一種擴散爐的制作方法

本實用新型涉及太陽能電池片的技術領域，尤其涉及一種擴散爐。

背景技術：

太陽能電池是一種有效地吸收太陽輻射能，利用光生伏打效應把光能轉換成電能的器件，當太陽光照在半導體P‐N結上，形成新的空穴一電子對，在P‐N結電場的作用下，空穴由N區流向P區，電子由P區流向N區，接通電路后就形成電流。由于是利用各種勢壘的光生伏特效應將太陽光能轉換成電能的固體半導體器件，故又稱太陽能電池或光伏電池，是太陽能電池陣電源系統的重要組件。太陽能電池主要有晶硅電池、三五族半導體電池、無機電池和有機電池等，其中晶硅太陽能電池居市場主流主導地位。

太陽能電池的制造過程中，硅片的表面需要在擴散爐中進行擴散工藝處理，其主要其利用雜質原子向半導體芯片內部擴散的方法，改變半導體芯片表面層的導電類型，從而形成P‐N結，是形成P‐N結的主要工藝。現有擴散爐管如圖1所示和圖2所示，其包括爐體1′，爐體1′內設置有用于轉載硅片21′的石英舟22′，在石英舟22′的上方設置噴淋管3′，噴淋管3′的底部設置有噴淋孔31′，如圖2所示(圖2為噴淋管3′的仰視方向的局部結構示意圖)，噴淋孔31′一般分兩排均布在噴淋管3′的底部，石英舟22′的下方設置有排氣管4′，排氣管4′的末端為排氣口，噴淋孔31′噴淋的POCl₃經過硅片21′時，部分位于硅片21′表面完成擴散，其余的POCl₃通過排氣管4′排出。現有的擴散爐進行噴淋擴散時，噴淋管3′的噴淋孔31′距離硅片21′距離偏大，排氣管4′的排氣口在爐口端或在爐底，由于硅片21′的阻擋作用，硅片21′的中部位置的氣流阻力比邊緣氣流阻力大，使得硅片21′中心位置附近的POCl₃濃度低于硅片21′的邊緣附近的POCl₃的濃度，導致擴散后的硅片21′的表面的方塊電阻產生差異，硅片21′的中心區域的方塊電阻大，邊緣區域的方塊電阻小，影響硅片21′的表面的方塊電阻的均勻性，降低了硅片21′的性能。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提出一種擴散爐，降低了硅片表面的POCl₃的濃度差，提高硅片的表面的方塊電阻的均勻性和性能。

為達此目的，本實用新型采用以下技術方案：

一種擴散爐，包括爐體，所述爐體內設置有用于裝載硅片的石英舟，所述石英舟的下方設置有末端封閉的排氣管，所述排氣管包括設置于所述排氣管的頂部且沿軸向排布的多個排氣孔和設置于所述排氣孔上方且與所述排氣孔連通的排氣旁管，所述爐體上還設置有供所述石英舟進出所述爐體的進出口，所述進出口上設置有爐門。

其中，所述相鄰的兩個排氣孔之間的間距相同。

其中，每個所述排氣孔對應連通一個所述排氣旁管，所述排氣孔均為圓孔形，所述排氣旁管均為中空的圓柱形，所述排氣孔的孔徑小于所述排氣旁管的內徑。

其中，所述排氣孔和所述排氣旁管同心。

其中，所述排氣孔的直徑為0.15mm-0.2mm，所述排氣旁管的內徑為4.2mm-4.6mm。

其中，相鄰的兩個排氣旁管之間的間距為0.1mm～0.15mm。

其中，位于外端的兩個所述排氣旁管位于所述硅片的放置區域的外部。

其中，所述排氣旁管的長度為5cm-8cm。

其中，所述排氣管的前端連通有吸氣裝置。

其中，所述排氣管可繞其軸線轉動，所述排氣管的前端設置有把手，以便于轉動所述排氣管。

有益效果：本實用新型提供了一種擴散爐，包括爐體，所述爐體內設置有用于裝載硅片的石英舟，所述石英舟的下方設置有末端封閉的排氣管，所述排氣管包括設置于所述排氣管的頂部且沿軸向排布的多個排氣孔和設置于所述排氣孔上方的排氣旁管，每個所述排氣孔均對應連通一個所述排氣旁管，所述爐體上還設置有供所述石英舟進出所述爐體的進出口，所述進出口上設置有爐門。排氣管的末端封閉，避免POCl₃集聚從排氣管的末端排出，影響POCl₃的濃度均勻分布。排氣旁管可以比較貼近硅片的底部，從硅片的底邊緣附近收集氣體，降低了硅片的底邊緣的氣體壓力，增加硅片之間的氣體向下流動的動力，增加硅片之間氣體流動性，降低硅片表面POCl₃濃度差，降低硅片的方塊電阻差異，提高方塊電阻均勻性。

附圖說明

圖1是現有技術的擴散爐的結構示意圖。

圖2是現有技術的噴淋管的仰視方向的局部結構示意圖。

圖3是本實用新型的實施例1的擴散爐的結構示意圖。

圖4是本實用新型的實施例1的排氣管的俯視方向的局部結構示意圖。

圖5是本實用新型的實施例1的噴淋管的仰視方向的局部結構示意圖。

圖6是本實用新型的實施例1的POCl₃在擴散爐中的擴散示意圖。

其中：

1-爐體，21-硅片，22-石英舟，3-噴淋管，31-噴淋孔，311-第一噴淋孔，312-第二噴淋孔，4-排氣管，41-排氣孔，42-排氣旁管，5-吸氣裝置，6-把手，1′-爐體，21′-硅片，22′-石英舟，3′-噴淋管，31′-噴淋孔，4′-排氣管。

具體實施方式

為使本實用新型解決的技術問題、采用的技術方案和達到的技術效果更加清楚，下面結合附圖并通過具體實施方式來進一步說明本實用新型的技術方案。

實施例1

請參考圖3-圖6，本實施例提供了一種擴散爐，包括爐體1，爐體1內設置有用于裝載硅片21的石英舟22，石英舟22的下方設置有末端封閉的排氣管4，排氣管4包括設置于排氣管4的頂部且沿軸向排布的多個排氣孔41和設置于排氣孔41上方的排氣旁管42，每個排氣孔41均對應連通一個排氣旁管42，爐體1上還設置有供石英舟22進出爐體1的進出口，進出口上設置有爐門。排氣管4的末端封閉，避免排氣旁管42在尾部收集氣體，影響硅片周圍的氣體流向，影響POCl₃的濃度均勻分布。排氣旁管42可以比較貼近硅片21的底部，從硅片21的底邊緣附近收集氣體，降低了硅片21的底邊緣的氣體壓力，增加硅片21之間的氣體向下流動的動力，增加硅片21之間氣體流動性，降低硅片21表面POCl₃濃度差，降低硅片21的方塊電阻差異，提高方塊電阻均勻性。排氣旁管42需要耐高溫和耐腐蝕，可以選用石英等材料制作。爐門用于關閉和打開進出口，一般而言設置在爐體1的前端或側壁，且密封關閉進出口，避免在擴散過程中爐體1的內部環境與外部環境連通。

本實施例中，相鄰的兩個排氣孔41之間的間距相同，即排氣孔41均勻布置在排氣管4的頂部，便于加工。排氣旁管42和排氣孔41一一對應，排氣旁管42也均勻設置，相鄰的兩個排氣旁管42之間的間距可以為0.1mm-0.15mm，密集排布的排氣旁管42可以進一步提高硅片21的底部的氣壓的均勻性，使得POCl₃在排出時的濃度比較均勻。排氣孔41可以均設置為圓孔形，排氣旁管42均設置為中空的圓柱形，周圍的氣體壓力的均勻性更好，且排氣孔41和排氣旁管42同心，可以進一步提高氣壓的均勻性，排氣孔41的孔徑小于排氣旁管42的內徑，本實施例的排氣孔41的直徑為0.15mm-0.2mm，排氣旁管42的內徑為4.2mm-4.6mm。較小的排氣孔41的排氣壓力基本一致，沿排氣管4軸向布置的各個排氣孔41之間的排氣壓力差別不大，可以提高排氣壓力的均勻性，排氣盤管42及其周圍均形成一個排氣壓力比較均勻的區域，內徑較大的排氣旁管42可以擴大氣壓均勻的區域，使得石英舟22的底部均勻排氣。

如圖3所示，位于外端的兩個排氣旁管42位于硅片21的放置區域的外部，即沿排氣管4排布的排氣旁管42的兩端均超出了硅片21的放置區域，以保證排氣旁管42形成的均勻排氣區域可以覆蓋到石英舟22上的所有硅片21，保證同一石英舟22里的硅片21的性能均保持一致。排氣旁管42的長度可以為5cm-8cm，可以根據實際情況調整，使得排氣旁管42的端面比較靠近硅片21的底部。

本實施例的排氣管4的前端還連通有吸氣裝置5，吸氣裝置5可以是抽氣風機等，通過吸氣裝置5可以調節爐體1內的氣體的流動速度，調整擴散過程的速度。由于石英舟22需要通過其他的輔助裝置進出爐體1，一般是在石英舟22的底部將石英舟22送入爐體1，因此，排氣管4本身不能離石英舟22的底面太近，以留有一定的空間供輔助裝置活動，而為了獲得更好的排氣氣壓的均勻性，排氣旁管42可以離硅片21的底面比較近，從而比較靠近石英舟22的底面，因此，排氣管4可以通過軸承等部件支撐于支架或連接于爐體1，使得排氣管4可以繞其軸線轉動，在排氣管4的前端設置有把手6，便于轉動排氣管4。在石英舟22的進出過程中，通過轉動把手，使得排氣管4上的排氣旁管42向下轉動一定的角度，如轉動45-90°，留出空間供輔助裝置操作，在石英舟22進入爐體1，完成進爐的操作，輔助裝置退出爐體1后，再轉動把手6，使得排氣旁管42向上豎立。在把手6的位置還設置有鎖定裝置，在排氣旁管42轉動到合適的角度時，通過鎖定裝置鎖緊排氣管4，保持排氣旁管42的位置。鎖定裝置可以是鎖緊圈等通過摩擦力鎖緊的機構。

本實施例的擴散爐內，石英舟22的正上方還設置有噴淋管3，噴淋管3的底部設置有相互平行的至少三組并排設置的噴淋孔31，同一組的噴淋孔31的形狀和大小相同，噴淋孔31包括位于外側的兩組第一噴淋孔311和位于內側的至少一組第二噴淋孔312，第二噴淋孔312的面積小于第一噴淋孔311的面積，第二噴淋孔312的位置與石英舟22的中部相對應。第二噴淋孔312設置在噴淋管3的內側的區域，與石英舟22的中部區域很接近，可以有效地提高位于硅片21中部位置的POCl₃的濃度，且第二噴淋孔312的面積小于第一噴淋孔311的面積，可以避免硅片21中部位置的POCl₃的濃度過高，利于保持與硅片21邊緣的POCl₃的濃度一致，提高硅片21的表面的方塊電阻的均勻性和性能。

本實施例中，第二噴淋孔312的位置可以與第一噴淋孔311的位置相互錯位設置，使得第二噴淋孔312噴淋的POCl₃可以更好的與第一噴淋孔311噴淋的POCl₃相互作用，進一步補充在第一噴淋孔311的空隙處的POCl₃的濃度。每組噴淋孔31可以都為均勻布置，更好地保持硅片21表面的POCl₃的濃度的均勻性。每組噴淋孔31可以都設置為圓孔，便于制造，且噴出的POCl₃更均勻。一組第一噴淋孔311的數量多于一組第二噴淋孔312的數量，一般而言，第一噴淋孔311會超出第二噴淋孔312的兩端，第二噴淋孔312主要位于中部區域，以增強中部區域的POCl₃的濃度。

噴淋管3可以為圓柱形，每組噴淋孔31均沿噴淋管3的軸向設置，第二噴淋孔312位于噴淋管3的最低處，兩組第一噴淋孔311對稱設置于第二噴淋孔312的兩側。此時，第二噴淋孔312垂直向下噴射POCl₃，第一噴淋孔311則斜向下向外噴射，可以擴大POCl₃的噴射范圍，以直徑比較小的噴淋管3即可滿足比較寬區域的石英舟22的噴射需求。石英舟22的相對的兩個側邊相對于最低處的一組第二噴淋孔312對稱設置，此時第二噴淋孔312位于石英舟22的中部的正上方，直接影響硅片21的中部的POCl₃的濃度，且硅片21的本身也關于第二噴淋孔312對稱，即硅片21的兩側邊相對于最低處的一組第二噴淋孔312對稱設置，硅片21的表面的性能更一致。由于采用了圓柱形的噴淋管，可以擴大POCl₃的噴射范圍，兩組第一噴淋孔311之間的距離可以小于石英舟22的寬度，只需要較小直徑的噴淋管3即可。

以上內容僅為本實用新型的較佳實施例，對于本領域的普通技術人員，依據本實用新型的思想，在具體實施方式及應用范圍上均會有改變之處，本說明書內容不應理解為對本實用新型的限制。