一种单晶硅电池片扩散提效及扩散后处理氧化工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种单晶硅电池片扩散提效及扩散后处理氧化工艺，属于太阳能电池片生产设备技术领域，一种单晶硅电池片扩散提效及扩散后处理氧化工艺，包括将单晶硅电池片置入快速平衡高温加热炉内，开启快速平衡高温加热炉，将炉体内温度升高至700

【技术实现步骤摘要】
一种单晶硅电池片扩散提效及扩散后处理氧化工艺
[0001]

[0002]本专利技术涉及太阳能电池片生产设备
，更具体地说，涉及一种单晶硅电池片扩散提效及扩散后处理氧化工艺。

技术介绍

[0003]太阳能电池是一种有效吸收太阳辐射能并利用光生伏打效应把光能转换成电能的器件，当太阳光照在半导体P
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N结上，形成新的空穴
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电子对，在P
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N结电场的作用下，空穴由N区流向P区，电子由P区流向N区，接通电路后就形成电流。太阳能电池主要包括晶体硅电池和薄膜电池两种，它们各自的特点决定了它们在不同应用中拥有不可替代的地位。单晶硅太阳能电池，是以高纯的单晶硅棒为原料的太阳能电池，是当前开发得最快的一种太阳能电池。它的构造和生产工艺已定型，产品已广泛用于空间和地面。单晶硅太阳能电池的制造工艺有6道工序，分别为制绒、扩散、去磷硅玻璃和背结、镀膜、丝网印刷和烧结。
[0004]扩散工序是在硅片正面形成电池的核心部件PN结。在太阳光的照射下，PN结两侧形成电势差，接通电路后就形成电流，并且扩散后还需要进行氧化处理，而扩散和氧化都需要在高温扩散炉体中进行，但是现有的扩散炉的炉体内，加热喷嘴一般都设置在炉体的内壁中，导致炉体内部温度不均匀，即靠近内壁处温度较高而中间部位温度降低的现象，影响单晶硅电池片的扩散和氧化效果。

技术实现思路

[0005]1．要解决的技术问题针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种单晶硅电池片扩散提效及扩散后处理氧化工艺，可以实现将单晶硅电池片的扩散和扩散后处理氧化工艺同时在快速平衡高温加热炉内进行，快速平衡高温加热炉内设置的多个温度调节机构和导热机构可以快速加工炉体内的温度调节至平衡状态，保证炉体内部各个不问温度均匀，不仅有效节约了能源，平衡的温度还可以有效提升单晶硅电池片的扩散和氧化效果。
[0006]2．技术方案为解决上述问题，本专利技术采用如下的技术方案。
[0007]一种单晶硅电池片扩散提效及扩散后处理氧化工艺，包括以下步骤：S1、将单晶硅电池片置入快速平衡高温加热炉内，准备进行扩散提效；S2、开启快速平衡高温加热炉，将炉体内温度升高至700
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800℃并快速达到温度平衡状态，通入含有POC13的氮气和氧气，进行第一次扩散；S3、将快速平衡高温加热炉的炉体内温度升高至800
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850℃并快速达到温度平衡状态，通入含有POC13的氮气和氧气，进行第二次扩散；S4、将快速平衡高温加热炉的炉体内温度降至780
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795℃并快速达到温度平衡状
态，通入含有POC13的氮气和氧气，进行第三次扩散；S5、将快速平衡高温加热炉的炉体内温度降至500
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600℃，通入氧化气体，对扩散后的单晶硅电池片进行氧化处理，在单晶硅电池片的表面生成一层氧化膜；S6、通过湿化学清洗，将单晶硅电池片表面的氧化膜腐蚀剥离，完成整个处理工艺。
[0008]进一步的，所述S2中，含有POC13的氮气为500
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550sccm，通入的氧气为850
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850sccm；所述S3中，含有POC13的氮气为680
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840sccm，通入的氧气为640
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690sccm；所述S4中，含有POC13的氮气为550
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600sccm，通入的氧气为550
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590sccm。
[0009]进一步的，所述S5中，氧化处理时间为5
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8min，氧化气体为水蒸汽，且氧化气体内还包括有氯气。
[0010]进一步的，所述快速平衡高温加热炉包括炉体，所述炉体内部设有扩散和氧化工作区，所述炉体的内壁上固定有多个等间距分布的高温炉嘴，所述炉体的内部中心处插接有搅动轴，所述搅动轴的顶端贯穿炉体设置，所述炉体的内底部中心处固定有轴承座，所述搅动轴底端与轴承座连接，所述炉体的上表面固定有电机支架，所述电机支架的顶端固定有驱动电机，所述驱动电机的输出端与搅动轴的顶端相连接，所述驱动电机的外壁上固定有多组呈环形分布的扰流板，所述扰流板上开设有扰流孔，所述扰流孔为一端孔径大于另一端的喇叭状，相邻扰流板上的所述扰流孔反向设置，所述炉体的左右两侧内壁上固定有多组水平设置的限位杆组，且每组限位杆组包括两根平行设置的限位杆，每组所述限位杆组上支撑有两个滚动调温球。炉体给工作时，将单晶硅电池片放置在炉体内部的扩散和氧化工作区，开启炉体上的加热装置进行扩散和氧化，同时启动驱动电机，驱动电机带动搅动轴和扰流板转动对炉体内部气流进行扰流，加速炉体内部的热量传导，由于在扰流板上设有扰流孔，且扰流孔为喇叭状，当气流由大口径一端进入由小口径一端流出时可有效增加气体流速，当气流由小口径一端进入由大口径一端流出时可呈伞形扩散，两种状态均可以加速炉体内部的热量流动，从而有效缩短炉体内部的温度平衡时间，同时设置的滚动调温球也可进行温度调节，进一步加快温度平衡状态，不仅有效节约了能源，平衡的温度还可以有效提升单晶硅电池片的扩散和氧化效果。
[0011]进一步的，所述滚动调温球包括第一柔性耐高温导热球体，所述第一柔性耐高温导热球体的外壁上固定呈球面分布的第一导热石墨纤维，所述第一柔性耐高温导热球体的侧壁上开设有多个容纳腔，且容纳腔内部固定有球面磁铁，所述炉体的左右两侧侧壁上均开设有空腔，且空腔内部设有交流电磁铁，所述第一柔性耐高温导热球体的内部中心处设有固定球，且固定球的外壁上固定有多个沿其球面均匀分布的感温伸缩调节机构，所述第一柔性耐高温导热球体的内壁上还固定有多个均匀分布的转动调温球，且转动调温球与感温伸缩调节机构交错设置。初始状态时，交流电磁铁处于断电状态，两个滚动调温球由于受球面磁铁与两侧交流电磁铁铁芯的磁吸力分别位于两侧，炉体工作时交流电磁铁处于通电状态，此时交流电磁铁产生方向不断变化的磁场，由于磁场与球面磁铁之间的磁吸和排斥作用，两个滚动调温球会在限位杆组上左右滚动，而第一柔性耐高温导热球体和第一导热石墨纤维均具有较好的导热效果，在滚动调温球左右滚动过程中，利用第一柔性耐高温导热球体和第一导热石墨纤维进行热传导，快速将炉体内壁上的热量传导至炉体中间部位，
从而使炉体很快达到温度平衡状态，炉体内部上下设置有多个左右滚动的滚动调温球，可以保证炉体内部的温度始终处于平衡状态，避免了因炉体内部温度分布不均匀影响扩散和氧化处理效果的现象。
[0012]进一步的，所述感温伸缩调节机构包括固定在固定球外壁上的固定外管，所述固定外管的内部插接有伸缩内杆，所述固定外管和伸缩内杆均采用导温材料制成，所述伸缩内杆的端部固定有与第一柔性耐高温导热球体相匹配的球面支撑板，所述伸缩内杆位于固定外管内部的一端固定有密封导热块，且密封导热块与固定外管的内底部之间填充有受热膨胀填充层。初始状态时，伸缩内杆和固定外管的位置呈图复位状态，随着炉体内部温度升高，受热膨胀填充层逐渐受热膨胀，受热膨胀填充层膨胀后会将密封导热块和伸缩内杆整体往本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单晶硅电池片扩散提效及扩散后处理氧化工艺，其特征在于：包括以下步骤：S1、将单晶硅电池片置入快速平衡高温加热炉内，准备进行扩散提效；S2、开启快速平衡高温加热炉，将炉体内温度升高至700
‑
800℃并快速达到温度平衡状态，通入含有POC13的氮气和氧气，进行第一次扩散；S3、将快速平衡高温加热炉的炉体内温度升高至800
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850℃并快速达到温度平衡状态，通入含有POC13的氮气和氧气，进行第二次扩散；S4、将快速平衡高温加热炉的炉体内温度降至780
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795℃并快速达到温度平衡状态，通入含有POC13的氮气和氧气，进行第三次扩散；S5、将快速平衡高温加热炉的炉体内温度降至500
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600℃，通入氧化气体，对扩散后的单晶硅电池片进行氧化处理，在单晶硅电池片的表面生成一层氧化膜；S6、通过湿化学清洗，将单晶硅电池片表面的氧化膜腐蚀剥离，完成整个处理工艺。2.根据权利要求1所述的一种单晶硅电池片扩散提效及扩散后处理氧化工艺，其特征在于：所述S2中，含有POC13的氮气为500
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550sccm，通入的氧气为850
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850sccm；所述S3中，含有POC13的氮气为680
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840sccm，通入的氧气为640
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690sccm；所述S4中，含有POC13的氮气为550
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600sccm，通入的氧气为550
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590sccm。所述S5中，氧化处理时间为5
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8min，氧化气体为水蒸汽，且氧化气体内还包括有氯气。3.根据权利要求1所述的一种单晶硅电池片扩散提效及扩散后处理氧化工艺，其特征在于：所述S5中，氧化处理时间为5
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8min，氧化气体为水蒸汽，且氧化气体内还包括有氯气。4.根据权利要求1所述的一种单晶硅电池片扩散提效及扩散后处理氧化工艺，其特征在于：所述快速平衡高温加热炉包括炉体（1），所述炉体（1）内部设有扩散和氧化工作区，所述炉体（1）的内壁上固定有多个等间距分布的高温炉嘴（2），所述炉体（1）的内部中心处插接有搅动轴（3），所述搅动轴（3）的顶端贯穿炉体（1）设置，所述炉体（1）的内底部中心处固定有轴承座（7），所述搅动轴（3）底端与轴承座（7）连接，所述炉体（1）的上表面固定有电机支架（4），所述电机支架（4）的顶端固定有驱动电机（5），所述驱动电机（5）的输出端与搅动轴（3）的顶端相连接，所述驱动电机（5）的外壁上固定有多组呈环形分布的扰流板（6），所述扰流板（6）上开设有扰流孔（8），所述扰流孔（8）为一端孔径大于另一端的喇叭状，相邻扰流板（6）上的所述扰流孔（8）反向设置，所述炉体（1）的左右两侧内壁上固定...

【专利技术属性】
技术研发人员：王泉龙，李琪，孙珠珠，周国栋，
申请(专利权)人：徐州中辉光伏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：