技术领域
[0001] 本实用新型涉及
太阳能电池生产技术领域，尤其涉及一种炉管及LPCVD设备。
背景技术
[0002]
光伏发电是利用太阳光能使
半导体电子器件有效地吸收太阳光
辐射能，并使之转变成
电能的直接发电方式，是当今太阳光发电的主流。当前，人们通常所说太阳光发电就是太阳能光伏发电，亦称
太阳能电池发电。从目前的太阳能电池损失分析中，我们可以了解到，其中金属与半导体
接触区域造成的损失是电池损失来源的主要部分。目前主要采用在
硅片上沉积poly-si
薄膜的方式改善金属接触区域的损失，通过这种技术既可以改善电池表面
钝化又可以促进多数载流子传输，进而提升电池的开路
电压和填充因子。
[0003]
现有技术中通常采用LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition，低压
化学气相沉积)的方式生产poly-si，其中，LPCVD设备是在低压高温条件下，通过混合气体的化学反应生成固体反应物并使其沉积在
硅片表面形成薄膜，属于化学气相沉积(CVD)设备当中的一种，该设备的核心在于CVD反应，也就是炉管内的沉积反应。为了进行该沉积反应，LPCVD设备常在炉管的炉口进气，炉尾进行抽气，然而这种方式在硅片上沉积poly-si时，经常出现炉口和炉尾沉积的poly-si偏薄、炉中硅片之间及片内沉积均匀性差异都较大的现象，严重影响电池效率。实用新型内容
[0004] 本实用新型的目的在于提出一种炉管及LPCVD设备，能够改善硅片沉积薄膜的均匀性。
[0005] 为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
[0006] 一种炉管，包括管体，所述管体的一端为炉口，另一端为炉尾，所述管体内设置有若干进气管，所述进气管包括至少一个炉尾进气管和若干炉口进气管，所述炉尾进气管从所述管体的炉尾沿平行于所述管体的中
心轴线的方向延伸至所述管体的中部，所述炉口进气管从所述管体的炉口沿平行于所述管体的中心轴线的方向延伸至所述管体的中部；
[0007] 若干所述炉口进气管以所述管体的中心轴线为中心呈环形均匀分布，若干所述炉口进气管的长度沿一方向依次递减，所述炉尾进气管的悬置端与最短的所述炉口进气管的悬置端靠近；
[0008] 所述炉口进气管沿其长度方向设置有若干炉口出气孔，所述炉口出气孔包括第一孔和第二孔，所述第一孔的孔径大于所述第二孔的孔径，所述第一孔和所述第二孔交叉设置；
[0009] 所述炉尾进气管沿其长度方向设有若干炉尾出气孔，所述炉尾出气孔的孔径沿着所述炉尾至所述炉口的方向依次减小。
[0010] 作为优选，所述第一孔的孔径为所述第二孔的孔径的1.2-1.5倍，所述第一孔的孔径为2-4mm。
[0011] 作为优选，所述炉口进气管上相邻的所述第一孔和所述第二孔之间的中心距离为25-35mm。
[0012] 作为优选，设定第i个所述炉口进气管3的长度为S，则
[0013] 其中，i＝1、2、3…N，L为管体的长度，N为所述炉口进气管的个数。
[0014] 作为优选，所述炉口进气管有四个，四个所述炉口进气管的长度分别为5/7L、4/7L、3/7L、2/7L。
[0015] 作为优选，所述炉尾进气管的长度为S0，则5/7×(1-0.1)L≤S0≤5/7×(1+0.1)L。
[0016] 作为优选，相邻两个所述炉尾出气孔之间的中心距离沿着所述炉尾至所述炉口的方向依次增大。
[0017] 作为优选，所述管1内可拆卸连接有内环，所述管体和所述内环之间形成环形空腔，所述进气管均设置于所述空腔中，所述内环的表面开设有若干内环出气孔，所述内环出气孔的孔径沿所述炉口至所述炉尾的方向依次增大。
[0018] 作为优选，所述炉口进气管和所述炉尾进气管的中心轴线与所述管体内壁之间的间距为15-35mm，所述炉口进气管和所述炉尾进气管的中心轴线分别与所述管体的内壁之间的距离均小于所述炉口进气管和所述炉尾进气管的中心轴线与所述内环之间的距离。
[0019] 一种LPCVD设备，包括上述的炉管。
[0020] 本实用新型的有益效果为：
[0021] 本实用新型通过在炉口设置炉口进气管，在炉尾设置炉尾进气管，使炉口进气管和炉尾进气管同步进气，进而能够保证炉管的整体长度方向上有足够的进气，能够保持气流的
稳定性，进而提高硅片之间和片内薄膜沉积的均匀性，进而提高良品率和太阳能电池的效率。
附图说明
[0022] 图1是本实用新型
实施例中的炉管的立体结构示意图；
[0023] 图2是本实用新型实施例中的炉管的主视结构示意图；
[0024] 图3是本实用新型实施例中的炉管的侧视结构示意图；
[0025] 图4是本实用新型实施例中的炉口进气管的结构示意图；
[0026] 图5是本实用新型实施例中的炉尾进气管的结构示意图；
[0027] 图6是本实用新型实施例中的安装有内环的炉管的主视结构示意图；
[0028] 图7是图6中的内环的立体结构示意图；
[0029] 图8是图6中的内环与炉尾端部的连接剖视结构示意图；
[0030] 图9是图6中的内环与炉口环形
法兰的连接剖视结构示意图；
[0031] 图10是本实用新型实施例中的悬臂推拉舟的结构示意图；
[0032] 图11是本实用新型实施例中的炉
门的结构示意图。
[0033] 图中：1-管体，2-炉尾进气管，21-炉尾出气孔，3-炉口进气管，30-炉口出气孔，301-第一孔，302-第二孔，31-第一炉口进气管，32-第二炉口进气管，33-第三炉口进气管，
34-第四炉口进气管，4-环形法兰，41-环形凹槽，5-抽气孔，6-内环，61-内环出气孔，7-空腔，8-悬臂推拉舟，81-炉门，810-环形凸起，82-驱动装置，83-悬臂，9-炉口。
具体实施方式
[0034] 下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
[0035] 本实用新型提供了一种LPCVD设备，如图1至图3所示，其包括炉管，炉管包括管体1，管体1的一端为炉口9，另一端为炉尾，炉口9处连接有环形法兰4，其中，该环形法兰4通过螺钉与管体1可拆卸连接。炉尾中心开设有抽气孔5。
[0036] 如图1至图3所示，管体1内设置有若干进气管，进气管包括至少一个炉尾进气管2和若干炉口进气管3，若干炉口进气管3的一端连接于环形法兰4。炉尾进气管2的一端连接在炉尾端部。炉尾进气管2从管体1的炉尾沿平行于管体1的中心轴线的方向延伸至管体1的中部，炉口进气管3从管体1的炉口9沿平行于管体1的中心轴线的方向延伸至管体1的中部。炉尾进气管2和若干炉口进气管3的悬置端均封闭。如图4所示，炉口进气管3沿其长度方向设置有若干炉口出气孔30。如图5所示，炉尾进气管2沿其长度方向设有若干炉尾出气孔21。
[0037] 在本实施例中，通过炉口进气管3和炉尾进气管2同步进气，并由炉口进气管3的第一孔301和第二孔302、及炉尾进气管2的炉尾出气孔21同步分段进气，从而在炉管的整体长度上每个区段都能够有足够的进气，进而能够改善因气体从进气管端部出气造成炉口气体浓度小，以及抽气孔5在炉尾抽气导致炉尾气体流动过快造成气体浓度偏低的影响。
[0038] 进一步地，若干炉口进气管3以管体1的中心轴线为中心呈环形均匀分布，可以使气体向管体1中心均匀分散，保证环向区域中气体浓度的均匀性。在此
基础上，若干炉口进气管3的长度沿一方向依次递减，炉尾进气管2的悬置端与最短的炉口进气管3的悬置端靠近。这时，通过不同长度的炉口进气管3能够在从炉口9起始至管体1中部的
位置的不同区段中形成快速形成气体环境，使得炉口9的气体浓度能够通过多个炉口进气管3得以补充，保证炉口9处的气体浓度与炉中的气体浓度的一致性，避免炉中浓度过大而炉口9处浓度过低，避免沉积厚度不均匀。
[0039] 具体地，设定第i个炉口进气管3的长度为S，则
[0040]
[0041] 其中，i＝1、2、3…N，L为管体1的长度，N为炉口进气管3的个数。在本实施例中，第i个进气管的长度S可以设置为 若干炉口进气管3长度的均匀递减，更有利于气体的均匀分布。
[0042] 优选地，炉口进气管3有四个，如图1至图3所示，分别为第一炉口进气管31、第二炉口进气管32、第三炉口进气管33、第四炉口进气管34。四个炉口进气管3的长度分别为5/7L、4/7L、3/7L、2/7L。即第一炉口进气管31长度为5/7L、第二炉口进气管32长度为4/7L、第三炉口进气管33长度为3/7L、第四炉口进气管34长度为2/7L。
[0043] 为了使炉尾进气管2更好的与炉口进气管3配合，以达到使气体更均匀分布的目的，炉尾进气管2的长度为S0，则5/7×(1-0.1)L≤S0≤5/7×(1+0.1)L。优选为5/7L。这时，炉尾进气管2的悬置端与最短的第四炉口进气管34刚好对齐，这样能够保证炉尾至炉口9的整个长度上均有进气，从而保证每个区段的进气量，为气体浓度的均匀性提供保障。
[0044] 如图4所示，炉口出气孔30包括第一孔301和第二孔302，第一孔301的孔径大于第二孔302的孔径，第一孔301和第二孔302交叉设置。具体地，第一孔301的孔径为第二孔302的孔径的1.2-1.5倍，第一孔301的孔径为2-4mm。如第一孔301的孔径为第二孔302的孔径的1.2倍、1.3倍、1.4倍、1.5倍，第一孔301的孔径可以设置为2mm、3mm、4mm。优选的，第一孔301的孔径为第二孔302的孔径的1.5倍，第一孔301的孔径为3mm。
[0045] 进一步地，炉口进气管3上相邻的第一孔301和第二孔302之间的中心距离为25-35mm。例如相邻两个出气孔的中心距离可以设置为25mm、27mm、30mm、32mm、35mm，优选为
30mm。炉口进气管3和炉尾进气管2的直径可以设置为10-18mm。例如可以设置为10mm、12mm、
14mm、16mm、18mm，优选为16mm。
[0046] 在本实施例中，通过第一孔301和第二孔302交叉设置可以更好的控制气体的流速，保持气流的稳定性，进而提高硅片之间和片内薄膜沉积的均匀性。
[0047] 由于大量的气体都是从炉口进气管进入并从炉口逐渐流向炉中，再从炉中至炉尾，加之炉尾因抽气孔5的抽气作用，使得炉中至炉尾的气体浓度逐渐减小，为此，如图5所示，炉尾出气孔21的孔径沿着炉尾至炉口9的方向依次减小，相邻两个炉尾出气孔21之间的中心距离沿着炉尾至炉口9的方向依次增大，以使炉尾至炉中的气体浓度相对平衡。
[0048] 如图6至图9所示，管体1内可拆卸连接有内环6，管体1和内环6之间形成环形空腔7，进气管均设置于空腔7中，内环6的表面开设有若干内环出气孔61，内环出气孔61的孔径沿炉口9至炉尾的方向依次增大。气体通过空腔7的进一步扩散，能够通过内环出气孔61均匀的进入管体1的中心，通过内环6上的内环出气孔61与炉口进气管3和炉尾进气管2的配合使气体分布更均匀，同时使气流更稳定，以达到提高硅片之间和片内薄膜沉积均匀性的效果。
[0049] 进一步地，炉口进气管3和炉尾进气管2的中心轴线分别与管体1的内壁之间的间距为15-35mm，例如可以设置为15mm、20mm、25mm、30mm、35mm，优选为30mm，避免炉口进气管3和炉尾进气管2粘连到管体1内壁上。炉口进气管3和炉尾进气管2的中心轴线与管体1的内壁之间的距离均小于炉口进气管3和炉尾进气管2的中心轴线与内环6之间的距离。在保证炉口进气管3和炉尾进气管2有一定间距的情况下，使炉口进气管3和炉尾进气管2与内环6的距离更大，以使气体的扩散空间更大，保证气体分散均匀性。
[0050] 为了实现内环6的安装，如图8所示，炉尾端部设有与内环6匹配的环形安装槽，内环6穿过环形法兰4后尾端置于环形安装槽中。如图9所示，内环6的首端则与环形法兰4配合固定，在本实施例中，内环6的首端的外周面设置有内环凸起，环形法兰4的内侧设置有环形卡槽，在内环从炉口进入并直至尾端与环形安装槽配合时，内环凸起与环形卡槽相配合，从而实现安装，安装过程非常简便。
[0051] 如图10至图11所示，本实用新型的LPCVD设备还包括悬臂推拉舟8，悬臂推拉舟8位于炉口9一侧，悬臂推拉舟8包括炉门81，炉门81远离炉管的一侧连接有驱动炉门81沿管体1轴线方向移动的驱动装置82，炉门81靠近炉口9的一侧连接有悬臂83，悬臂83上设有用于装载硅片的
石英舟。环形法兰4上设有环形凹槽41，环形凹槽41的底部设有
密封圈，炉门81一端的外缘设有与环形凹槽41相匹配的环形凸起810，在驱动装置82的驱动
力作用下，悬臂推拉舟8将硅片经炉口9送入管体1内，炉门81上的环形凸起810与环形凹槽41配合将炉口9封闭，薄膜沉积完成后驱动装置82带动推拉舟8移动将硅片取出。
[0052] 在本实用新型中，炉中与炉尾的气体浓度得到一定平衡，利用抽气孔抽气时，可使气体均匀分布于管体1中，保持气流的稳定性，改善了硅片之间和片内的均匀性，提高了良品率。
[0053] 以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。
