CN216383051U - 电池片扩散工艺的磷源传输装置以及包含其的温度控制*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电池片扩散工艺的磷源传输装置以及包含其的温度控制***，涉及太阳能电池技术领域。上述电池片扩散工艺的磷源传输装置包括磷源携源管、热气流进气管、热气流出气管和隔热包覆材料；所述隔热包覆材料包覆磷源携源管、热气流进气管和热气流出气管，形成磷源传输管路；其中，所述热气流进气管和热气流出气管通过调整热气流的流量，进而调节磷源携源管中磷源的温度。上述磷源传输装置通过热气流进气管和热气流出气管的设置可以有效调节磷源携源管中磷源的温度，进而对硅片表面的温度进行控制。

Description

电池片扩散工艺的磷源传输装置以及包含其的温度控制***

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池技术领域，尤其是涉及一种电池片扩散工艺的磷源传输装置以及包含其的温度控制***。

背景技术

目前，晶硅太阳能电池扩散工艺中源瓶的大容量和单独控温模式逐渐被采用，其超长周期的使用时间，节约了人力成本，但是单独控温方式采用外置源瓶，携源管道传输路径长。因此，现有调控温度受空间和气流方向的影响较大，存在控温区域受限，控温滞后等缺点。受环境温度影响大，导致方阻波动很大；如何有效调控携源管道温度成为解决方阻波动大的方式之一。

磷硅玻璃具有吸附硅片内杂质(Fe、Ni等)和阻挡外部杂质(Na、K等)的作用，同时也是磷原子扩散进入硅片的扩散层，因而磷浓度为掺杂层中最高的部分。在扩散后检测硅片方块电阻时，这层磷硅玻璃的电阻占据了一定比例。如前所述磷硅玻璃聚集杂质，并且如果磷硅玻璃去除不干净，在后续镀减反射膜会造成色差，因此在扩散后要进行去磷硅玻璃处理，去除磷硅玻璃。这就使扩散后硅片在去磷硅玻璃(PSG)后的方块电阻有增大的现象。为了更好的与后续工序丝网印刷、烧结匹配，方块电阻的稳定性、去PSG层厚度的控制至关重要。但对于经不同扩散工艺扩散的硅片，由于其形成的磷掺杂深度及浓度不同，致使其在去PSG后的方块电阻增值也不尽相同，即使相同扩散工艺，基于扩散设备的差异也会造成此现象。

因此，针对携源管道长，受环境温度影响导致的方阻波动，现有控温技术滞后等缺点。研究开发出一种能够有效调控携源管道温度，实现管路精确控温，降低方阻波动性的装置，变得十分必要和迫切。

有鉴于此，特提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型的第一目的在于提供一种电池片扩散工艺的磷源传输装置，所述磷源传输装置可以有效调节磷源携源管中磷源的温度，进而对硅片表面的温度进行控制。

本实用新型的第二目的在于提供一种电池片扩散工艺过程中温度控制***，所述温度控制***的磷源输送单元包括上述磷源传输装置。该磷源传输装置可以对磷源携源管中的磷源进行实时、迅速的控制，从而达到稳定扩散后硅片温度以及硅片电阻的目的。

为了实现本实用新型的上述目的，特采用以下技术方案：

本实用新型提供的一种电池片扩散工艺的磷源传输装置，所述磷源传输装置包括磷源携源管、热气流进气管、热气流出气管和隔热包覆材料；

所述隔热包覆材料包覆磷源携源管、热气流进气管和热气流出气管，形成磷源传输管路；

所述热气流进气管和热气流出气管通过调整热气流的流量，进而调节磷源携源管中磷源的温度。

进一步的，所述磷源携源管的直径为5mm～30mm；

所述热气流进气管和/或热气流出气管的直径为10mm～45mm。

进一步的，所述热气流进气管和热气流出气管中的热气流为热排余热。

本实用新型提供的一种电池片扩散工艺过程中温度控制***，所述温度控制***包括：磷源输送单元、硅片温度检测单元、温控单元、恒温调节单元和保温气体控制单元；

其中，所述磷源输送单元包括上述磷源传输装置。

进一步的，所述硅片温度检测单元用于检测硅片的温度，并将硅片的温度反馈至温控单元。

更进一步的，所述硅片温度检测单元包括测温电偶。

进一步的，所述温控单元控制所述恒温调节单元和/或保温气体控制单元。

进一步的，所述保温气体控制单元包括热气流传输泵。

更进一步的，所述热气流传输泵与上述磷源传输装置中的热气流进气管和热气流出气管相连通，用于控制热气流进气管和热气流出气管中热气流的流通量。

进一步的，所述恒温调节单元与磷源相连通，用于控制调节进入磷源输送单元的磷源的温度。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的电池片扩散工艺的磷源传输装置，所述磷源传输装置包括磷源携源管、热气流进气管、热气流出气管和隔热包覆材料；所述隔热包覆材料包覆磷源携源管、热气流进气管和热气流出气管，形成磷源传输管路；其中，所述热气流进气管和热气流出气管通过调整热气流的流量，进而调节磷源携源管中磷源的温度。上述磷源传输装置通过热气流进气管和热气流出气管的设置可以有效调节磷源携源管中磷源的温度，进而对硅片表面的温度进行控制。

本实用新型提供的电池片扩散工艺过程中温度控制***，所述温度控制***包括：磷源输送单元、硅片温度检测单元、温控单元、恒温调节单元和保温气体控制单元；其中，所述磷源输送单元包括上述磷源传输装置。该磷源传输装置可以对磷源携源管中的磷源进行实时、迅速的控制，从而达到稳定扩散后硅片温度以及硅片电阻的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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的附图。

图1为本实用新型实施例1提供的电池片扩散工艺的磷源传输装置结构示意图；

图2为本实用新型实施例1提供的在现有机台的磷源携源管上外接入热气流进气管和热气流出气管的结构示意图；

图3为本实用新型实施例2提供的电池片扩散工艺过程中温度控制***的结构示意图；

图4为本实用新型实施例2提供的加入硅片温度检测单元后的硅片结构与现有硅片结构的对比示意图；

图5为本实用新型实施例2提供的电池片扩散工艺过程中温度控制***的具体结构图。

图标：11-磷源携源管；12-热气流进气管；13-热气流出气管；14-隔热包覆材料；15-机台；1-磷源输送单元；2-硅片温度检测单元；3-温控单元；4-恒温调节单元；5-保温气体控制单元；51-热气流传输泵；31-温控调节模块；6-磷源柜源。

具体实施方式

下面将结合实施例对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

根据本实用新型的一个方面，一种电池片扩散工艺的磷源传输装置，所述磷源传输装置包括磷源携源管11、热气流进气管12、热气流出气管13和隔热包覆材料14；

所述隔热包覆材料14包覆磷源携源管11、热气流进气管12和热气流出气管13，形成磷源传输管路；

所述热气流进气管12和热气流出气管13通过调整热气流的流量，进而调节磷源携源管11中磷源的温度。

本实用新型提供的电池片扩散工艺的磷源传输装置，所述磷源传输装置包括磷源携源管11、热气流进气管12、热气流出气管13和隔热包覆材料14；所述隔热包覆材料14包覆磷源携源管11、热气流进气管12和热气流出气管13，形成磷源传输管路；其中，所述热气流进气管12和热气流出气管13通过调整热气流的流量，进而调节磷源携源管11中磷源的温度。上述磷源传输装置通过热气流进气管12和热气流出气管13的设置可以有效调节磷源携源管11中磷源的温度，进而对硅片表面的温度进行控制。

需要说明的是，现有研究表明，扩散工艺过程中磷源的温度与扩散后的方阻有直接关系，磷源温度的变化会引起扩散方阻的波动。针对携源管道长，受环境温度影响导致的方阻波动，现有控温技术滞后等缺点。本实用新型通过利用隔热包覆材料14将磷源携源管11、热气流进气管12和热气流出气管13包覆制得磷源传输管路的方法，达到了管路精确控温，降低方阻的波动性的目的。

进一步的，为了将扩散后的方块电阻增值控制在某一特定范围内，在磷源扩散温度可控的条件下，本实用新型工艺可以通过调整扩散工艺的通氧量，三氯氧磷通入量、通入时间以及温度的变化，在保证均匀的PN结深度和浓度的前提下，确定去PSG后方块电阻的增值。从而有效优化了太阳电池工艺匹配，在太阳电池制作过程中，扩散后硅片的方块电阻在去PSG后会有增加，为使后续丝网印刷工艺能与硅片方块电阻很好的匹配，本实用新型工艺使去PSG后方阻增值能精确控制在一定范围内。

在本实用新型的一种优选实施方式中，所述磷源携源管11的直径为5mm～30mm；所述热气流进气管12和/或热气流出气管13的直径为10mm～45mm。

在本实用新型的一种优选实施方式中，所述热气流进气管12和热气流出气管13中的热气流为热排余热。

作为一种优选的实施方式，本实用新型根据工艺匹配的需求，通过利用热排余热控制热气流进气管12和热气流出气管13中的热气流流量，从而实现自动控制磷源传输温度，达到扩散方阻稳定并且满足后续丝网印刷、正银、烧结等工序的要求，最重要的是其PN结结构也不会在去磷硅玻璃(PSG)后遭到破坏而保持均匀合适的结深和浓度，进而可以使单晶太阳电池的电性能指标、光谱响应达到要求，并降低单晶太阳电池效率衰减的幅度。

根据本实用新型的一个方面，一种电池片扩散工艺过程中温度控制***，所述温度控制***包括：磷源输送单元1、硅片温度检测单元2、温控单元3、恒温调节单元4和保温气体控制单元5；

其中，所述磷源输送单元1包括上述磷源传输装置。

本实用新型提供的电池片扩散工艺过程中温度控制***，所述温度控制***包括：磷源输送单元1、硅片温度检测单元2、温控单元3、恒温调节单元4和保温气体控制单元5；其中，所述磷源输送单元1包括上述磷源传输装置。该磷源传输装置可以对磷源携源管11中的磷源进行实时、迅速的控制，从而达到稳定扩散后硅片温度以及硅片电阻的目的。

在本实用新型的一种优选实施方式中，所述硅片温度检测单元2用于检测硅片的温度，并将硅片的温度反馈至温控单元3。

作为一种优选的实施方式，电池片扩散工艺过程中，硅片处于高温状态，进入扩散炉管的低温磷源与硅片接触后会降低待扩散硅片的温度，引起硅片温度的变化。本申请通过对硅片温度的实时检测，进而得到硅片的温度状态。

在上述优选实施方式中，所述硅片温度检测单元2包括测温电偶。

在本实用新型的一种优选实施方式中，所述温控单元3控制所述恒温调节单元4和/或保温气体控制单元5。

作为一种优选的实施方式，通过硅片温度的实时测量，对于小范围温度变化，通过保温气体控制单元5使磷源传输装置中的热气流进气管12和热气流出气管13作用，实时、迅速改变进入扩散工艺的磷源温度；对于与初设温度值相差大的温度变化，通过恒温调节单元4直接控制调节进入磷源输送单元1的磷源的温度，整体提高或者降低磷源温度。

在本实用新型的一种优选实施方式中，所述保温气体控制单元5包括热气流传输泵51。

在上述优选实施方式中，所述热气流传输泵51与上述磷源传输装置中的热气流进气管12和热气流出气管13相连通，用于控制热气流进气管12和热气流出气管13中热气流的流通量。通过调整热气流的流量，调节温度，建立起流量与温度的对应关系，同时建立流量与泵速的关系，最终调节泵速达到控制温度。

具体的，热气流传输泵51热排中部分热风抽出，通过热气流与携源气流方向的对流进行加热，最终将传热后的气流在汇入到热排中。

在本实用新型的一种优选实施方式中，所述恒温调节单元4与磷源相连通，用于控制调节进入磷源输送单元1的磷源的温度。

下面将结合实施例对本实用新型的技术方案进行进一步地说明。

实施例1

如图1所示，一种电池片扩散工艺的磷源传输装置，所述磷源传输装置包括磷源携源管11、热气流进气管12、热气流出气管13和隔热包覆材料14；

所述隔热包覆材料14包覆磷源携源管11、热气流进气管12和热气流出气管13，形成磷源传输管路；

所述热气流进气管12和热气流出气管13通过调整热气流的流量，进而调节磷源携源管11中磷源的温度。

本实施例提供的电池片扩散工艺的磷源传输装置，所述隔热包覆材料14包覆磷源携源管11、热气流进气管12和热气流出气管13，形成磷源传输管路；其中，所述热气流进气管12和热气流出气管13通过调整热气流的流量，进而调节磷源携源管11中磷源的温度。上述磷源传输装置通过热气流进气管12和热气流出气管13的设置可以有效调节磷源携源管11中磷源的温度，进而对硅片表面的温度进行控制。

参见图2，在本实施例的一种优选实施方式中，本实施例通过在现有机台15的磷源携源管11上外接入热气流进气管12和热气流出气管13，进而可以使得热排余热通过热气流进气管12和热气流出气管13从而控制磷源携源管11的温度。

优选地，所述磷源携源管11的直径为5mm～30mm；所述热气流进气管12和/或热气流出气管13的直径为10mm～45mm。

在本实施例的一种优选实施方式中，所述热气流进气管12和热气流出气管13中的热气流为热排余热。使用热排余热作为热气流源有效遵循了节约能源和能源的二次利用的原则，节约了电量的消耗，达到了能源的再利用。

实施例2

如图3所示，一种电池片扩散工艺过程中温度控制***，所述温度控制***包括：磷源输送单元1、硅片温度检测单元2、温控单元3、恒温调节单元4和保温气体控制单元5；

其中，所述磷源输送单元1包括上述实施例1的磷源传输装置。

所述硅片温度检测单元2用于检测硅片的温度，并将硅片的温度反馈至温控单元3；

所述温控单元3控制所述恒温调节单元4和/或保温气体控制单元5。

本实施例提供的电池片扩散工艺过程中温度控制***，所述温度控制***的磷源输送单元1包括上述实施例1的磷源传输装置，该磷源传输装置可以对磷源携源管11中的磷源进行实时、迅速的控制，从而达到稳定扩散后硅片温度以及硅片电阻的目的。同时，本实施例中的硅片温度检测单元2可以对硅片的温度进行实时测量，对于小范围温度变化，通过保温气体控制单元5使磷源传输装置中的热气流进气管12和热气流出气管13作用，实时、迅速改变进入扩散工艺的磷源温度；对于与初设温度值相差大的温度变化，通过恒温调节单元4直接控制调节进入磷源输送单元1的磷源的温度，整体提高或者降低磷源温度。

在本实施例的一种优选实施方式中，所述硅片温度检测单元2包括测温电偶。

参见图4所示，图4为本实施例加入硅片温度检测单元2后的硅片结构与现有硅片结构的对比示意图。所述硅片温度检测单元2可以用于检测硅片的温度，并将硅片的温度反馈至温控单元3，从而实现对硅片温度的实时检测，进而得到硅片的温度状态。

具体的，本实施例电池片扩散工艺过程中温度控制***的结构如图5所示，由图5可知，所述保温气体控制单元5包括热气流传输泵51。所述热气流传输泵51与上述磷源传输装置中的热气流进气管12和热气流出气管13相连通，用于控制热气流进气管12和热气流出气管13中热气流的流通量。通过调整热气流的流量，调节温度，建立起流量与温度的对应关系，同时建立流量与泵速的关系，最终调节泵速达到控制温度。

继续参见图5，所述温控单元3为温控调节模块31，所述温控调节模块31与磷源柜源6相连通，通过恒温调节单元4控制进入磷源输送单元1中的磷源的温度。

综上所述，本实用新型通过磷源输送单元1、硅片温度检测单元2、温控单元3、恒温调节单元4和保温气体控制单元5构成的温度控制***增加了温度响应功能，可以实时迅速的检测扩散方阻，达到稳定扩散方阻的目的；经本实用新型扩散工艺后电池片在开路电压、短路电流、串联电阻、填充因子及效率表现方面明显优于常规扩散过程；本实用新型将扩散机台15热排余热应用到携源管道的控温过程中，通过热气流的不同流量有效的调控了携源管道的温度；减少了因源温导致的方阻波动，同时遵循节约能源和能源的二次利用原则，节约了电量的消耗，达到了能源的再利用。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.电池片扩散工艺的磷源传输装置，其特征在于，所述磷源传输装置包括磷源携源管(11)、热气流进气管(12)、热气流出气管(13)和隔热包覆材料(14)；

所述隔热包覆材料(14)包覆磷源携源管(11)、热气流进气管(12)和热气流出气管(13)，形成磷源传输管路；

所述热气流进气管(12)和热气流出气管(13)通过调整热气流的流量，进而调节磷源携源管(11)中磷源的温度。

2.根据权利要求1所述的磷源传输装置，其特征在于，所述磷源携源管(11)的直径为5mm～30mm；

所述热气流进气管(12)和/或热气流出气管(13)的直径为10mm～45mm。

3.根据权利要求1所述的磷源传输装置，其特征在于，所述热气流进气管(12)和热气流出气管(13)中的热气流为热排余热。

4.一种电池片扩散工艺过程中温度控制***，其特征在于，所述温度控制***包括：磷源输送单元(1)、硅片温度检测单元(2)、温控单元(3)、恒温调节单元(4)和保温气体控制单元(5)；

其中，所述磷源输送单元(1)包括权利要求1～3任一项所述的磷源传输装置。

5.根据权利要求4所述的温度控制***，其特征在于，所述硅片温度检测单元(2)用于检测硅片的温度，并将硅片的温度反馈至温控单元(3)。

6.根据权利要求5所述的温度控制***，其特征在于，所述硅片温度检测单元(2)包括测温电偶。

7.根据权利要求4所述的温度控制***，其特征在于，所述温控单元(3)控制所述恒温调节单元(4)和/或保温气体控制单元(5)。

8.根据权利要求4所述的温度控制***，其特征在于，所述保温气体控制单元(5)包括热气流传输泵(51)。

9.根据权利要求8所述的温度控制***，其特征在于，所述热气流传输泵(51)与权利要求1～3任一项所述的磷源传输装置中的热气流进气管和热气流出气管相连通，用于控制热气流进气管和热气流出气管中热气流的流通量。

10.根据权利要求4所述的温度控制***，其特征在于，所述恒温调节单元(4)与磷源相连通，用于控制调节进入磷源输送单元(1)的磷源的温度。

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