太陽能電池用硅片擴散爐的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種能夠降低生產(chǎn)成本的太陽能電池用硅片擴散爐。該擴散爐包括設(shè)置有爐門的爐體，爐體內(nèi)設(shè)有石英舟，硅片放置于石英舟上，爐體上設(shè)有進氣管和排放管，所述排放管上連接有抽風(fēng)機，所述爐體上設(shè)置有開關(guān)裝置，所述開關(guān)裝置包括懸掛支撐架，所述懸掛支撐架上懸掛有可移動式支架和第一驅(qū)動裝置，還包括旋轉(zhuǎn)桿、推拉桿以及用于推動推拉桿移動的第二驅(qū)動裝置。由于該結(jié)構(gòu)利用了省力杠桿的結(jié)構(gòu)，因此，在使爐門旋轉(zhuǎn)時，所需的力較小，第二驅(qū)動裝置承受的負荷較小，因而，不容易損壞第二驅(qū)動裝置，能不需要頻繁更換，減少了購買第二驅(qū)動裝置所需的費用，可以大大降低生產(chǎn)成本。適合在太陽能電池硅片加工設(shè)備領(lǐng)域推廣應(yīng)用。
【專利說明】太陽能電池用硅片擴散爐
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及太陽能電池硅片加工設(shè)備領(lǐng)域，尤其是一種太陽能電池用硅片擴散爐。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能電池原理主要是以半導(dǎo)體材料硅為基體，利用擴散工藝在硅晶體中摻入雜質(zhì):當(dāng)摻入硼、磷等雜質(zhì)時，硅晶體中就會存在著一個空穴，形成η型半導(dǎo)體；同樣，摻入磷原子以后，硅晶體中就會有一個電子，形成P型半導(dǎo)體，P型半導(dǎo)體與η型半導(dǎo)體結(jié)合在一起形成ρη結(jié)，當(dāng)太陽光照射硅晶體后，ρη結(jié)中η型半導(dǎo)體的空穴往P型區(qū)移動，而P型區(qū)中的電子往η型區(qū)移動，從而形成從η型區(qū)到P型區(qū)的電流，在ρη結(jié)中形成電勢差，這就形成了太陽能電池。
[0003]太陽能電池需要一個大面積的PN結(jié)以實現(xiàn)光能到電能的轉(zhuǎn)換，而擴散爐即為制造太陽能電池PN結(jié)的專用設(shè)備。擴散爐一般包括設(shè)置有爐門的爐體，爐體內(nèi)設(shè)有石英舟，硅片放置于石英舟上，爐體上設(shè)有用于擴散氣體進入爐體內(nèi)的進氣管和擴散處理后排放尾氣的排放管，所述排放管上連接有抽風(fēng)機，擴散一般用三氯氧磷液態(tài)源作為擴散源，把P型硅片放在擴散爐的石英舟內(nèi)，在850-900攝氏度高溫下使用氮氣將三氯氧磷帶入石英舟，通過三氯氧磷和硅片進行反應(yīng)，得到磷原子，經(jīng)過一定時間，磷原子從四周進入硅片的表面層，并且通過硅原子之間的空隙向硅片內(nèi)部滲透擴散，形成了 N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體的交界面，也就是PN結(jié)。這種方法制出的PN結(jié)均勻性好，方塊電阻的不均勻性小于百分之十，少子壽命可大于10 μ S，制造PN結(jié)是太陽電池生產(chǎn)最基本也是最關(guān)鍵的工序。因為正是PN結(jié)的形成，才使電子和空穴在流動后不再回到原處，這樣就形成了電流，用導(dǎo)線將電流引出，就是直流電。
[0004]由于擴散爐的爐門通常較重，人工打開或關(guān)閉較為困難，為了將方便將硅片放入爐體內(nèi)和從爐體內(nèi)取出，通常在爐門上都設(shè)置有用于打開或關(guān)閉爐門的開關(guān)裝置，現(xiàn)有的開關(guān)裝置包括一個前進電機和一個旋轉(zhuǎn)電機，前進電機用于將爐門與爐體接觸與分離，旋轉(zhuǎn)電機用于將爐門旋轉(zhuǎn)到爐口的側(cè)面，讓出了進出爐體的空間，前進電機通過一根推拉桿與爐門相連，旋轉(zhuǎn)電機通過一根旋轉(zhuǎn)桿與爐門相連，這種開關(guān)裝置在使用過程中，存在以下問題:這種結(jié)構(gòu)的開關(guān)裝置，旋轉(zhuǎn)電機與爐門分別位于旋轉(zhuǎn)桿的兩端，這就使得旋轉(zhuǎn)電機需要提供很大的旋轉(zhuǎn)力矩才能使爐門轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)電機承受的旋轉(zhuǎn)力矩較大，電機的負荷較大，很容易將旋轉(zhuǎn)電機燒壞，旋轉(zhuǎn)電機的使用壽命較短，需要頻繁的更換電機，不但影響生產(chǎn)的正常進行，同時也大大增加了生產(chǎn)成本。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠降低生產(chǎn)成本的太陽能電池用娃片擴散爐。
[0006]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:該太陽能電池用硅片擴散爐，包括設(shè)置有爐門的爐體，爐體內(nèi)設(shè)有石英舟，硅片放置于石英舟上，爐體上設(shè)有用于擴散氣體進入爐體內(nèi)的進氣管和擴散處理后排放尾氣的排放管，所述排放管上連接有抽風(fēng)機，所述爐體上設(shè)置有用于打開或關(guān)閉爐門的開關(guān)裝置，所述開關(guān)裝置包括懸掛支撐架，所述懸掛支撐架上懸掛有可移動式支架以及用于驅(qū)動可移動式支架沿爐體軸向方向移動的第一驅(qū)動裝置，還包括旋轉(zhuǎn)桿、推拉桿以及用于推動推拉桿移動的第二驅(qū)動裝置，所述懸掛支撐架、可移動式支架、第一驅(qū)動裝置、旋轉(zhuǎn)桿、推拉桿以及第二驅(qū)動裝置均位于爐體的軸向中心線上方，所述第二驅(qū)動裝置通過轉(zhuǎn)軸固定在可移動式支架上，所述旋轉(zhuǎn)桿的前端固定在爐門上，末端通過轉(zhuǎn)軸固定在可移動式支架上，推拉桿的前端通過轉(zhuǎn)軸固定在旋轉(zhuǎn)桿上，末端與第二驅(qū)動裝置相連，當(dāng)?shù)诙?qū)動裝置推動推拉桿移動時，推拉桿推動旋轉(zhuǎn)桿繞旋轉(zhuǎn)桿末端的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)從而帶動爐門旋轉(zhuǎn)。
[0007]進一步的是，所述推拉桿的前端通過轉(zhuǎn)軸固定在旋轉(zhuǎn)桿的前端。
[0008]進一步的是，還包括壓縮彈簧，所述壓縮彈簧的前端固定在旋轉(zhuǎn)桿上，末端固定在懸掛支撐架上，并且所述壓縮彈簧與推拉桿位于旋轉(zhuǎn)桿的同一側(cè)。
[0009]進一步的是，所述壓縮彈簧的前端固定在旋轉(zhuǎn)桿的前端。
[0010]進一步的是，所述第一驅(qū)動裝置、第二驅(qū)動裝置均為汽缸。
[0011]進一步的是，所述固定旋轉(zhuǎn)桿末端的轉(zhuǎn)軸與固定第二驅(qū)動裝置的轉(zhuǎn)軸分別設(shè)置在爐體軸向中心線的兩側(cè)。
[0012]本實用新型的有益效果是:該太陽能電池用硅片擴散爐所使用的開關(guān)裝置在打開爐門時，首先啟動第一驅(qū)動裝置，使可移動式支架后移，由于爐門通過旋轉(zhuǎn)桿、推拉桿連接在可移動式支架上，因此，可移動式支架移動時會帶動爐門移動，從而使爐門與爐體分離，然后啟動第二驅(qū)動裝置，第二驅(qū)動裝置推動推拉桿移動，由于第二驅(qū)動裝置通過轉(zhuǎn)軸固定在可移動式支架上且推拉桿的前端通過轉(zhuǎn)軸固定在旋轉(zhuǎn)桿上，因此，推拉桿會推動旋轉(zhuǎn)桿繞旋轉(zhuǎn)桿末端的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)從而帶動爐門旋轉(zhuǎn)，讓開進出爐體的空間，方便操作人員將硅片放入爐體內(nèi)；當(dāng)需要關(guān)閉爐門時，首先啟動第二驅(qū)動裝置，第二驅(qū)動裝置推動推拉桿移動，由于第二驅(qū)動裝置通過轉(zhuǎn)軸固定在可移動式支架上且推拉桿的前端通過轉(zhuǎn)軸固定在旋轉(zhuǎn)桿上，因此，推拉桿會推動旋轉(zhuǎn)桿繞旋轉(zhuǎn)桿末端的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)從而帶動爐門旋轉(zhuǎn)使其旋轉(zhuǎn)到與爐門口對應(yīng)的位置，然后啟動第一驅(qū)動裝置，使可移動式支架前移，由于爐門通過旋轉(zhuǎn)桿、推拉桿連接在可移動式支架上，因此，可移動式支架移動時會帶動爐門移動，從而使爐門與爐體接觸將爐門口封閉，由于該結(jié)構(gòu)利用了省力杠桿的結(jié)構(gòu)，因此，在使爐門旋轉(zhuǎn)時，所需的力較小，第二驅(qū)動裝置承受的負荷較小，因而，不容易損壞第二驅(qū)動裝置，能夠延長第二驅(qū)動裝置的使用壽命，不需要頻繁更換，減少了購買第二驅(qū)動裝置所需的費用，可以大大降低生產(chǎn)成本，同時，不需要頻繁更換零部件，也保證了生產(chǎn)的正常進行，同時該開關(guān)裝置除懸掛支撐架外其他部件都位于爐體的軸向中心線上方，這樣旋轉(zhuǎn)桿與推拉桿的均只承受拉力，對于同一根杠桿，其承受的拉力遠遠大于其所能承受的軸向壓力，因此，只需直徑很小的旋轉(zhuǎn)桿與推拉桿即可滿足使用要求，大大節(jié)約了材料，進一步降低了生產(chǎn)成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型太陽能電池用硅片擴散爐的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是本實用新型太陽能電池用硅片擴散爐的側(cè)視圖；[0015]圖中標記為:爐門1、爐體2、石英舟3、進氣管4、排放管5、抽風(fēng)機6、懸掛支撐架71、可移動式支架72、第一驅(qū)動裝置73、旋轉(zhuǎn)桿74、推拉桿75、第二驅(qū)動裝置76、壓縮彈簧77。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本實用新型進一步說明。
[0017]如圖1、2所示，該太陽能電池用硅片擴散爐，包括設(shè)置有爐門I的爐體2，爐體2內(nèi)設(shè)有石英舟3，硅片放置于石英舟3上，爐體2上設(shè)有用于擴散氣體進入爐體2內(nèi)的進氣管4和擴散處理后排放尾氣的排放管5，所述排放管5上連接有抽風(fēng)機6，所述爐體2上設(shè)置有用于打開或關(guān)閉爐門I的開關(guān)裝置，所述開關(guān)裝置包括懸掛支撐架71，所述懸掛支撐架71上懸掛有可移動式支架72以及用于驅(qū)動可移動式支架72沿爐體2軸向方向移動的第一驅(qū)動裝置73，還包括旋轉(zhuǎn)桿74、推拉桿75以及用于推動推拉桿75移動的第二驅(qū)動裝置76，所述懸掛支撐架71、可移動式支架72、第一驅(qū)動裝置73、旋轉(zhuǎn)桿74、推拉桿75以及第二驅(qū)動裝置76均位于爐體2的軸向中心線上方，所述第二驅(qū)動裝置76通過轉(zhuǎn)軸固定在可移動式支架72上，所述旋轉(zhuǎn)桿74的前端固定在爐門I上，末端通過轉(zhuǎn)軸固定在可移動式支架72上，推拉桿75的前端通過轉(zhuǎn)軸固定在旋轉(zhuǎn)桿74上，末端與第二驅(qū)動裝置76相連，當(dāng)?shù)诙?qū)動裝置76推動推拉桿75移動時，推拉桿75推動旋轉(zhuǎn)桿74繞旋轉(zhuǎn)桿74末端的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)從而帶動爐門I旋轉(zhuǎn)。這種結(jié)構(gòu)的開關(guān)裝置，在打開爐門I時，首先啟動第一驅(qū)動裝置73，使可移動式支架72后移，由于爐門I通過旋轉(zhuǎn)桿74、推拉桿75連接在可移動式支架72上，因此，可移動式支架72移動時會帶動爐門I移動，從而使爐門I與爐體2分離，然后啟動第二驅(qū)動裝置76，第二驅(qū)動裝置76推動推拉桿75移動，由于第二驅(qū)動裝置76通過轉(zhuǎn)軸固定在可移動式支架72上且推拉桿75的前端通過轉(zhuǎn)軸固定在旋轉(zhuǎn)桿74上，因此，推拉桿75會推動旋轉(zhuǎn)桿74繞旋轉(zhuǎn)桿74末端的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)從而帶動爐門I旋轉(zhuǎn)，讓開進出爐體2的空間，方便操作人員將硅片放入爐體2內(nèi)；當(dāng)需要關(guān)閉爐門I時，首先啟動第二驅(qū)動裝置76，第二驅(qū)動裝置76推動推拉桿75移動，由于第二驅(qū)動裝置76通過轉(zhuǎn)軸固定在可移動式支架72上且推拉桿75的前端通過轉(zhuǎn)軸固定在旋轉(zhuǎn)桿74上，因此，推拉桿75會推動旋轉(zhuǎn)桿74繞旋轉(zhuǎn)桿74末端的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)從而帶動爐門I旋轉(zhuǎn)使其旋轉(zhuǎn)到與爐門口對應(yīng)的位置，然后啟動第一驅(qū)動裝置73，使可移動式支架72前移，由于爐門I通過旋轉(zhuǎn)桿74、推拉桿75連接在可移動式支架72上，因此，可移動式支架72移動時會帶動爐門I移動，從而使爐門I與爐體2接觸將爐門I 口封閉，由于該結(jié)構(gòu)利用了省力杠桿的結(jié)構(gòu)，因此，在使爐門I旋轉(zhuǎn)時，所需的力較小，第二驅(qū)動裝置76承受的負荷較小，因而，不容易損壞第二驅(qū)動裝置76，能夠延長第二驅(qū)動裝置76的使用壽命，不需要頻繁更換，減少了購買第二驅(qū)動裝置76所需的費用，可以大大降低生產(chǎn)成本，同時，不需要頻繁更換零部件也保證了生產(chǎn)的正常進行，同時該開關(guān)裝置除懸掛支撐架71外其他部件都位于爐體2的軸向中心線上方，這樣旋轉(zhuǎn)桿74與推拉桿75的均只承受拉力，對于同一根杠桿，其承受的拉力遠遠大于其所能承受的軸向壓力，因此，只需直徑很小的旋轉(zhuǎn)桿74與推拉桿75即可滿足使用要求，大大節(jié)約了材料，進一步降低了生產(chǎn)成本。
[0018]為了使第二驅(qū)動裝置76承受的負荷達到最小，所述推拉桿75的前端通過轉(zhuǎn)軸固定在旋轉(zhuǎn)桿74的前端，這樣力臂達到最大，可以減小第二驅(qū)動裝置76承受的負荷，能夠使第二驅(qū)動裝置76的使用壽命大大延長。
[0019]為了進一步減小第二驅(qū)動裝置76的負荷，還包括壓縮彈簧77，所述壓縮彈簧77的前端固定在旋轉(zhuǎn)桿74上，末端固定在懸掛支撐架71上，并且所述壓縮彈簧77與推拉桿75位于旋轉(zhuǎn)桿74的同一側(cè),在旋轉(zhuǎn)桿74轉(zhuǎn)動的過程中,壓縮彈簧77會額外提供一定的助力。
[0020]為了使壓縮彈簧77提供的助力最大限度的減小第二驅(qū)動裝置76的負荷，所述壓縮彈簧77的前端固定在旋轉(zhuǎn)桿74的前端，這樣同樣的助力，由于力臂的增加，所提供的力矩就會變大。
[0021]為了使爐門I與爐體2實現(xiàn)軟接觸，避免爐門I在關(guān)閉時與爐體2相撞對爐體2造成損傷，所述第一驅(qū)動裝置73、第二驅(qū)動裝置76均為汽缸，而且采用汽缸可以持續(xù)不斷的給爐門I提供推力，使爐門I關(guān)閉的更密閉。
[0022]另外，為了使第二驅(qū)動裝置76的負荷達到最小，所述固定旋轉(zhuǎn)桿74末端的轉(zhuǎn)軸與固定第二驅(qū)動裝置76的轉(zhuǎn)軸分別設(shè)置在爐體2軸向中心線的兩側(cè)，這樣設(shè)置形成了最省力的杠桿結(jié)構(gòu)，可以進一步減小第二驅(qū)動裝置76的負荷。
【權(quán)利要求】
1.太陽能電池用硅片擴散爐，包括設(shè)置有爐門(I)的爐體(2)，爐體(2)內(nèi)設(shè)有石英舟(3)，硅片放置于石英舟(3)上，爐體(2)上設(shè)有用于擴散氣體進入爐體(2)內(nèi)的進氣管(4)和擴散處理后排放尾氣的排放管(5 )，所述排放管(5 )上連接有抽風(fēng)機(6 )，所述爐體(2 )上設(shè)置有用于打開或關(guān)閉爐門(I)的開關(guān)裝置，其特征在于:所述開關(guān)裝置包括懸掛支撐架(71)，所述懸掛支撐架(71)上懸掛有可移動式支架(72)以及用于驅(qū)動可移動式支架(72)沿爐體(2)軸向方向移動的第一驅(qū)動裝置(73)，還包括旋轉(zhuǎn)桿(74)、推拉桿(75)以及用于推動推拉桿(75)移動的第二驅(qū)動裝置(76)，所述懸掛支撐架(71)、可移動式支架(72)、第一驅(qū)動裝置(73)、旋轉(zhuǎn)桿(74)、推拉桿(75)以及第二驅(qū)動裝置(76)均位于爐體(2)的軸向中心線上方，所述第二驅(qū)動裝置(76 )通過轉(zhuǎn)軸固定在可移動式支架(72 )上，所述旋轉(zhuǎn)桿(74 )的前端固定在爐門(I)上，末端通過轉(zhuǎn)軸固定在可移動式支架(72 )上，推拉桿(75 )的前端通過轉(zhuǎn)軸固定在旋轉(zhuǎn)桿(74)上，末端與第二驅(qū)動裝置(76)相連，當(dāng)?shù)诙?qū)動裝置(76)推動推拉桿(75)移動時，推拉桿(75)推動旋轉(zhuǎn)桿(74)繞旋轉(zhuǎn)桿(74)末端的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)從而帶動爐門(I)旋轉(zhuǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池用硅片擴散爐，其特征在于:所述推拉桿(75)的前端通過轉(zhuǎn)軸固定在旋轉(zhuǎn)桿(74)的前端。
3.如權(quán)利要求1或2所述的太陽能電池用硅片擴散爐，其特征在于:還包括壓縮彈簧(77)，所述壓縮彈簧(77)的前端固定在旋轉(zhuǎn)桿(74)上，末端固定在懸掛支撐架(71)上，并且所述壓縮彈簧(77)與推拉桿(75)位于旋轉(zhuǎn)桿(74)的同一側(cè)。
4.如權(quán)利要求3所述的太陽能電池用硅片擴散爐，其特征在于:所述壓縮彈簧(77)的前端固定在旋轉(zhuǎn)桿(74)的前端。
5.如權(quán)利要求4所述的太陽能電池用硅片擴散爐，其特征在于:所述第一驅(qū)動裝置(73)、第二驅(qū)動裝置(76)均為汽缸。
6.如權(quán)利要求5所述的太陽能電池用硅片擴散爐，其特征在于:所述固定旋轉(zhuǎn)桿(74)末端的轉(zhuǎn)軸與固定第二驅(qū)動裝置(76)的轉(zhuǎn)軸分別設(shè)置在爐體(2)軸向中心線的兩側(cè)。
【文檔編號】C30B31/06GK203530502SQ201320661477
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月25日
【發(fā)明者】陳五奎, 李軍, 徐文州, 耿榮軍, 上官新龍, 馮加保 申請人:樂山新天源太陽能科技有限公司