[发明专利]一种用于气体扩散的管式炉结构

说明书

本发明提供一种用于气体扩散的管式炉结构，包括炉体，炉体的炉口和炉尾处分别设置进气结构和抽气结构，所述进气结构和所述抽气结构使得整个炉体形成气体由炉口进从炉尾出的单向通道，避免了同方向进出气的气体流量不均匀导致的问题。本发明能够通过改变进气方式解决了传统进气管炉口方阻均匀性差的问题。

技术领域

本发明涉及太阳能电池制造领域，尤其涉及在太阳能电池制造领域，用于进行扩散的炉体设计技术。

背景技术

在所有的太阳能电池中，硅太阳能电池是商业推广范围最大的太阳能电池。光电转换的太阳能电池可以将太阳能直接转换成电能，其发电原理是基于半导体PN结的光生伏特效应。P型硅片需要扩散磷元素获得PN结，N型硅片需要扩散硼元素获得PN结。电池片的生产过程中，部分工艺需要在硅片上扩散或者沉积一些元素，形成某种薄层结构。如硼扩散工艺、磷扩散工艺、低压硼扩散工艺、低压磷扩散工艺等。扩散工艺是制备太阳电池最关键的工序之一。扩散结果的均匀性会直接影响电池片电性能参数的正态分布。影响扩散方阻均匀性的方面有，炉管压力，温度，管内气体氛围等，而管内的气体氛围在其中最难控制，所以要维持炉管内气流的稳定及均匀性至关重要。

目前市面上的扩散设备采用炉尾进出气，进出气的结构且都是一路进气和一路抽气，如图1所示(箭头为气流方向)，而且出气需要经过长度和炉体不相上下的抽气管路，这样由于进气和出气位置的单一局限性，会导致炉管中气体流动的不均匀性，进气的地方掺杂浓度气体量较大，越往抽气的地方越少，导致炉口方阻均匀性较差，管内方阻极差较大，导致最终扩散的不均匀；而对于磷扩散而言，炉尾进气炉口抽气，会导致炉口偏磷酸的堆积，造成炉口位置金属器件的腐蚀，增加了炉口维护的成本。

常规扩散炉炉体采用单进气的结构，进气方向单一，由于炉管的尺寸较大，导致气体在炉管内的氛围不会均匀。并且，这种进气管采用单一的进气口，容易导致进气的地方的掺杂的气体流量会很高，而采用炉口抽气，抽气口在炉管底部，这样在抽气的位置会导致气流流动呈现出明显的弧形，对抽气位置的方阻均匀性影响很大，在抽气的地方掺杂的气体流量较小，导致炉口与炉尾差异较大，且在一路抽气和一路进气的情况下会造成气流流动存在明显的偏向性，造成炉管内气流的不均匀。在磷扩散中，炉尾进气炉口抽气会导致炉口未参与反应的P₂O₅全都聚集在抽气口位置及炉门上，在开炉门后温度降低与空气中的水汽反应生成偏磷酸，造成金属器件的腐蚀。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于气体扩散的管式炉结构，能够克服背景技术中的问题。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种用于气体扩散的管式炉结构，包括炉体，炉体的炉口和炉尾处分别设置进气结构和抽气结构，所述进气结构和所述抽气结构使得整个炉体形成气体由炉口进从炉尾出的单向通道，避免了同方向进出气的气体流量不均匀导致的问题。

进一步地，所述进气结构包括多个进气口，多个进气口按照一定规则分布在炉口，进气口的方向朝向炉体内部，进气口尽可能分布均匀。

进一步地，所述进气结构包括至少四个进气口，四个进气口分别沿炉口截面的边缘均布，在本发明中，进气结构包括至少四个进气口，在一些情况下，进气口也可以分布得更为紧密一些。

进一步地，所述进气口的口径为所述进气口的口径为2-8mm，优选为5-6mm。

进一步地，所述进气口设置在炉口处的法兰上，例如，炉口处的法兰上设置一圈进气管，在一圈进气管上开设进气口，进气口的方向朝向炉管内。

进一步地，所述抽气结构包括匀流板，所述匀流板设置在靠近炉尾的部位30mm-40mm。

进一步地，所述匀流板是石英板。

进一步地，所述匀流板上均布有能够允许气体通过开孔。