一种低压扩散炉制造技术

本实用新型专利技术涉及电池生产专用设备领域，具体涉及一种低压扩散炉，该炉门机构包括：石英炉门；冷却法兰，其嵌入石英炉门中，该冷却法兰与石英炉门的结合处设有一密封圈槽，该冷却法兰包括一与密封圈槽靠近的环形冷却管道，该环形冷却管道中通入冷却液；密封圈，其设置在密封圈槽内且部分突出，其用于在石英炉门与石英管端口法兰闭合时抵靠在石英管端口法兰的外侧面，使低压扩散炉内形成密封空间。本实用新型专利技术通过设计一种低压扩散炉，通过炉门结构使扩散炉内形成密封空间，采用密封圈提高密封效果；同时，采用冷却法兰对密封圈进行降温，确保密封圈始终工作在允许长期工作的温度条件下，提高密封圈使用效果。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电池生产专用设备领域，具体涉及一种低压扩散炉。
技术介绍
扩散工艺是晶体硅太阳能电池生产环节的核心工艺，其主要目的是在高温条件下通过向硅片中掺入杂质元素磷或硼，形成PN结。PN结是晶体硅太阳能电池的心脏，其特性对于太阳能电池的转换效率有着重要影响，是太阳能电池性能的性因素之一。随着工艺技术的不断进步，太阳能电池转换效率不断提高，对扩散工艺也提出了新的要求:硅片表面掺杂浓度不断降低，PN结结深越来越浅，方块电阻不断增加，未来高效晶体硅太阳能电池朝着浅结扩散的技术方向不断发展。目前传统的太阳能生产线主要采用常压扩散工艺，即扩散工艺在常压下完成，而常压扩散工艺下浅结、高方阻均匀性很差，难以制备高质量的浅结PN结，且常压条件下的扩散源的利用率低、损耗高，显然常压扩散工艺很难满足低成本的需求。而低压扩散工艺恰恰能解决上述常压扩散工艺的缺陷:在低压条件下，提高了扩散源的分子自由程，使掺杂原子空间分布更均匀、掺杂原子分压比增大，有利于推结形成均匀的浅层掺杂界面。另外，低压扩散工艺可以将常压扩散条件下的硅片间距减少到原来的一半，且不影响扩散方阻均匀性等工艺效果，这样就使得在同样的炉管恒温区内，低压扩散工艺可以比常压扩散处理高出一倍的硅片。即降低了投资成本、生产成本，为太阳能电池生产的低成本需求提供了有效途径。然而，低压扩散工艺需在低于大气压600?800mbar的压力下完成(绝对压力200?400mbar)，故反应管必须在真空的工艺环境下才能满足需求，其必然涉及如橡胶等可以压缩的密封填充材料。但扩散工艺温度高，一般在800°C以上，即使采取隔热包等有效的隔热措施，也只能将炉门密封处温度降低至400°C左右，而能耐高温的橡胶材料如氟橡胶、硅橡胶长期使用温度也就200°C左右。因此如何保证密封圈处温度低于200°C，确保密封圈在材料允许长期使用的温度下工作，这就成为了低压扩散必须解决的难题之一。传统的高温密封方法多采用金属法兰通冷却水冷却方式实现高温下的真空密封，但是扩散炉掺杂工艺过程中不能有金属污染，整个反应管内表面与工艺反应气体接触部分不能有任何金属材料，只能是石英等高纯陶瓷材料，而石英材料具有脆而易碎、可加工性差、热传导系数低的特性，无法实现水冷的功能。当前国内外推向市场的低压扩散炉炉门密封方式主要有两种方式:一种是纯石英炉门，橡胶密封圈镶嵌于石英炉门上，外部采取风冷方式，然而此方式具有冷却效果差、密封圈使用寿命短、密封不可靠、密封圈更换维护频度高等缺点；一种是采取两级密封方式，里层采取现有常压扩散密闭方式，石英炉门对石英管密闭，无密封圈，达到相对隔离反应管内气氛的目的，外层采取水冷金属法兰高温密封机构，此方式仅仅是相对隔离金属，没有做到绝对金属隔离，长期使用将对反应管造成金属污染并对金属炉门造成腐蚀，且石英炉门和石英管开口端法兰的贴合面加工精度要求非常高，加工难度大且加工成本高，不适于当前太阳能电池生产低成本趋势。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种低压扩散炉，提高炉门使用寿命，且降低生产成本。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种低压扩散炉，包括石英管、石英管端口法兰和置于石英管端口法兰外侧的炉门机构，该石英管的一端设有石英管口，该石英管端口法兰设置在石英管口上，该炉门机构包括:石英炉门；冷却法兰，其嵌入石英炉门中，该冷却法兰与石英炉门的结合处设有一密封圈槽，该冷却法兰包括一与密封圈槽靠近的环形冷却管道，该环形冷却管道中通入冷却液；密封圈，其设置在密封圈槽内且部分突出，其用于在石英炉门与石英管端口法兰闭合时抵靠在石英管端口法兰的外侧面，使低压扩散炉内形成密封空间。其中，较佳方案是:该石英炉门包括炉门主体和设置在炉门主体上的凸台，该冷却法兰设置在炉门主体上，该炉门主体的端面与石英管端口法兰的外侧面抵靠，该凸台与石英管端口法兰的端口配合。其中，较佳方案是:该密封圈槽为燕尾槽，该密封圈槽的槽口与炉门主体的端面处于同一平面。其中，较佳方案是:该石英炉门包括一隔热层。其中，较佳方案是:该冷却法兰还包括与环形冷却管道连通的进液端和出液端。其中，较佳方案是:该进液端和出液端邻近设置，该环形冷却管道包括设置在进液端的端口和出液端的端口之间的隔液板。其中，较佳方案是:还包括一用于驱动炉门机构的驱动机构，该炉门机构包括一与驱动机构连接的固定支架，该固定支架与石英炉门固定连接。其中，较佳方案是:该炉门机构还包括一固定法兰，该固定法兰分别与石英炉门和固定支架连接。其中，较佳方案是:该炉门机构还包括设置在石英炉门和冷却法兰之间的缓冲垫片。其中，较佳方案是:该炉门机构还包括用于联接石英炉门、冷却法兰和缓冲垫片的固定杆。本技术的有益效果在于，与现有技术相比，本技术通过设计一种低压扩散炉，通过炉门结构使扩散炉内形成密封空间，采用密封圈提高密封效果，使扩散炉内部隔绝金属，杜绝金属污染；同时，采用冷却法兰对密封圈进行降温，确保密封圈始终工作在允许长期工作的温度条件下，提高密封圈使用效果；炉门结构还具有结构简单、成本低廉和实施简便等优点。【附图说明】下面将结合附图及实施例对本技术作进一步说明，附图中:图1是本技术低压扩散炉的结构示意图；图2是本技术低压扩散炉的局部放大结构示意图一；图3是本技术低压扩散炉的局部放大结构示意图二 ；图4是本技术石英炉门的结构示意图；图5是本技术冷却法兰的结构示意图。【具体实施方式】现结合附图，对本技术的较佳实施例作详细说明。如图1、图2和图3所示，本技术提供一种低压扩散炉的优选实施例，其中，图1是低压扩散炉的结构示意图，图2是低压扩散炉的局部放大结构示意图一，图3是低压扩散炉的局部放大结构示意图二。一种低压扩散炉，包括石英管1、石英管端口法兰3和炉门机构2，石英管1的一端设有石英管口，石英管端口法兰3设置在石英管口上，炉门机构2置于石英管端口法兰3的外侧。其中，炉门机构2与石英管端口法兰3闭合时，炉门机构2与石英管端口法兰3密封结合，石英管1内形成一密封空间。进一步地，炉门机构2包括石英炉门21、冷却法兰22和密封圈23，具体地:石英炉门21是炉门机构2的主体结构，具有初步密封和隔热功能，炉门机构2与石英管端口法兰3闭合时，石英炉门21与石英管端口法兰3配合结合。其中，石英炉门21是由石英材质构成的。冷却法兰22嵌入在石英炉门21中，冷却法兰22与石英炉门21的结合处设有一密封圈槽222，冷却法兰22包括一与密封圈槽222靠近的环形冷却管道221，环形冷却管道221中通入冷却液；优选地，并参考图3，密封圈槽222为燕尾槽，该密封圈槽222的槽口与炉门主体的端面处于同一平面。其中，冷却法兰22是金属法兰，优选为不锈钢法兰。同时，密封圈槽222有若干设计方案，具体包括:1、密封圈槽222是由冷却法兰22上的凹槽和石英炉门21的端面结合形成；2、密当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低压扩散炉，包括石英管、石英管端口法兰和置于石英管端口法兰外侧的炉门机构，该石英管的一端设有石英管口，该石英管端口法兰设置在石英管口上，其特征在于，该炉门机构包括：石英炉门；冷却法兰，其嵌入石英炉门中，该冷却法兰与石英炉门的结合处设有一密封圈槽，该冷却法兰包括一与密封圈槽靠近的环形冷却管道，该环形冷却管道中通入冷却液；密封圈，其设置在密封圈槽内且部分突出，其用于在石英炉门与石英管端口法兰闭合时抵靠在石英管端口法兰的外侧面，使低压扩散炉内形成密封空间。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊朝，李学文，李军阳，向文山，刘兵吉，
申请(专利权)人：深圳丰盛装备股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44