实施方案
[0019] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0020] 请参阅图1-3,一种太阳能电池片制造用扩散炉炉管,包括炉管1,炉管1的内部设置有石英舟2,石英舟2上放置有硅片3,石英舟2位于炉管1的中心,即石英舟2位于炉管1的轴线上,炉管1的内腔固定套接有进气管4和尾气排放管5,本方案中,进气管4和尾气排放管5组成一对气体进出通道,参阅图2和3,尾气排放管5位于进气管4的侧面,本方案中,将尾气排放管5卡在进气管4的外部,尾气排放管5的截面形状为半圆形,进气管4和尾气排放管5的数量均为两个且相对于炉管1的轴线对称分布,即上述的由进气管4和尾气排放管5组成的气体进出通道有两对,且相对于炉管1中心处设置的石英舟2对称分布,其中一组的进气管4将反应气体输送至炉管1内腔中,并通过另一组的尾气排放管5将废气排出。
[0021] 进气管4的内部设有内管6,进气管4、尾气排放管5和内管6均采用耐高温的石英玻璃制作,进气管4和内管6的一端均连接有位于炉管1首端的进气管道,内管6远离进气管道的一端开设有出口,内管6的出口处固定安装有压力阀10,反应气体通过进气管4和内管6连接的进气管道先进入内管6的内部,并从内管6的出口处通过压力阀10流出;进气管4和内管6之间形成分气道8,进气管4的外壁上开设有位于分气道8处的进气孔9,从内管6内经过压力阀10流出的反应气体进入分气道8中,并通过进气孔9输送进炉管1的内腔中,与石英舟2上的硅片3进行反应,进气孔9的数量至少有三个,进气孔9的内径从进气管4的进气管道一端向另一端依次递减,当反应气体从内管6进入分气道8中后,会通过进气孔9向炉管1的内腔流动,距离内管6出口端近的进气孔9所受到气体的压力大,若进气孔9的内径相同的话,距离内管6出口端近的进气孔9中流出的气体比距离内管6出口端远的进气孔9中流出的气体量多,甚至可能距离内管6出口端远的进气孔9无反应气体流出,因此造成反应气体浓度以及气体量在石英舟2的前后端分布不均匀,会造成位于石英舟2前后端的硅片3上磷原子扩散的不均匀性。
[0022] 内管6内设有预热段601和缓存段602,预热段601和缓存段602分别靠近炉管1的首端和尾端,预热段601内设置有螺旋片7,反应气体在刚进入炉管1内腔时,其温度与炉管1内腔温度差值较大,气体的膨胀会造成气流紊乱,直接与硅片3接触时会对硅片3的扩散工艺的质量造成影响,因此通过螺旋片7可降低反应气体的流速,给反应气体加热,另外由于螺旋片7为螺旋状,反应气体在缓存段602中流动时是旋转前进,有利于将反应气体中的多种气体成分混合均匀,缓存段602中可存储气体量为单位时间所有进气孔9的进气量之和,缓存段602的容积与分气道8的容积相同,压力阀10的开启压力值设置为缓存段602中气体充满时对压力阀10的压力值,即在反应气体刚进入进气管4、内管6中时,由于反应气体的流量小,若没有压力阀10的阻挡,反应气体大部分会从距离内管6出口端近的进气孔9中流出,因此为降低进气孔9的流量差,当缓存段602中的气体量达到所有进气孔9单位时间的出气量之和时,气体之间的压力可促使反应气体向距离内管6出口端远的进气孔9处流动,从而降低不同位置进气孔9的流量差,提高不同位置处的硅片3所能接触到的反应气体流量的均匀性。
[0023] 尾气排放管5的一端连接有位于炉管1首端的出气管道,尾气排放管5的外壁上开设有排气孔501,参阅图2和3.尾气排放管5的中部开设有与进气孔9位置相对于的圆孔,避免挡住反应气体的流动,尾气排放管5是一体成型的结构且尾气排放管5位于圆孔处是封闭的,排气孔501的内径从尾气排放管5的出气管道的一端向另一端依次递增,位于炉管1内腔上方的进气管4上的进气孔9与下方进气管4上的进气孔9位置交错分布,使得气流能够从进气孔9处流出并穿过硅片3的表面向上流动,从与进气孔9对应位置的排气孔501将废气排出,该气体的流动轨迹穿过硅片3的正反面,有效增大了硅片3与反应气体的接触面积,提高了扩散的效率,位于炉管1内腔上方的进气管4、尾气排放管5上的进气孔9、排气孔501的位置分别与下方尾气排放管5、进气管4上的排气孔501、进气孔9的位置相对应,本方案中,为了提高不同位置进气孔9的出气量的均匀性,将靠近内管6出口端近的进气孔9的内径减小,因此此处的进气孔9单位时间内出气量小,但是流速快,会先达到其对应位置的硅片3处,先与硅片3反应生成Cl2,因此为减缓Cl2向未反应的硅片3扩散以及及时将Cl2排出,此处的进气孔9所对应的尾气排放管5上的排气孔501内径最大,其余位置依次递减。
[0024] 本发明的使用方法如下:
[0025] 反应气体通过进气管道进入内管6中,并撞击在螺旋片7的表面,降低反应气体的流速,使得反应气体有足够的时间预热,并在于螺旋片7的撞击过程中将反应气体中的多种气体混合均匀,然后反应气体集聚在缓存段602处,当缓存段602充满气体时,压力阀10受到气体的压力阀门打开,反应气体进入分气道8中;通过进气孔9向炉管1的内腔中扩散,并向上穿过硅片3的表面,与硅片3反应后,气体携带反应的废气Cl2从尾气排放管5的排气孔501流出,即可。
[0026] 需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0027] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。