[实用新型]一种硼扩散炉均匀扩散反应气的挡板结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及晶硅电池的扩散工艺，具体是一种硼扩散炉均匀扩散反应气的挡板结构。

背景技术

目前主流的晶硅电池都是采用P型硅片作为基底，通过磷扩散制备PN结，背面印刷铝浆烧结形成铝背场。但是，由于P型晶硅衬底中的硼与氧的结合导致光致衰减，所以会导致P型硅电池在长时间使用后电池效率有15～25％的衰减。随后就改用N型晶硅代替P型晶硅作为基底以解决上述问题，并且由于N型硅有较长的少子寿命，在诸如全背接触电池等高效电池结构上有很大的发展潜力，利用N型硅衬底制备电池需要硼扩散来制备PN结。为了降低成本，未来制备电池的硅片厚度将越来越薄，当前主流电池结构中铝背场由于在热处理中铝与硅的热膨胀系数相差较大，所以制备铝背场后电池会出现翘曲的情况，在硅衬底很薄的情况下制备铝背场将会导致硅片开裂，合格率降低，而利用硼扩散形成背场的方法不会造成硅片的弯曲，同时由于硼在硅中的固溶度远大于铝在硅中的固溶度，因而硼背场比铝背场更加有效，更加有利于电池效率的提升。因而用硼扩散作为P型电池背场提升效率以及利用N型电池来进一步提高光电转换效率将是未来一个重要的发展趋势，上述两种电池技术都不可避免地要使用硼扩散技术。

太阳能电池工业化生产中硼扩散常采用三溴化硼液态源管式扩散工艺，通常扩散温度在900℃到1100℃之间，在这个温度范围内扩散反应产物B₂O₃是液态，因而硼扩散的均匀性远不如磷扩散的均匀性，同时此过程会产生副产物BSG（硼硅玻璃），BSG 会附着在石英炉管、石英炉门和石英舟表面，影响扩散效果，从而影响晶硅电池的制作工艺。因而，经济合理地解决硼扩散均匀性问题对于高效、低成本太阳能电池的制备有重要意义。

实用新型内容

本实用新型的目的是要提供一种硼扩散炉均匀扩散反应气的挡板结构，该结构通过添加挡板，引导硼扩散炉内反应气均匀通过每片硅片，在硅片表面发生反应，扩散出均匀性良好的片子，为高效电池奠定基础。

本实用新型的技术方案如下：

一种硼扩散炉均匀扩散反应气的挡板结构，其特征在于：包括进气管、出气管、进气挡板和出气挡板，所述进气挡板固定于石英管内壁的下端，进气挡板位于石英舟和进气口之间，进气管位于进气挡板和石英管内壁的上端之间，所述出气挡板固定于石英舟靠近炉门端的末端，出气管位于出气挡板和石英管内壁的下端之间。

所述进气管穿过硼扩散炉延伸至进气挡板和石英管内壁的上端之间。因为进气侧挡板布置在石英舟与进气口中间，并挡住了石英舟的左、右、下侧，因此反应气通过进气管进入到硼扩散炉上侧的空间。

所述出气管进气的一端位于炉门和出气挡板之间，出气管沿石英舟底部延伸穿过进气挡板连接在硼扩散炉的主抽排上。因为出气挡板布置在石英舟与出气口中间，挡住石英舟的左、右、上侧，反应气只能从硼扩散炉下侧的出气管排出。

本实用新型的工作原理如下：

本实用新型经过进气侧挡板及出气侧挡板，引导反应气通过预定的路径进入反应炉中；每片硅片中间流道的流动阻力相等，反应气会均匀扩散到所有硅片中间的流道；每片硅片都会均匀地和反应气发生反应，获得合格的产品。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型可有效解决了反应炉中反应气扩散不均匀导致大量废品的问题，通过在硼扩散炉中添加进气侧挡板和出气侧挡板，引导反应气均匀扩散到每一片硅片表面发生反应，提高扩散均匀性；这种方法大大增加了产品合格率，对高效、低成本太阳能电池的制备有重要意义。

附图说明

图1为传统扩散炉的石英炉管、石英炉门和石英舟的结构示意图；

图2为本实用新型的结构示意图；

图3为本实用新型的进气侧挡板的结构示意图；

图4为本实用新型的出气侧挡板的结构示意图；

其中，附图标记为：1. 石英管；2. 石英舟；3. 硅片；4. 出气管；5. 进气管；6. 石英炉门；7. 进气挡板；8. 出气挡板。

具体实施方式

如图2-4所示，一种硼扩散炉均匀扩散反应气的挡板结构，设置于石英管1内，包括进气管5、出气管4、进气挡板7和出气挡板8，所述进气挡板7固定于石英管1内壁的下端，进气挡板7位于石英舟2和进气口之间，进气管5位于进气挡板7和石英管1内壁的上端之间，所述出气挡板8固定于石英舟2靠近炉门端的末端，出气管4位于出气挡板8和石英管1内壁的下端之间。