管41，所述连接器3将投料组件2与反应箱4相连通，所述投料组件2通过连接器3往反应箱4内部投放物料，所述反应箱4的表面还安装有真空泵5，所述真空泵5与反应箱4相连通，所述连接器3包括连接外壳31与中至管32，所述中至管32的两端分别与投料组件2和进料管41相连通，所述连接外壳31与进料管41凹凸配合，所述进料管41插入至连接外壳31内部，所述中至管32的外部还设有第一包裹件33，所述第一包裹件33包裹着中至管32与进料管41的连接处。
31.需要说明的是，在本实施例中，所述进料管41与真空泵5的抽吸口同轴设置，当物料从进料管41处向反应箱4内喷洒，容易出现物料留存在进料管41或者中至管32内部，随后真空泵5在进行抽真空处理时，真空泵5所提供的吸力能够将存在与进料管41或者中至管32内部的物料吸出，避免物料在进料管41与中至管32中留存的情况发生。
32.所述反应箱4内通过隔板隔断出多个反应腔，所述进料管41设置有多个，多个所述进料管41与反应腔一一对应。
33.通过设置多个反应腔，多个反应腔内进行不同配比料的混合，能够提高该设备的实验性，生产出不同配比的物料进行对比，但是，在设置多个反应腔时，需要将连接器3与进料管41进行反复拔插，反复拔插的连接器3与进料管41之间，容易产生缝隙，影响后续抽真空的效果，进而影响物料的生成。
34.其中，所述连接外壳31与进料管41凹凸配合，所述进料管41插入至连接外壳31的内部，使得进料管41与中至管32的连接处位于连接外壳31内部，进而连接外壳31套设在外部，其中所述第一包裹件33对进料管41与中至管32的连接处形成第一道保护，连接外壳31对进料管41与中至管32的连接处形成第二道保护，通过多层保护设置，进一步避免了连接处漏气的情况发生。
35.所述第一包裹件33的为弹性囊件，所述第一包裹件33与中至管32接触的表面开设有多个开口331，多个所述开口331沿中至管32的轴向间隔布置。
36.所述开口331的表面还设有磁性块体332，所述磁性块体332共同吸附在中至管32与进料管41的表面。
37.所述磁性块体332的中部开设有与开口331相互适配的内置口3321，所述磁性块体332的表面开设有导气沉槽3322，所述导气沉槽3322从磁性块体332的中心向外部扩散。
38.需要说明的是，当进料管41与中至管32之间不存在漏气情况时，第一包裹件33包裹在进料管41与中至管32的外部，当进料管41与中至管32的连接处出现漏气情况时，在真空泵5的强吸作用下，第一包裹件33内部的气体通过开口331被吸出，第一包裹件33内部气体丢失收缩，第一包裹件33包裹着进料管41与中至管32的连接处，将漏气区域堵住，实现进料管41与中至管32连接处的防漏气的目的。
39.其中，磁性块体332在开口331处，当磁性块体332吸附在进料管41与中至管32的连接处时，开口331正好对着进料管41与中至管32的连接处，并且在真空泵5进行吸气时，因磁性块体332的作用，开口331的位置也不会发生偏移，可以保证第一包裹件33的重复使用。
40.所述连接外壳31包括第一连接部311、中至连接部312与第二连接部313，所述中至连接部312的表面开设有引导滑槽36，所述中至连接部312的内部设置有气流传感器35，所述连接外壳31的表面设有驱动组件34，所述驱动组件34带动气流传感器35绕中至管32的外部进行周向转动，检查中至管32的表面的漏气情况。
41.需要说明的是，在本实施例中，所述连接外壳31内部的气流传感器35设置有两组，两组所述气流传感器35对称设置，所述驱动组件34带动气流传感器35转动半圈时，两个气流传感器35分别绕中至管32的外部运动半圈，实现对中至管32表面整周的检测。
42.其中，在本实施例中，所述驱动组件34包括驱动电机、驱动齿轮与传动齿套，所述传动齿套套设在中至连接部312的外部，所述传动齿套的内圆面设有穿过引导滑槽36的连接块，所述连接块将两个气流传感器35连接住，之后在驱动电机的作用下，驱动齿轮与传动齿套相互啮合，带动气流传感器35对中至管32表面的漏气情况进行检测。
43.进一步，所述第一包裹件33的表面还设有第二包裹件37，所述第二包裹件37与第一包裹件33之间通过伸缩件38相连。
44.需要说明的是，在本实施例中，所述伸缩件38为电动伸缩杆，且与气流传感器35电联，当气流传感器35感应到中至管32表面某处漏气时，控制电动伸缩杆移动至漏气位置，使得第二包裹件37将漏气区域包裹起来，完成漏气处的密封目的。
45.所述第二包裹件37包括外壳体371与滑动块373，所述滑动块373沿着中至管32的表面滑动，所述外壳体371靠近中至管32的表面均匀开设有让位槽，所述让位槽的内部设有膨胀囊件372。
46.其中，所述滑动块373靠近中至管32的表面设置滚珠，方便滑动块373沿着中至管32表面移动，并且为了方便移动，膨胀囊件372与中止管32表面必定存在间隙，为了保证包裹时的气密性，所述膨胀囊件372可以单独连接注气泵，通过注气泵往膨胀囊件372内部注入气体，使得膨胀囊件372膨胀，紧密的包裹中至管的漏气区域。
47.还需要说明的是，所述第二包裹件37可以设置有多组，多数所述第二包裹件37均通过柔性管道与注气泵相连，其中在各个管道内增加控制通气的阀件，来使得多个第二包裹件37依次动作，当中至管32的表面出现多个漏气情况时，通过多个第二包裹件37，来将中至管32的漏气区域覆盖，保证工作的正常进行。
48.一种用于低温硼扩工艺的硼源材料的制备工艺，具体包括以下步骤：
49.s1:人工将硅片放置于反应箱4内部，之后将投料组件2与反应箱4相连接，完成设备安装；
50.s2:真空泵5对反应箱4的内部进行抽真空处理，使得反应箱4的内部变为真空状态，随后投料组件2将b元素投入反应腔室后，在700-800℃条件下，与氧气反应生产的液态b2o3在n2的稀释及气流的作用下均匀的分布到硅片表面作为掺杂源；
51.s3：开炉门前向反应箱4内部充气，降低反应箱4内部温度，随后将硅片取出。
52.需要说明的是，该用于低温硼扩工艺的硼源材料的制备设备，在使用时，人工将硅片放置于反应箱4内部，之后将投料组件2与反应箱4相连接，真空泵5对反应箱4的内部进行
抽真空处理，当进料管41与中至管32之间不存在漏气情况时，第一包裹件33包裹在进料管41与中至管32的外部，当进料管41与中至管32的连接处出现漏气情况时，在真空泵5的强吸作用下，第一包裹件33内部的气体通过开口331被吸出，第一包裹件33内部气体丢失收缩，第一包裹件33包裹着进料管41与中至管32的连接处，将漏气区域堵住，实现进料管41与中至管32连接处的防漏气的目的，随后驱动组件34带动气流传感器35绕中至管32的外部进行周向转动，检查中至管32的表面的漏气情况，当气流传感器35感应到中至管32表面某处漏气时，控制电动伸缩杆移动至漏气位置，注气泵往膨胀囊件372内部注入气体，使得膨胀囊件372膨胀，紧密的包裹中至管的漏气区域，完成连接处的密封目的。
53.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。