扩散石英舟及具有扩散石英舟的太阳能电池生产系统的制作方法

1.本实用新型涉及光伏技术领域，特别是涉及一种扩散石英舟及具有扩散石英舟的太阳能电池生产系统。


背景技术：

2.扩散工序作为太阳能电池生产过程中的重要一环，直接影响着产品的品质。通过将载有硅片的扩散石英舟放置在扩散炉内，向炉内通入扩散气而与硅片接触进而发生反应。传统的扩散石英舟放入扩散炉内后，扩散气在扩散石英舟的各个区域的分布不均，易导致生产出来的硅片不合格。


技术实现要素：

3.基于此，有必要针对易导致生产出来的硅片不合格的问题，提供一种扩散石英舟及具有扩散石英舟的太阳能电池生产系统。
4.其技术方案如下：
5.一方面，提供了一种扩散石英舟，包括：
6.支撑架，所述支撑架设有用于供硅片放置的放置腔；及
7.两个间隔设置的支撑件，两个所述支撑件分别对所述支撑架的两端进行支撑，至少一个所述支撑件上设有与所述放置腔连通的第一透气部，且扩散气通过所述第一透气部时能够进行加速流动。
8.下面进一步对技术方案进行说明：
9.在其中一个实施例中，所述第一透气部设有至少一圈第一透气环，至少一圈所述第一透气环与所述放置腔连通。
10.在其中一个实施例中，所述第一透气部设有延伸轨迹呈螺旋形的进气通孔，所述进气通孔与所述放置腔连通。
11.在其中一个实施例中，所述扩散石英舟还包括至少一个导流件，至少一个所述导流件设置于所述放置腔内，所述导流件设有与所述放置腔连通的第二透气部，且扩散气通过所述第二透气部时能够进行加速流动。
12.在其中一个实施例中，所述第二透气部设有至少两圈第二透气环，至少两圈所述第二透气环均与所述放置腔连通。
13.在其中一个实施例中，所述导流件与所述支撑架可移动连接。
14.在其中一个实施例中，沿扩散气扩散方向，所述支撑架设有至少两个间隔设置的凸齿，相邻的两个凸齿间隔形成用于与硅片插接配合的插槽。
15.在其中一个实施例中，所述凸齿朝向所述扩散气的扩散方向倾斜设置。
16.在其中一个实施例中，所述凸齿设有面向所述扩散方向的第一面及背向所述扩散方向的第二面，所述第一面与水平面之间的夹角为40
°
～50
°
；所述第二面与水平面之间的夹角为70
°
～80
°
。
17.另一方面，提供了一种太阳能电池生产系统，包括扩散炉及所述扩散石英舟，所述扩散石英舟放置于所述扩散炉内进行扩散处理。
18.上述实施例的太阳能电池生产系统及扩散石英舟，装载硅片后放入扩散炉内进行硅片的扩散处理时，将设有第一透气部的支撑件朝向扩散炉的进气端，扩散气从进气端进入扩散炉内并朝向出气端流动，扩散气流动至设有第一透气部的支撑件处时，扩散气穿过第一透气部后直接进入放置腔内。并且，在流经第一透气部过程中，扩散气的流速加快，使得扩散气进入放置腔内后分布的更加均匀，保证生产出来的硅片的品质良好。
附图说明
19.构成本技术的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为一个实施例的扩散石英舟的主视图；
22.图2为图1的扩散石英舟的俯视图；
23.图3为图1的扩散石英舟的支撑件一实施例的结构示意图；
24.图4为图1的扩散石英舟的支撑件另一实施例的结构示意图；
25.图5为图1的扩散石英舟的导流件一实施例的结构示意图；
26.图6为图1的扩散石英舟的支撑架上的凸齿的结构示意图。
27.附图标记说明：
28.100、支撑架；110、石英柱；111、凸齿；1111、第一面；1112、第二面；112、插槽；200、支撑件；210、第一透气部；211、第一透气环；212、进气通孔；300、导流件；310、第二透气部；311、第二透气环。
具体实施方式
29.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
30.在一个实施例中，提供了一种太阳能电池生产系统，包括扩散炉(未图示)及扩散石英舟。如此，将硅片放置在扩散石英舟内，再将载有硅片的扩散石英舟放入扩散炉内并将扩散气通入扩散炉内以进行扩散处理。
31.其中，扩散炉可以是现有的任意一种能够对硅片进行扩散处理的炉体。
32.其中，扩散气可以是氮气、三氯氧磷和氧气的混合气体，只需满足能够对硅片进行扩散处理即可。
33.需要进行说明的是，本领域技术人员可以知道，扩散炉具有用于供扩散气通入的
进气端和用于供扩散气排出的出气端，进气端可以与出气端相对设置。
34.如图1及图2所示，可选地，扩散石英舟包括支撑架100和两个间隔设置的支撑件200。
35.其中，述支撑架100设有用于供硅片放置的放置腔。
36.具体地，支撑架100可以通过至少三根石英柱110围设形成，至少三根石英柱110围设形成的空间为放置腔，可以将硅片放入放置腔内，利用各个石英柱110对硅片进行支撑。如图1及图2所示，例如，可以利用六根石英柱110围设成放置腔，其中，在左右方向上，左侧三根石英柱110，右侧三根石英柱110；在竖直方向上，上面两根石英柱110，中间两根石英柱110，下面两根石英柱110。
37.如图1及图2所示，其中，两个支撑件200分别位于支撑架100的两端，从而利用两个支撑件200对支撑架100的两端进行支撑。
38.具体地，可以将各个石英柱110的两端分别与两个支撑件200采取插接、卡接等方式进行连接，从而使得两个支撑件200能够为各个石英柱110提供支撑与固定。
39.可选地，支撑件200可以为支撑板或支撑箱的形式，只需能够为各个支撑架100提供稳定、可靠的支撑与固定即可。支撑件200的具体尺寸可以根据使用需要进行灵活的设计或调整，例如，支撑件200的高度和宽度可以为20cm～26cm，厚度可以为0.15cm～0.3cm。
40.如图3及图4所示，此外，至少一个支撑件200上设有与放置腔连通的第一透气部210。并且，扩散气通过第一透气部210时能够进行加速流动。如此，当扩散气流向设有第一透气部210的支撑件200时，扩散气能够穿过第一透气部210后进入放置腔内，并且，在流经第一透气部210过程中，扩散气的流速加快，使得扩散气进入放置腔内后分布的更加均匀。
41.上述实施例的扩散石英舟，装载硅片后放入扩散炉内进行硅片的扩散处理时，将设有第一透气部210的支撑件200朝向扩散炉的进气端，扩散气从进气端进入扩散炉内并朝向出气端流动，扩散气流动至设有第一透气部210的支撑件200处时，扩散气穿过第一透气部210后直接进入放置腔内。并且，在流经第一透气部210过程中，扩散气的流速加快，使得扩散气进入放置腔内后分布的更加均匀，保证生产出来的硅片的品质良好。
42.传统的扩散石英舟其两端的支撑结构属于实心结构，将其放入扩散炉内后，从进气端处进入的扩散气流至支撑结构处时，从支撑结构的上、下、左、右等周向位置扩散至扩散石英舟的内部，从而导致其内部的扩散气分布不均，也使得其内部各个部分的温度差异加大，方阻稳定性差。
43.上述实施例的扩散石英舟，支撑件200上的第一透气部210，使得扩散气能够直接穿过支撑件200而进入放置腔内与硅片接触，同时，利用第一透气部210对扩散气的加速作用，使得扩散气能够在放置腔内流动的更加快速，能够均匀的分布于放置腔的各个部位，也使得放置腔内各个部分的温差较小，方阻稳定性好，利于硅片的扩散处理，保证品质。
44.其中，可以是一个支撑件200上设有第一透气部210，也可以是两个支撑件200上均设有第一透气部210。当两个支撑件200上均设有第一透气部210时，有利于扩散气在放置腔内流动而分布的更加均匀。
45.此外，还可以在支撑件200上设置相应的拉手等便于对扩散石英舟进行搬到的结构。
46.其中，第一透气部210可以为透气槽、透气孔等形式，只需满足使得扩散气能够通
过并对扩散气的流动进行加速即可。
47.如图3所示，可选地，第一透气部210设有至少一圈第一透气环211，至少一圈第一透气环211与放置腔连通。如此，沿第一透气环211的周向均可以供扩散气通过，保证足够的扩散气直接进入放置腔内，并根据伯努利原理，扩散气通过截面较小的第一透气环211时，扩散气的流速加快，便于扩散气在放置腔内进行快速流动而分布的更加均匀。
48.其中，第一透气环211的个数可以根据实际使用需要进行灵活的设计或调整。例如，可以为一个，两个，三个或更多。当第一透气环211为两个以上时，各个透气环可以以不同直径同心设置，并利用连接条等连接件对各个部分进行连接固定。
49.如图4所示，可选地，第一透气部210设有延伸轨迹呈螺旋形的进气通孔212，进气通孔212与放置腔连通。如此，当扩散气流入呈螺旋形延伸的进气通孔212内时，使得扩散气呈螺旋流动，进而使得扩散气的流速加快，便于扩散气在放置腔内进行快速流动而分布的更加均匀。
50.其中，进气通孔212的数量可以根据实际使用情况进行灵活的设计或调整。
51.为了保证扩散气在放置腔内分布的更加均匀。如图1及图2所示，可选地，扩散石英舟还包括至少一个导流件300。
52.其中，导流件300可以为导流板、导流箱等结构。导流件300的具体尺寸可以根据使用需要进行灵活的设计或调整，例如，导流件300的高度和宽度可以为18cm～24cm，厚度可以为0.05cm～0.15cm。
53.具体地，至少一个导流件300设置于放置腔内。如此，利用至少一个导流件300能够将放置腔分隔为至少两个分腔。如图5所示，并且，导流件300设有与放置腔连通的第二透气部310，而且，扩散气通过第二透气部310时能够进行加速流动。如此，各个分腔能够通过第二透气部310连通，并且，扩散气在各个分腔之间流动时，通过第二透气部310对其流速的加快，使得各个分腔内的扩散气分布的更加均匀。
54.其中，第二透气部310可以为透气槽、透气孔等形式，只需满足使得扩散气能够通过并对扩散气的流动进行加速即可。
55.如图5所示，可选地，第二透气部310设有至少一圈第二透气环311，至少一圈第二透气环311与分腔连通。如此，沿第二透气环311的周向均可以供扩散气通过，保证足够的扩散气在各个分腔之间流动，并根据伯努利原理，扩散气通过截面较小的第而透气环时，扩散气的流速加快，便于扩散气在分腔内进行快速流动而分布的更加均匀。
56.其中，第二透气环311的个数可以根据实际使用需要进行灵活的设计或调整。例如，可以为一个，两个，三个或更多。当第二透气环311为两个以上时，各个透气环可以以不同直径同心设置，并利用连接条等连接件对各个部分进行连接固定。
57.当然，在其他实施例中，第二透气部310也可以设有延伸轨迹呈螺旋形的进气通孔212，进气通孔212与分腔连通。如此，当扩散气流入呈螺旋形延伸的进气通孔212内时，使得扩散气呈螺旋流动，进而使得扩散气的流速加快，便于扩散气在分腔内进行快速流动而分布的更加均匀。
58.另外，为了灵活的对各个分腔的大小进行调节。可选地，导流件300与支撑架100可移动连接。如此，通过移动导流件300，从而能够灵活的调节各个分腔的大小，保证各个分腔内的扩散气能够分布均匀。
59.其中，导流件300与支撑架100的可移动连接，可以通过滑块与滑槽的滑动配合实现，也可以通过滚轮与导轨的滚动配合实现，只需满足能够将导流件300相对支撑架100移动即可。
60.为了便于硅片在放置腔内实现稳定、可靠的放置。
61.如图6所示，可选地，沿扩散气扩散方向，支撑架100设有至少两个间隔设置的凸齿111，相邻的两个凸齿111间隔形成用于与硅片插接配合的插槽112。如此，将硅片插设在各个插槽112内，利用相邻的两个凸齿111对硅片进行支撑，使得相邻的两个硅片间隔设置形成间隙，扩散气均匀地分布于各个间隙内而与硅片进行反应。
62.具体地，可以在各个石英柱110上均设置凸齿111而形成插槽112，各个石英柱110上的插槽112相互配合，从而使得硅片稳定、可靠的放置在放置腔内。至少两个凸齿111可以沿石英柱110的长度方向间隔设置。
63.如图6所示，进一步地，凸齿111朝向扩散气的扩散方向(如图6的a方向所示)倾斜设置。如此，将硅片放置在放置腔内的插槽112上后，使得硅片朝向扩散气的扩散方向倾斜，从而使得流入相邻的两个硅片的间隙内的扩散气为层流，能够在硅片表面附近形成稳定的附面层，扩散气在间隙内的分布均匀，硅片的均匀性好。
64.其中，凸齿111的具体倾斜角度可以根据实际的使用需求进行灵活的设计或调整，只需满足使得相邻两个硅片的间隙内的扩散气为层流即可。插槽112的具体尺寸可以根据实际的使用需求进行灵活的设计或调整，只需满足使得相邻两个硅片的间隙内的扩散气为层流即可。
65.如图6所示，具体地，凸齿111设有面向扩散方向的第一面1111及背向扩散方向的第二面1112。其中，第一面1111与水平面之间的夹角为40
°
～50
°
(可以为40
°
、41
°
、42
°
、43
°
、44
°
、45
°
、46
°
、47
°
、48
°
、49
°
、50
°
；优选为45
°
)；第二面1112与水平面之间的夹角为70
°
～80
°
(可以为70
°
、71
°
、72
°
、73
°
、74
°
、75
°
、76
°
、77
°
、78
°
、79
°
、80
°
；优选为75
°
)。如此，将各个硅片放置在各个插槽112内，使得硅片与第一面1111贴合，从而使得相邻的两个硅片之间留出间隙，扩散气进入间隙后为层流。并且，也避免了硅片放置在插槽112内后发生抖动，防止抖动引起的划伤或碎片。
66.需要说明的是，“某体”、“某部”可以为对应“构件”的一部分，即“某体”、“某部”与该“构件的其他部分”一体成型制造；也可以与“构件的其他部分”可分离的一个独立的构件，即“某体”、“某部”可以独立制造，再与“构件的其他部分”组合成一个整体。本技术对上述“某体”、“某部”的表达，仅是其中一个实施例，为了方便阅读，而不是对本技术的保护的范围的限制，只要包含了上述特征且作用相同应当理解为是本技术等同的技术方案。
67.需要说明的是，本技术“单元”、“组件”、“机构”、“装置”所包含的构件亦可灵活进行组合，即可根据实际需要进行模块化生产，以方便进行模块化组装。本技术对上述构件的划分，仅是其中一个实施例，为了方便阅读，而不是对本技术的保护的范围的限制，只要包含了上述构件且作用相同应当理解是本技术等同的技术方案。
68.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装
置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实用新型中使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
69.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
70.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
71.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
72.需要说明的是，当元件被称为“固定于”、“设置于”、“固设于”或“安设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。进一步地，当一个元件被认为是“固定传动连接”另一个元件，二者可以是可拆卸连接方式的固定，也可以不可拆卸连接的固定，能够实现动力传递即可，如套接、卡接、一体成型固定、焊接等，在现有技术中可以实现，在此不再累赘。当元件与另一个元件相互垂直或近似垂直是指二者的理想状态是垂直，但是因制造及装配的影响，可以存在一定的垂直误差。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
73.还应当理解的是，在解释元件的连接关系或位置关系时，尽管没有明确描述，但连接关系和位置关系解释为包括误差范围，该误差范围应当由本领域技术人员所确定的特定值可接受的偏差范围内。例如，“大约”、“近似”或“基本上”可以意味着一个或多个标准偏差内，在此不作限定。
74.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
75.以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。