CN217768318U - 一种扩散石英舟以及扩散炉 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种扩散石英舟以及扩散炉，属于太阳能电池制造领域。扩散石英舟包括第一支撑环以及第二支撑环。第一支撑环的外壁沿第一支撑环的周向设置有多个第一卡槽；第二支撑环沿第一支撑环的径向与第一支撑环间隔设置，且第二支撑环位于第一支撑环外侧，第二支撑环的内壁沿第二支撑环的周向设置有多个第二卡槽；第一卡槽和第二卡槽对应设置，用于相互配合卡接硅片的两侧边缘；使用该石英舟能够减小扩散炉自身体积，并且能够提高扩散炉的内部空间利用率，进而提高产能。

Description

一种扩散石英舟以及扩散炉

技术领域

本申请涉及太阳能电池制造领域，具体而言，涉及一种扩散石英舟以及扩散炉。

背景技术

现有技术中，太阳能电池扩散工艺需要使用到扩散炉，但是，现有扩散炉由于采用水平形式的石英舟，再加上硅片自身尺寸也越来越大，为了满足扩散工艺的需求，使得扩散炉的体积越来越大，并且由于现有扩散炉的炉腔设置不合理，使得炉体内部仅有小部分空间得到利用，导致产能较低；此外，现有扩散炉还由于加热管路设计不合理，存在硅片受热不均以及热量浪费严重等问题。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种扩散石英舟以及扩散炉，能够减小扩散炉自身体积，并且能够提高扩散炉的内部空间利用率，进而提高产能。

本申请的实施例是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种扩散石英舟，包括第一支撑环以及第二支撑环。第一支撑环的外壁沿第一支撑环的周向设置有多个第一卡槽；第二支撑环沿第一支撑环的径向与第一支撑环间隔设置，且第二支撑环位于第一支撑环外侧，第二支撑环的内壁沿第二支撑环的周向设置有多个第二卡槽；第一卡槽和第二卡槽对应设置，用于相互配合卡接硅片的两侧边缘。

上述技术方案中，第一支撑环以及第二支撑环均设置为圆环形，使得整个扩散石英舟呈现圆环形；并且，第一卡槽和第二卡槽均设置为多个且沿对应支撑环的周向分布，用于卡接硅片的两侧边缘，便于将硅片沿周向进行排布，相较于水平形式的石英舟，在体积相近的情况下，能够扩大硅片容量、提高空间利用率，从而提高产能；相较于传统的水平形式的石英舟，在硅片容量相近的情况下，能够减少自身体积，从而减少设备的占地空间。

在一些可选的实施方案中，在第一支撑环的轴向上，第一支撑环到石英舟的底部的距离为L1，在第二支撑环的轴向上，第二支撑环到石英舟的底部的距离为L2，L1和L2相同。

上述技术方案中，在第一支撑环以及第二支撑环的各自轴向上，使得二者到石英舟的底部的距离相同(即L1等于L2)，能够保证第一支撑环和第二支撑环位于同一高度，从而使得硅片的两侧边缘受力位置相同，进而保证硅片被卡接固定时受力平衡。

在一些可选的实施方案中，沿第一支撑环的周向，第一卡槽的尺寸和硅片的厚度比为(2～4)：1，沿第二支撑环的周向，第二卡槽的尺寸与硅片的厚度比为(2～4)：1。

上述技术方案中，将第一卡槽和第二卡槽在对应支撑环周向上的尺寸限定在上述范围内，使得第一卡槽和第二卡槽具有适宜的尺寸。一方面能够保证在双面扩散时(即仅卡接固定一片硅片)，硅片不会发生严重倾斜，避免影响扩散效果；另一方面能够在单面扩散时(即卡接固定两片硅片)，同时将两片硅片更好地固定在一起。

在一些可选的实施方案中，多个第一卡槽沿第一支撑环的周向均匀间隔分布，多个第二卡槽沿第二支撑环的周向均匀间隔分布。

上述技术方案中，多个第一卡槽和多个第二卡槽均沿对应支撑环的周向均匀间隔分布，能够使得每片硅片受到均匀的热量并与扩散气体均匀接触，从而保证扩散质量。

在一些可选的实施方案中，沿第一支撑环的周向，相邻两个第一卡槽之间的间距为3～4mm，沿第二支撑环的周向，相邻两个第二卡槽之间的间距为7～8mm。

上述技术方案中，分别将相邻两个第一卡槽之间的间距以及相邻两个第二卡槽之间的间距限定在上述范围，能够有效避免在周向上相邻分布的硅片在扩散过程中相互干扰，从而保证扩散质量。

在一些可选的实施方案中，扩散石英舟还包括第三支撑环和固定件；第三支撑环设置于第一支撑环和第二支撑环之间，用于支撑硅片的底部；固定件将第一支撑环、第三支撑环和第二支撑环依次连接。

上述技术方案中，设置第三支撑环，通过第三支撑环来支撑硅片的底部，能够避免硅片的底部整个与扩散炉的底部直接接触，该设置能够使得硅片表面尽可能多的与扩散气源直接接触，从而保证扩散的均匀性。

此外，设置固定件，并且将固定件设置为第一支撑环、第三支撑环和第二支撑环依次连接，该设置使得扩散石英舟自身是一个独立的整体，相较于直接将扩散石英舟固定连接在扩散炉内进行使用的形式，能够提高装置的兼容性。

在一些可选的实施方案中，扩散石英舟满足以下条件A和B中的至少一个：A，第三支撑环设置有多个，且多个第三支撑环沿第一支撑环的径向均匀间隔分布。

B，固定件设置有多个，多个固定件沿第一支撑环的周向均匀间隔分布。上述技术方案中，第三支撑环设置有多个且沿第一支撑环的径向均匀间隔分布，能够使得硅片的底部的支撑受力点更多，从而提高硅片被卡接固定时的稳定性。

此外，固定件设置有多个，且将多个固定件设置为沿第一支撑环的周向均匀间隔分布，能够进一步提高扩散石英舟的结构稳定性。

第二方面，本申请实施例提供一种扩散炉，扩散炉设有安装第一方面实施例提供的扩散石英舟的炉腔。

上述技术方案中，扩散炉设有安装第一方面实施例提供的扩散石英舟的炉腔，相较于传统的扩散炉，该扩散炉具有自身体积小以及内部空间利用率高的优势。

在一些可选的实施方案中，炉腔设有与第一支撑环内侧对应的第一圆环形加热管以及与第二支撑环外侧对应的第二圆环形加热管。

上述技术方案中，炉腔同时设置第一环形加热管以及第二环形加热管，通过二者同时加热，能够提高加热速率，并且可以使得硅片整体受热更加均匀，从而能够保证扩散质量。

在一些可选的实施方案中，扩散炉的进气口开设在炉体顶部，扩散炉的出气口开设在炉体底部。

上述技术方案中，将扩散炉的进气口设置在炉体顶部，并且将扩散炉的出气口设置在炉体底部，能够使得扩散气流的流动方向与炉腔内硅片的放置方向平行，从而可以较大程度地保持扩散气流的通畅性，进而保证扩散质量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种扩散石英舟的结构示意图；

图2为图1中I的局部放大图；

图3为图1中II的剖面示意图；

图4为本申请实施例提供的一种扩散炉的结构示意图。

图标：10-扩散石英舟；100-第一支撑环；110-第一卡槽；200-第二支撑环；210-第二卡槽；300-第三支撑环；400-固定件；1-扩散炉；20-炉腔；30-第一环形加热管；40-第二环形加热管；50-进气口；60-出气口。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

现有技术中，太阳能电池扩散工艺需要使用到扩散炉，但是，现有扩散炉存在自身体积大以及内部空间利用率低等问题，导致扩散炉的产能较低；此外，现有扩散炉还存在硅片受热不均以及热量浪费严重等问题。

发明人研究发现，通过对石英舟的结构进行优化，将其设置为圆环形，使得其中的硅片呈放射状分布，能够大幅减小扩散炉的自身体积，并且提高炉体的内部空间利用率，进而提高产能。

参阅图1、图2和图3，第一方面，本申请实施例提供一种扩散石英舟10，包括第一支撑环100以及第二支撑环200。第一支撑环100的外壁沿第一支撑环100的周向设置有多个第一卡槽110；第二支撑环200沿第一支撑环100的径向与第一支撑环100间隔设置，且第二支撑环200位于第一支撑环100外侧，第二支撑环200的内壁沿第二支撑环200的周向设置有多个第二卡槽210；第一卡槽110和第二卡槽210对应设置，用于相互配合卡接硅片的两侧边缘。

本申请中，第一支撑环100以及第二支撑环200均设置为圆环形，使得整个扩散石英舟10呈现圆环形，并且，第一卡槽110和第二卡槽210均设置为多个且沿对应支撑环的周向分布，用于卡接硅片的两侧边缘，便于将硅片沿周向进行排布，相较于水平形式的石英舟，在体积相近的情况下，能够扩大硅片容量、提高空间利用率，从而提高产能；相较于传统的水平形式的石英舟，在硅片容量相近的情况下，能够减少自身体积，从而减少设备的占地空间。

需要说明的是，当扩散石英舟10仅设置有第一支撑环100以及第二支撑环200时，只需要将第一支撑环100以及第二支撑环200同时固定连接在扩散炉1的侧壁上即可进行扩散工艺(即扩散石英舟10与扩散炉1是一体的，且硅片的底部直接与扩散炉1的底壁抵接)。

需要注意的是，第一支撑环100与第二支撑环200在第一支撑环100的径向上的间距不做具体限定，间距可以根据硅片的实际尺寸进行设置，只要能够将硅片固定住即可。

需要注意的是，第一支撑环100和第二支撑环200在对应支撑环的轴向上的位置不做具体限定，即第一支撑环100可以位于第二支撑环200上方，也可以位于第二支撑环200的下方，还可与第二支撑环200齐平。

作为一种示例，在第一支撑环100的轴向上，第一支撑环100到石英舟的底部的距离为L1，在第二支撑环200的轴向上，第二支撑环200到石英舟的底部的距离为L2，L1和L2相同。

该实施方式中，在第一支撑环100以及第二支撑环200的各自轴向上，使得二者到石英舟的底部的距离相同(即L1等于L2)，能够保证第一支撑环100和第二支撑环200位于同一高度，从而使得硅片的两侧边缘受力位置相同，进而保证硅片被卡接固定时受力平衡。

作为一种示例，沿第一支撑环100的周向，第一卡槽110的尺寸和硅片的厚度比为(2～4)：1，例如但不限于于厚度比为；2：1、3：1和4：1中的任意一者点值或任意二者之间的范围值；沿第二支撑环200的周向，第二卡槽210的尺寸与硅片的厚度比为(2～4)：1，例如但不限于于厚度比为；2：1、3：1和4：1中的任意一者点值或任意二者之间的范围值。

该实施方式中，将第一卡槽110和第二卡槽210在对应支撑环周向上的尺寸限定在上述范围内，使得第一卡槽110和第二卡槽210具有适宜的尺寸。一方面能够保证在双面扩散时(即仅卡接固定一片硅片)，硅片不会发生严重倾斜，避免影响扩散效果；另一方面能够在单面扩散时(即卡接固定两片硅片)，将两片硅片更好地固定在一起。

需要进行说明的是，扩散质量主要是通过扩散后硅片表面的方块电阻的均匀性来判断，方块电阻的均匀性好，则说明扩散质量好，方块电阻的均匀性差，则说明扩散效果差。

作为一种示例，多个第一卡槽110沿第一支撑环100的周向均匀间隔分布，多个第二卡槽210沿第二支撑环200的周向均匀间隔分布。

该实施方式中，多个第一卡槽110和多个第二卡槽210均沿对应支撑环的周向均匀间隔分布，能够使得每片硅片受到均匀的热量并与扩散气体均匀接触，从而保证扩散质量。

作为一种示例，沿第一支撑环100的周向，相邻两个第一卡槽110之间的间距为3～4mm，沿第二支撑环200的周向，相邻两个第二卡槽210之间的间距为7～8mm。

该实施方式中，分别将相邻两个第一卡槽110之间的间距以及相邻两个第二卡槽210之间的间距限定在上述范围，能够有效避免在周向上相邻分布的硅片在扩散过程中相互干扰，从而保证扩散质量。

需要注意的是，第一卡槽110的数量不做具体限定。

作为一种示例，第一卡槽110的数量为360个。

作为一种示例，扩散石英舟10还包括第三支撑环300和固定件400；第三支撑环300设置于第一支撑环100和第二支撑环200之间，用于支撑硅片的底部；固定件400将第一支撑环100、第三支撑环300和第二支撑环200依次连接。

该实施方式中，设置第三支撑环300，通过第三支撑环300来支撑硅片的底部，能够避免硅片的底部整个与扩散炉1的底部直接接触，该设置能够使得硅片表面尽可能多的与扩散气源直接接触，从而保证扩散的均匀性。

此外，设置固定件400，并且将固定件400设置为第一支撑环100、第三支撑环300和第二支撑环200依次连接，该设置使得扩散石英舟10自身是一个独立的整体，相较于直接将扩散石英舟10固定连接在扩散炉1内进行使用的形式，能够提高装置的兼容性。

作为一种示例，扩散石英舟10满足以下条件A和B中的至少一个：

A，第三支撑环300设置有多个，且多个第三支撑环300沿第一支撑环100的径向均匀间隔分布。

B，固定件400设置有多个，多个固定件400沿第一支撑环100的周向均匀间隔分布。

该实施方式中，第三支撑环300设置有多个且沿第一支撑环100的径向均匀间隔分布，能够使得硅片的底部的支撑受力点更多，从而提高硅片被卡接固定时的稳定性。

此外，固定件400设置有多个，且将多个固定件400设置为沿第一支撑环100的周向均匀间隔分布，能够进一步提高扩散石英舟10的结构稳定性。

可以理解的是，为了使得硅片卡接固定时处于稳定状态，第三支撑环300设置在第一支撑环100以及第二支撑环200的下方。

需要注意的是，第三支撑环300的数量不做具体限定。

作为一种示例，第三支撑环300设置有多个，且多个第三支撑环300沿第一支撑环100的径向均匀间隔分布。

作为一种示例，第三支撑环300设置有两个。

需要注意的是，固定件400的具体数量不做限定。

参阅图1，作为一种示例，固定件400设置有四个，且四个固定件400沿第一支撑环100的周向均匀间隔分布。

该实施方式中，设置四个固定件400，且将四个固定件400设置为沿第一支撑环100的周向均匀间隔分布，能够进一步加强第一支撑环100、第三支撑环300和第二支撑环200的结构稳定性。

需要注意的是，固定件400的具体形式不做限定。

参阅图3，作为一种示例，固定件400为连接杆形式。

参阅图4，第二方面，本申请实施例提供一种扩散炉1，扩散炉1设有安装第一方面实施例提供的扩散石英舟10的炉腔20。

本申请中，扩散炉1设有安装第一方面实施例提供的扩散石英舟10的炉腔20，相较于传统的扩散炉1，该扩散炉1具有自身体积小以及内部空间利用率高的优势。

需要说明的是，为了提高扩散炉1的空间利用率，扩散炉1的炉腔20的内部构型需要跟石英舟对应，即将炉腔20设置为圆环形，从而使得炉内空间得到充分利用。

需要注意的是，炉腔20内的加热管数量不做具体限定，可以根据实际需要进行设置。

作为一种示例，炉腔20设有与第一支撑环100内侧对应的第一圆环形加热管以及与第二支撑环200外侧对应的第二圆环形加热管。

该实施方式中，炉腔20同时设置第一环形加热管30以及第二环形加热管40，通过二者同时加热，能够提高加热速率，并且可以使得硅片整体受热更加均匀，从而能够保证扩散质量。

需要注意的是，第一环形加热管30以及第二环形加热管40的具体尺寸不做限定，可以根据第一支撑环100以及第二支撑环200的尺寸进行设置。

作为一种示例，第一环形加热管30的半径为220mm，第二环形加热管40的半径为240mm。

可以理解的是，考虑到加热速率，可以对第一环形加热管30以及第二环形加热管40与硅片之间的间距进行限定。

作为一种示例，第一环形加热管30以及第二环形加热管40与硅片之间的间距均为1～5mm，例如但不限于间距为1mm、2mm、3mm、4mm和5mm中的任意一者点值或任意二者之间的范围值。

可以理解的是，第一环形加热管30以及第二环形加热管40的具体形式不做限定。

作为一种示例，第一环形加热管30以及第二环形加热管40均为加热灯管。

需要注意的是，考虑到硅片的受热均匀性，第一环形加热管30以及第二环形加热管40均设置有单独的温度调节件，通过单独的温度调节件能够使得硅片的内外两侧受热更加均匀，从而保证扩散质量。

作为一种示例，扩散炉1的进气口50开设在炉体顶部，扩散炉1的出气口60开设在炉体底部。

该实施方式中，将扩散炉1的进气口50设置在炉体顶部，并且将扩散炉1的出气口60设置在炉体底部，能够使得扩散气流的流动方向与炉腔20内硅片的放置方向平行，从而可以较大程度地保持扩散气流的通畅性，使得硅片与扩散气流接触更加均匀，进而保证扩散质量。

需要注意的是，扩散炉1的炉腔20中的石英舟数量不做具体限定，并且炉腔20也可以根据石英舟的数量相应调整。

作为一种示例，炉腔20被配置为能够容纳两个上下叠加放置的石英舟。

该实施方式中，将两个石英舟沿石英舟的高度方向叠加放置，能够进一步增加扩散炉1的处理容量，更为重要的是，由于扩散气流的流动方向与硅片的放置方向平行，并不会因为硅片处理容量增加而影响扩散质量。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种扩散石英舟，其特征在于，包括：

第一支撑环，所述第一支撑环的外壁沿所述第一支撑环的周向设置有多个第一卡槽；以及

第二支撑环，所述第二支撑环沿所述第一支撑环的径向与所述第一支撑环间隔设置，且所述第二支撑环位于所述第一支撑环外侧，所述第二支撑环的内壁沿所述第二支撑环的周向设置有多个第二卡槽；所述第一卡槽和所述第二卡槽对应设置，用于相互配合卡接硅片的两侧边缘。

2.根据权利要求1所述的扩散石英舟，其特征在于，在所述第一支撑环的轴向上，所述第一支撑环到所述石英舟的底部的距离为L1，在所述第二支撑环的轴向上，所述第二支撑环到所述石英舟的底部的距离为L2，所述L1和所述L2相同。

3.根据权利要求1所述的扩散石英舟，其特征在于，沿所述第一支撑环的周向，所述第一卡槽的尺寸和所述硅片的厚度比为(2～4)：1，沿所述第二支撑环的周向，所述第二卡槽的尺寸与所述硅片的厚度比为(2～4)：1。

4.根据权利要求1所述的扩散石英舟，其特征在于，多个所述第一卡槽沿所述第一支撑环的周向均匀间隔分布，多个所述第二卡槽沿所述第二支撑环的周向均匀间隔分布。

5.根据权利要求4所述的扩散石英舟，其特征在于，沿所述第一支撑环的周向，相邻两个所述第一卡槽之间的间距为3～4mm，沿所述第二支撑环的周向，相邻两个所述第二卡槽之间的间距为7～8mm。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的扩散石英舟，其特征在于，所述扩散石英舟还包括第三支撑环和固定件；所述第三支撑环设置于所述第一支撑环和所述第二支撑环之间，用于支撑所述硅片的底部；所述固定件将所述第一支撑环、所述第三支撑环和所述第二支撑环依次连接。

7.根据权利要求6所述的扩散石英舟，其特征在于，所述扩散石英舟满足以下条件A和B中的至少一个：

A，所述第三支撑环设置有多个，且多个所述第三支撑环沿所述第一支撑环的径向均匀间隔分布；

B，所述固定件设置有多个，多个所述固定件沿所述第一支撑环的周向均匀间隔分布。

8.一种扩散炉，其特征在于，所述扩散炉设有安装权利要求1～7中任一项所述的扩散石英舟的炉腔。

9.根据权利要求8所述的扩散炉，其特征在于，所述炉腔设有与所述第一支撑环内侧对应的第一圆环形加热管以及与所述第二支撑环外侧对应的第二圆环形加热管。

10.根据权利要求8所述的扩散炉，其特征在于，所述扩散炉的进气口开设在炉体顶部，所述扩散炉的出气口开设在炉体底部。

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