[实用新型]液相滴定反向掺杂装置及单晶炉

说明书

本实用新型提供了一种液相滴定反向掺杂装置及单晶炉，包括掺杂埚、送料管以及加热元件，掺杂埚连接于炉体的内壁上；送料管连通于掺杂埚的底部，且向下延伸至坩埚内，送料管上设有控制阀门；加热元件设置于掺杂埚的周壁上。本实用新型提供的液相滴定反向掺杂装置，利用掺杂埚容纳反向掺杂剂，并通过加热元件对掺杂埚内的反向掺杂剂进行加热，使反向掺杂剂处于熔化状态，并借助送料管向坩埚内输送反向掺杂剂，以避免因分凝而造成的目标掺杂元素浓度的上升，反向掺杂剂的添加量根据装料重量和拉晶速度等参数进行实时换算得到，反向掺杂剂的添加量通过控制阀门进行控制，使制得的单晶棒的电阻率具有均匀性。

技术领域

本实用新型属于单晶棒生产技术领域，更具体地说，是涉及一种液相滴定反向掺杂装置及单晶炉。

背景技术

太阳能电池主要分为单晶电池和多晶电池，其中单晶电池因其效率高、发电性能好而成为光伏行业的主流。单晶电池的本体材料是单晶硅，目前单晶硅主要采用直拉法获得。

在拉晶过程中需要放入掺杂剂以获得特定导电类型的晶棒。以P型单晶硅棒为例，该单晶硅棒主要使用镓元素作为掺杂剂，但因为镓在硅溶液中的分凝系数只有0.008,根据分凝原理，随着晶体凝固百分比的增加，硅溶液内的镓含量会越来越高，进而随着硅棒长度的增加，其尾端电阻率会越来越低，使得晶棒头部与尾部电阻率差距过大。

根据理论测算，一炉硅料完全拉制成P型单晶硅棒，其头尾电阻率差异大于10倍。所切硅片无法满足电池工艺的兼容性，电池片效率分布极为分散，极差较大，造成了硅料的极大浪费。同理，对于N型单晶硅棒也同样存在上述问题。直拉单晶硅在拉晶过程中因掺杂元素的分凝效应，会使晶棒电阻率头尾分布差异过大，导致电池的工艺兼容性差，电池效率分布分散，极差较大，影响生产质量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种液相滴定反向掺杂装置及单晶炉，通过液相滴定进行反向掺杂，提高了单晶棒电阻率的均匀性。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种液相滴定反向掺杂装置，包括：

掺杂埚，连接于炉体的内壁上、且位于导流筒与炉体之间，用于容纳反向掺杂剂；

送料管，连通于掺杂埚的底部，且向下延伸至坩埚内，用于向坩埚内供送反向掺杂剂，送料管上设有控制阀门；

加热元件，设置于掺杂埚的周壁上，用于加热反向掺杂剂。

在一种可能的实现方式中，液相滴定反向掺杂装置还包括水平贯穿炉体的侧壁以及保温层的承托杆，承托杆的内端设有用于承托掺杂埚的托盘，托盘具有开口向上、以容纳掺杂埚的容置腔。

一些实施例中，承托杆的内外两端分别设有外螺纹，承托杆的内端螺纹连接有抵接于保温层上的第一螺母，承托杆的外端螺纹连接有抵接于炉体外壁上的第二螺母；第一螺母与炉体的内壁之间设有第一密封圈，第二螺母与炉体的外壁之间设有第二密封圈，第一密封圈和第二密封圈分别套设于承托杆的外周。

一些实施例中，加热元件连接有延伸至炉体外部、且与电源相连的导线，导线沿承托杆的轴向贯穿承托杆设置。

一些实施例中，掺杂埚包括：

炭炭坩埚，设置于托盘的容置腔内，加热元件绕设于炭炭坩埚的周壁上；

石英坩埚，衬设于炭炭坩埚的内壁上，送料管贯穿炭炭坩埚以及石英坩埚的底壁向上延伸至与石英坩埚的内部连通，送料管用于自石英坩埚向坩埚内输送反向掺杂剂。

在一种可能的实现方式中，控制阀门包括：

阀门板，转动连接于送料管上，用于导通或断开送料管；

传动杆，贯穿炉体的侧壁设置，传动杆的内端与阀门板相连、外端连接有旋转驱动件，传动杆能够在旋转驱动件的驱动作用下带动阀门板旋转以导通或断开送料管。