[发明专利]太阳能电池用硅片扩散炉

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池硅片加工设备领域，尤其是一种太阳能电池用硅片扩散炉。

背景技术

太阳能电池原理主要是以半导体材料硅为基体，利用扩散工艺在硅晶体中掺入杂质：当掺入硼、磷等杂质时，硅晶体中就会存在着一个空穴，形成n型半导体；同样，掺入磷原子以后，硅晶体中就会有一个电子，形成p型半导体，p型半导体与n型半导体结合在一起形成pn结，当太阳光照射硅晶体后，pn结中n型半导体的空穴往p型区移动，而p型区中的电子往n型区移动，从而形成从n型区到p型区的电流，在pn结中形成电势差，这就形成了太阳能电池。

太阳能电池需要一个大面积的PN结以实现光能到电能的转换，而扩散炉即为制造太阳能电池PN结的专用设备。扩散炉一般包括设置有炉门的炉体，炉体内设有石英舟，硅片放置于石英舟上，炉体上设有用于扩散气体进入炉体内的进气管和扩散处理后排放尾气的排放管，所述排放管上连接有抽风机，扩散一般用三氯氧磷液态源作为扩散源，把P型硅片放在扩散炉的石英舟内，在850-900摄氏度高温下使用氮气将三氯氧磷带入石英舟，通过三氯氧磷和硅片进行反应，得到磷原子，经过一定时间，磷原子从四周进入硅片的表面层，并且通过硅原子之间的空隙向硅片内部渗透扩散，形成了N型半导体和P型半导体的交界面，也就是PN结。这种方法制出的PN结均匀性好,方块电阻的不均匀性小于百分之十，少子寿命可大于10μs，制造PN结是太阳电池生产最基本也是最关键的工序。因为正是PN结的形成，才使电子和空穴在流动后不再回到原处，这样就形成了电流，用导线将电流引出，就是直流电。

由于扩散炉的炉门通常较重，人工打开或关闭较为困难，为了将方便将硅片放入炉体内和从炉体内取出，通常在炉门上都设置有用于打开或关闭炉门的开关装置，现有的开关装置包括一个前进电机和一个旋转电机，前进电机用于将炉门与炉体接触与分离，旋转电机用于将炉门旋转到炉口的侧面，让出了进出炉体的空间，前进电机通过一根推拉杆与炉门相连，旋转电机通过一根旋转杆与炉门相连，这种开关装置在使用过程中，存在以下问题：这种结构的开关装置，旋转电机与炉门分别位于旋转杆的两端，这就使得旋转电机需要提供很大的旋转力矩才能使炉门转动，旋转电机承受的旋转力矩较大，电机的负荷较大，很容易将旋转电机烧坏，旋转电机的使用寿命较短，需要频繁的更换电机，不但影响生产的正常进行，同时也大大增加了生产成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够降低生产成本的太阳能电池用硅片扩散炉。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该太阳能电池用硅片扩散炉，包括设置有炉门的炉体，炉体内设有石英舟，硅片放置于石英舟上，炉体上设有用于扩散气体进入炉体内的进气管和扩散处理后排放尾气的排放管，所述排放管上连接有抽风机，所述炉体上设置有用于打开或关闭炉门的开关装置，所述开关装置包括底座，所述底座上设置有可移动式支架以及用于驱动可移动式支架沿炉体轴向方向移动的第一驱动装置，还包括旋转杆、推拉杆以及用于推动推拉杆移动的第二驱动装置，所述底座、可移动式支架、第一驱动装置、旋转杆、推拉杆以及第二驱动装置均位于炉体的轴向中心线下方，所述第二驱动装置通过转轴固定在可移动式支架上，所述旋转杆的前端固定在炉门上，末端通过转轴固定在可移动式支架上，推拉杆的前端通过转轴固定在旋转杆上，末端与第二驱动装置相连，当第二驱动装置推动推拉杆移动时，推拉杆推动旋转杆绕旋转杆末端的转轴旋转从而带动炉门旋转。

进一步的是，所述推拉杆的前端通过转轴固定在旋转杆的前端。

进一步的是，还包括压缩弹簧，所述压缩弹簧的前端固定在旋转杆上，末端固定在底座上，并且所述压缩弹簧与推拉杆位于旋转杆的同一侧。

进一步的是，所述压缩弹簧的前端固定在旋转杆的前端。

进一步的是，所述第一驱动装置、第二驱动装置均为气缸。

进一步的是，所述固定旋转杆末端的转轴与固定第二驱动装置的转轴分别设置在炉体轴向中心线的两侧。