[实用新型]一种用于制作晶体硅太阳能电池PN结的石英炉管

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能电池扩散工艺用设备，尤其是涉及一种用于制作晶体硅太阳能电池PN结的石英炉管。

背景技术

太阳能电池作为新兴的清结可再生能源，因其具有直接将太阳能转换为电能，且寿命长、维护简单等优点而备受瞩目，其中晶体硅太阳能电池的应用最为广泛。

制作晶体硅太阳能电池的关键过程就是PN结的制备，在晶体硅的表面形成PN结的方法有气相扩散、涂敷扩散和离子移植等，目前工业化生产中大部分采用气相扩散法制备PN结。由于PN结性能的好坏直接影响晶体硅太阳能电池的质量，因此对于气相扩散法最大的问题就在于如何保障扩散的均匀性，如果在制备PN结时能够保证良好的扩散均匀性，则制备晶体硅太阳能电池的后续工艺中的工艺参数的可控性会较高，从而可以较好的保证晶体硅太阳能电池的电性能参数的稳定性。

目前，气相扩散工艺制备PN结的整个过程都是在硅片扩散炉膛内完成的，而石英管是硅片扩散炉膛中的重要部件，石英管满足气相扩散工艺1000℃左右的高温要求，使用时石英管平放于硅片扩散炉膛内，横向置放有硅电池片的石英舟位于石英管内，工艺气体的进入和废气的排放均在石英管的管尾完成，这种气相扩散设备由于各种工艺气体是通过石英管的管尾通入的，通入的各种工艺气体从石英管的管尾通向石英管的管口，这样在石英管的管尾的扩散气氛相对于石英管的管口处要重一些，存在气流的不稳定性和不可控性问题，因此在横向上扩散浓度存在不均匀性，导致硅片和整管晶硅电池扩散方阻存在不均匀性，这将直接影响气相扩散效果的均匀性，从而使得在生产高效的晶体硅太阳能电池的过程中存在很大的不稳定性。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于晶体硅太阳能电池的PN结制作过程中，能够实现对气流的控制并加以稳定，有效提高硅片的扩散方阻的均匀性的石英炉管。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种用于制作晶体硅太阳能电池PN结的石英炉管，其特征在于其为双层结构，包括同轴设置的外层石英管和内层气流均衡管，所述的外层石英管内径向设置有口部石英支撑圆盘和尾部石英支撑圆盘，所述的内层气流均衡管置放于所述的口部石英支撑圆盘和所述的尾部石英支撑圆盘上，所述的外层石英管和所述的内层气流均衡管之间的环形空隙中沿轴向均匀设置有多块用于隔断所述的环形空隙的石英隔流板，多块所述的石英隔流板分所述的环形空隙为多个气流腔，所述的内层气流均衡管上均匀分布有多个连通所述的气流腔和所述的内层气流均衡管的内腔的气流孔，所述的尾部石英支撑圆盘上轴向连接有与所述的内层气流均衡管的内腔连通的废气排放管及多个分别与所述的气流腔一一对应连通的工艺气体进气管。

所述的气流孔的直径大小为0.3～1.0cm。

所述的气流孔的直径大小为0.6cm。

所述的外层石英管和所述的内层气流均衡管之间的环形空隙中沿轴向均匀设置有四块用于隔断所述的环形空隙的石英隔流板，四块所述的石英隔流板分所述的环形空隙为四个气流腔。

所述的尾部石英支撑圆盘与所述的外层石英管、所述的内层气流均衡管、所述的工艺气体进气管和所述的废气排放管均密封连接。

所述的石英隔流板位于所述的口部石英支撑圆盘和所述的尾部石英支撑圆盘之间。

所述的口部石英支撑圆盘上开设有用于将石英舟推入到所述的内层气流均衡管内的通孔。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型的石英炉管为由外层石英管和内层气流均衡管构成的双层结构，且通过石英隔流板将外层石英管和内层气流均衡管之间的环形空隙隔成多个气流腔，同时在内层气流均衡管上均匀设置有很多气流孔，这样使用时工艺气体通过气流腔再经气流孔均匀沉积到硅片表面上，这种结构的石英炉管实现了对气流的控制并加以稳定，可提高硅片和整管晶硅电池扩散方阻的均匀性到±2%以内（目前国内外硅片和整管晶硅电池扩散方阻均匀性在±3%以上），从而改善了气流对晶体硅太阳能电池的电性能和整体的成品率、优品率所造成的影响。

附图说明

图1为本实用新型的石英炉管的轴向剖视示意图；

图2为本实用新型的石英炉管在图1中的A-A处的径向剖视示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。