[發明專利]一種用于高溫擴散系統的尾氣收集裝置

無效

• 申請號: 200710034256.4
• 申請日: 2007-01-12
• 公開（公告）號: CN101220518A
• 公開（公告）日: 2008-07-16
• 發明（設計）人: 向小龍
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十八研究所
• 主分類號: C30B31/16
• 分類號: C30B31/16
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司
• 代理人: 馬強

技術領域

本發明涉及一種用于高溫擴散系統的尾氣收集裝置，具體是一種針對硅太陽能電池PN結高溫擴散制備過程中有毒害尾氣的安全收集裝置。

背景技術

隨著人們環保意識的日益提高，國際、國內對可再生能源，特別是對太陽能的開發利用的需求越來越強。在過去的10多年來世界太陽能電池的產量一直以每年30％以上的高速增長，超過半導體行業是世界上發展最快的行業之一。據統計目前世界上共有136個國家投入普及應用太陽能電池的熱潮中，其中有95個國家正在大規模地進行太陽能電池及相關技術的研發。我國的可再生能源法案也已于2005年2月28日正式通過，太陽能是地球上能獲得的最重要的再生清潔能源，而硅太陽能電池是獲得太陽能最重要的光電產品。

目前，硅太陽能電池是太陽能電池生產的主流產品，晶體硅太陽能電池的產量占世界太陽能電池總產量的90％以上。硅太陽能電池的一個必不可少的關鍵核心工藝是利用高溫擴散系統對P型或N型襯底進行摻雜以形成硅電池必不可少的關鍵單元—PN結。PN結是硅太陽能電池的“心臟”，其質量的好壞直接影響到電池的光電轉換效率等電性能，高質量的擴散所制得的硅太陽能電池其轉換效率已達到17％以上。

但傳統的高溫擴散系統都是采用開管擴散的方式：待擴散的硅片裝載于SIC槳上再緩慢推入到石英管中，φ300mm的石英管尾部收縮，而首部僅靠一石英平板(石英爐門)進行簡單封蓋。工藝氣體從尾部縮口處導入到石英管中，經過恒溫區與其內的硅片進行反應后再從首部排出。不管是磷擴散還是硼擴散，在工藝過程中都會產生大量的有毒害付產物，這些有毒害付產物如果不經過處理直接排出，不僅腐蝕設備，而且對操作人員身體健康與環境也造成極大的危害。

目前世界上只有二家公司能夠對擴散工藝后所產生的有毒害尾氣進行有效的收集與處理。一個是德國的Centrotherm公司，一個是法國的Semic公司。德國Centrotherm公司的裝置爐口采用石英磨砂方式進行密封，靠尾部送入的氣體的壓力把管內的廢氣從一細小尾氣管壓出，經降溫、收集、無害處理后再排外；法國的Semic公司的裝置采用減壓制程的方式(石英管內工作壓力略低于1個大氣壓)通過尾氣管把工藝過程中所產生的廢氣“吸”出石英管，經過降溫與無害處理后再排外。這兩家公司的產品尾氣排放都達到了相關環境排放標準，但這兩家公司的產品都有不完美之處：可靠性不是很好。法國的Semic公司由于是減壓制程，配置了一防腐耐高溫的真空泵，因此必須定期對其進行清洗與維護，泵的故障率較高；德國的Centrotherm公司由于爐口采用的是石英磨砂的方式進行密封，因此其密封可靠性較差，且由于是硬接觸，石英爐門經常發生碰壞現象，密封效果也不是很理想。

發明內容

本發明旨在提供一種用于高溫擴散系統的尾氣收集裝置，能夠高效、安全、簡便的收集有毒害工藝尾氣，將傳統的尾氣從爐口直接排出，尾氣直接與空氣接觸產生大量的偏磷酸改為密閉收集，排出的工藝尾氣不直接與大氣接觸從而使廢液偏磷酸生成量大大減少，極大降低了設備的維護周期，使擴散工藝更加清潔、環保。

本發明要解決的技術問題是針對現有技術缺陷，提出所述用于高溫擴散系統的尾氣收集裝置，一種用于高溫擴散系統的尾氣收集裝置，包括石英反應管(1)，還包括放置在所述石英反應管(1)內部的尾氣導出管(2)、冷卻瓶(4)、盤管(6)和收集瓶(5)，其中尾氣導出管(2)一側與冷卻瓶(4)一端連接，冷卻瓶(4)另一端與盤管(6)一端連接，盤管(6)固定于收集瓶(5)瓶身，且盤管(6)另一端與收集瓶(5)相通。

所述尾氣導出管(2)和冷卻瓶(4)之間及冷卻瓶(4)與盤管(6)之間均通過四氟連接頭(3)連接。

所述尾氣導出管(2)和冷卻瓶(4)之間及冷卻瓶(4)與盤管(6)之間均通過公母球形磨口接頭連接，且由彈性不銹鋼夾子緊固。

所述尾氣導出管(2)與盤管(6)的管徑為Φ16。

所述收集瓶經過隔板(7)分為上下兩層，所述隔板(7)上設有直徑Φ1.5～2mm的細孔，收集瓶上層放置有氣體吸附劑(8)。