[发明专利]一种改进型磷扩散炉及其排除三氯氧磷的方法

说明书

本发明涉及太阳能电池片的制造领域，尤其是涉及的是一种改进型磷扩散炉，包括：扩散炉炉体、气源装置、尾气收集装置，所述扩散炉炉体的头部设置有炉门，所述扩散炉炉体的内部设置有炉管，所述气源装置与扩散炉炉体连通且为扩散炉炉体提供气源，所述尾气收集装置与扩散炉炉体连通，以收集扩散炉炉体内的尾气，所述气源装置以不同气体流速的多个气路为扩散炉炉体提供气源。本发明结构简单，有效地避免了三氯氧磷热分解过程中的中间产物对扩散炉的腐蚀及炉管尾的堵塞，大大延长了扩散炉的使用寿命。

技术领域

本发明涉及太阳能电池片的制造领域，尤其是涉及的是一种改进型的磷扩散炉及其排除三氯氧磷的方法。

背景技术

磷扩散工序是太阳能电池片制造工艺中的一道关键工艺。太阳能电池片的核心结构—PN结的形成就是在该工序中完成的。

磷扩散技术目前主要有以下三种工艺方式：三氯氧磷(POCl₃)液态源扩散、喷涂磷酸水溶液后链式扩散、丝网印刷磷浆料后链式扩散。目前以三氯氧磷(POCl₃)液态源扩散方式最为常见。这种方法的优点在于生产效率较高，能够制造得到均匀、平整和扩散面良好的PN结，因此应用范围更广，适合进行大批量生产。

磷扩散技术的原理以及涉及到的化学反应方程式如下：

POCl₃在高温下(600℃)分解生成五氯化磷(PCl₅)和五氧化二磷(P₂O₅)，其反应式如下：

5POCl₃→3PCl₅+P₂O₅

生成的P₂O₅在扩散温度下与硅反应，生成二氧化硅(SiO₂)和磷原子(P)，其反应式如下：

2P₂O₅+5Si→5SiO₂+4P

生成的PCl₅是不易分解的，并且对硅有腐蚀作用，破坏硅片的表面状态，

由以上可知，在磷扩散工艺中，中间产物PCl₅不易分解，容易堆积在炉管内，对硅片、石英设备产生腐蚀作用，而且容易堆积堵塞炉管，影响气流的顺畅性，从而造成返工片增加。

另外，在磷扩散工艺中，三氯氧磷往往会出现热分解不完全，导致尾气中含有较多的三氯氧磷气体，三氯氧磷气体是一种有毒的气体，若没有经过尾气处理，直接排放出来，会严重影响环境及人们的身体健康。现有的磷扩散炉对磷扩散工艺中产生的尾气只是做到集中收集的作用，尾气在收集之后还需要做进一步的处理，操作繁琐，成本增加。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种降低了五氯化磷对硅片、石英设备的腐蚀，有效避免了偏磷酸在流通管道内沉积，同时也减少了偏磷酸对石英设备的腐蚀的磷扩散炉，而且还提供了使用该磷扩散炉排除三氯氧磷的方法。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种改进型磷扩散炉，包括：

扩散炉炉体，所述扩散炉炉体的头部设置有炉门，所述扩散炉炉体的内部设置有炉管，所述炉管内设置有用于承载光伏硅片的石英舟；

气源装置，其与扩散炉炉体连通且为扩散炉炉体提供气源；

尾气收集装置，其与扩散炉炉体连通，以收集扩散炉炉体内的尾气；

其中，所述气源装置以不同气体流速的多个气路为扩散炉炉体提供气源。