球形半导体光伏器件生长反应器制造技术

一种球形半导体光伏器件生长反应器，在腔体的上、下方分别设有基材进口和产品出口，腔体的侧壁设有气体回收口和对流气体入口，两者通过气体回收循环装置连通；腔体的上方则连通设有反应气体输送控制装置，腔体内还设有气体微波电离装置和温控加热装置，构成基材悬浮式生长反应器。本发明专利技术利用不活泼的对流气体将球形基材悬浮在腔体中沉积生长，即等效的自由落体无重力状态，设备占用空间大大减少，降低了设备成本，而且使用气体微波电离装置将反应气体电离后掺杂，可以使球形硅电池的PN结的生长温度限制在较低，减少了能耗，并减少缺陷密度和精确控制掺杂分度，使产品的质量提高。

Spherical semiconductor photovoltaic device growth reactor

A spherical semiconductor photovoltaic device growth reactor, at the bottom of the cavity are respectively provided with a substrate, import and export, the side walls of the cavities is provided with a gas recovery port and convection gas entrance, both through the gas recycling device is communicated with the upper part of a cavity is communicated; a reaction gas conveying control device is also arranged in the microwave cavity gas ionization device and temperature control heating device, a substrate suspended growth reactor. The invention uses inert gas convection spherical substrate aerosol deposition in the cavity growth, i.e. the equivalent of free fall without gravity, space is greatly reduced, the equipment cost is reduced, and the use of gas ionization device the reaction gas ionization after doping, growth temperature can make the spherical silicon PN junction in a limit low, reduces energy consumption, and reduce the defect density and the precise control of doping degree, improve the quality of the products.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体光伏器件的生长装置，特别是球形太阳能电池器件的生长反应器。
技术介绍
一般的太阳能硅电池都是片状结构，这样电池板只能利用正面直射的光能，而且这种电池板的刚性大，和建筑物的安装兼容性差。现在也有球形太阳能硅电池， 其组装的电池板不仅利用了正面直射光线，还可利用其它面的漫反射光线，综合效率更高。 并且这种电池板的韧性较好，可弯曲，在建筑物上更加容易安装。但是生产球形硅电池都需要利用高温熔化硅，并使硅液体通过小口吹成小液滴，然后在足够高度下自由落体凝固，以消除重力对凝固过程的影响。这样的生产方式使需要的生产设备高度大，占用空间很多，设备成本高，能耗也非常大，生产效率不高。如果降低设备的高度，则必须使凝固速率加快，长成的材料可能存在大量的缺陷，这样会导致电池光电转变效率低下。而且，自由落体凝固过程涉及的高温状态容易给球形硅的PN结掺杂生长带来污染，影响产品质量。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种占用空间小，产品质量高的球形半导体光伏器件生长反应器。本专利技术包括腔体，在腔体的上、下方分别设有基材进口和产品出口，腔体的侧壁设有气体回收口和对流气体入口，两者通过气体回收循环装置连通；腔体的上方则连通设有反应气体输送控制装置，腔体内还设有气体微波电离装置和温控加热装置，构成基材悬浮式生长反应器。本专利技术利用不活泼的对流气体将球形基材悬浮在腔体中沉积生长，即等效的自由落体无重力状态，设备占用空间大大减少，降低了设备成本，而且使用气体微波电离装置将反应气体电离后掺杂，可以使球形硅电池的PN结生长温度限制在较低，减少了能耗，并减少缺陷密度和精确控制掺杂分度，使产品的质量提高。生长反应器可以采用两个或更多个串联并用的结构，上方的生长反应器的产品出口通过管道连接下方的生长反应器的基材进口，这样球形基材经过各生长反应器后可以生长出PN结，直接成为球形太阳能电池。下面结合和附图进一步说明本专利技术。附图说明图1是实施例的主结构示意图。图2是两个生长反应器并用状态的结构示意图。实施例如图1所示，在腔体1的上、下方分别设有基材进口 2和产品出口 3，腔体 1的侧壁设有气体回收口 4和对流气体入口 5，两者通过气体回收循环装置6连通。腔体1 的上方则连通设有反应气体输送控制装置7，腔体1内还设有气体微波电离装置8和温控加热装置9，构成基材悬浮式生长反应器。由于硅电池要生长出PN结，可以如图2所示，生长反应器采用两个串联并用的结构，上方的生长反应器的产品出口 3通过管道10连接下方的生长反应器的基材进口 2，这样基材可以在上一腔体1中生长P型或N型层，下一腔体1中则生长N型或P型层，生长顺序按设计需要决定，球形太阳能电池生产的效率更高。基材采用半导体材料，形状可以是球形的，也可以是椭球形等其他旋转体形状。设备工作时，基材从腔体1的基材进口 2进入，氮气或惰性气体等不活泼气体从对流气体入口5吹入，将基材稳定悬浮，反应气体则从反应气输送控制装置7中进入腔体1，一般反应气体包含硅基气体和掺杂用的含磷或含硼气体，然后被气体微波电离装置8电离成等离子状态，沉积在基材表面。温控加热装置9则可以将腔体1内的温度控制在合适的生产温度，一般控制在200 - 800摄氏度。温控加热装置9的加热方式可设计为电阻加热或涡流加热或微波加热，根据实际需要决定加热方式。 在生长过程中，腔体1的各种气体从气体回收口 4吸出，经过气体回收循环装置6 的处理后循环使用。悬浮在腔体1内的基材会随着表面沉积生长而质量增大，成长到需要尺寸的球形产物因重力大于对流气体的悬浮力，会自动下落并从产品出口 3离开该腔体1， 进入下一个腔体1或其它工序。权利要求1.一种球形半导体光伏器件生长反应器，包括腔体，在腔体的上、下方分别设有基材进口和产品出口，其特征为腔体(1)的侧壁设有气体回收口( 4 )和对流气体入口( 5 )，两者通过气体回收循环装置(6)连通；腔体(1)的上方则连通设有反应气体输送控制装置(7)，腔体(1)内还设有气体微波电离装置(8 )和温控加热装置(9 )，构成基材悬浮式生长反应器。2.根据权利要求1所述的球形半导体光伏器件生长反应器，其特征为温控加热装置 (9)的加热方式为电阻加热或涡流加热或微波加热。3.根据权利要求1或2所述的球形半导体光伏器件生长反应器，其特征为生长反应器采用两个串联并用的结构，上方的生长反应器的产品出口(3)通过管道(10)连接下方的生长反应器的基材进口(2)。全文摘要一种球形半导体光伏器件生长反应器，在腔体的上、下方分别设有基材进口和产品出口，腔体的侧壁设有气体回收口和对流气体入口，两者通过气体回收循环装置连通；腔体的上方则连通设有反应气体输送控制装置，腔体内还设有气体微波电离装置和温控加热装置，构成基材悬浮式生长反应器。本专利技术利用不活泼的对流气体将球形基材悬浮在腔体中沉积生长，即等效的自由落体无重力状态，设备占用空间大大减少，降低了设备成本，而且使用气体微波电离装置将反应气体电离后掺杂，可以使球形硅电池的PN结的生长温度限制在较低，减少了能耗，并减少缺陷密度和精确控制掺杂分度，使产品的质量提高。文档编号H01L31/18GK102163650SQ20111005302公开日2011年8月24日 申请日期2011年3月7日 优先权日2011年3月7日专利技术者喻磊, 张国辉, 李西军, 谢卫国, 郑春明, 黄荣新 申请人:温州环科电子信息科技有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种球形半导体光伏器件生长反应器，包括腔体，在腔体的上、下方分别设有基材进口和产品出口，其特征为：腔体（１）的侧壁设有气体回收口（４）和对流气体入口（５），两者通过气体回收循环装置（６）连通；腔体（１）的上方则连通设有反应气体输送控制装置（７），腔体（１）内还设有气体微波电离装置（８）和温控加热装置（９），构成基材悬浮式生长反应器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李西军，谢卫国，郑春明，张国辉，黄荣新，喻磊，
申请(专利权)人：温州环科电子信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：33