一種進(jìn)氣混氣裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種氣體混氣裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]采用等離子體方法在材料表面沉積薄膜的方法已被廣泛使用，在太陽(yáng)能電池領(lǐng)域應(yīng)用也十分普遍。在太陽(yáng)能電池領(lǐng)域不論是在何種材料表面沉積薄膜，其最終目標(biāo)都是要獲得具有良好光學(xué)或電學(xué)性能的薄膜。目前所使用的用于沉積薄膜的氣源都多于兩種，要獲得具有良好光學(xué)或電學(xué)性能的薄膜，除工藝條件、氣體純度等外，設(shè)備本身也是關(guān)鍵因素之一。目前，廣泛應(yīng)用并較為重視的手段有：噴淋電極、甚高頻電源、殘余物處理、等離子密度及均勻性、交變磁場(chǎng)等等。此外，多種氣體均勻混合問(wèn)題也是影響沉積薄膜性能的因素。傳統(tǒng)混氣方式主要是把不同氣體同時(shí)通入?yún)R流主管，再經(jīng)匯流主管送入等離子電極中，這會(huì)造成小流量氣體在進(jìn)入?yún)R流主管前就被大流量氣體壓制在自身管道中，無(wú)法進(jìn)入?yún)R流主管，直到達(dá)到一定量時(shí)才能進(jìn)入?yún)R流主管，這種情況下所沉積的薄膜的性能是很差的，可見(jiàn)此問(wèn)題的重要性。
[0003]在太陽(yáng)能電池領(lǐng)域中，多種氣體均勻混合的問(wèn)題更為突出。當(dāng)沉積N型、P型及其它摻雜材料薄膜時(shí)，摻雜氣體用量要遠(yuǎn)小于稀釋等氣體用量，即使等離子體等相關(guān)參數(shù)很穩(wěn)定的情況下，若不同氣體混合均勻性不好，也就是說(shuō)空間分布不均勻時(shí)，則會(huì)造成所沉積的薄膜在不同區(qū)域間電學(xué)性能的差異，造成器件整體性能下降。因此，保證混氣均勻是獲得具有良好光學(xué)或電學(xué)性能薄膜的必要條件，且優(yōu)先級(jí)應(yīng)高于均勻等離子體等必要條件。
[0004]如圖I所示，傳統(tǒng)混氣一般采用多條氣體管路匯集于一條回流管道中，為安裝方便，管道直徑也基本相等，且未按流量等參數(shù)予以優(yōu)化設(shè)計(jì)，大流量氣體會(huì)使小流量氣體阻塞于小流量管道內(nèi)，直至小流量管道內(nèi)阻塞的氣體壓力與大流量氣體接近時(shí)，才能得以流出小流量管道，進(jìn)而造成薄膜電學(xué)及光學(xué)性能達(dá)不到所期望值，過(guò)程無(wú)法重復(fù)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)造成混氣不均勻的缺點(diǎn)，提出一種用于等離子體電極的進(jìn)氣混氣裝置。該進(jìn)氣混氣裝置由氣體管道簇及直筒兩部分組成，氣體管道簇插入直筒內(nèi)焊接為一整體。直筒的一端為一簇氣體管道，為氣體流入端；直筒的另一端為一通孔，為混合氣體流出端。所述的氣體流入端與氣體流量計(jì)連接，所述的混合氣體流出端與等離子電極的進(jìn)氣口連接。
[0006]所述的氣體管道簇部分由多根氣體管道組成的氣體管道簇及一圓盤組成，圓盤上開(kāi)有與氣體管道數(shù)量相等的通孔，通孔的孔徑與氣體管道的直徑匹配，每一通孔穿過(guò)一根氣體管道。氣體管道焊接在圓盤上，連接為一整體。氣體管道簇的多根氣體管道中，布置于圓盤中心的一根氣體管道用于通入大流量氣體，且僅有位于中心的一根氣體管道用于通入大流量氣體。布置于圓盤中心的大流量氣體管道周圍，且與大流量氣體管道等距離的小流量氣體管道用于通入小流量氣體。位于圓盤一面的氣體管道口為氣體流入端，氣體流入端的所有氣體管道口高出圓盤平面，與圓盤不在同一水平面內(nèi)。位于圓盤另一面的氣體管道口為氣體流出端，氣體流出端的小流量氣體管道氣體流出端與圓盤位于同一水平面，位于圓盤中心的大流量氣體管道的氣體流出端與圓盤平面的距離大于小流量氣體管道的氣體流出端與圓盤平面的距離，大流量氣體管道的氣體流出端伸出圓盤平面，與圓盤平面有一段距離。
[0007]所述的直筒部分一端的內(nèi)徑遠(yuǎn)大于另一端的內(nèi)徑，直筒內(nèi)部空間由位于上部的一漏斗形空間及位于下部的通孔組成，漏斗形空間的小開(kāi)口端與通孔連接。通孔具有一定長(zhǎng)度，通孔的直徑略大于氣體管道簇部分圓盤中心的大流量氣體管道的直徑，漏斗形空間與通孔連通。
[0008]氣體管道簇部分的氣體流出端插入直筒部分的漏斗形空間中，圓盤蓋在直筒部分內(nèi)徑較大的一端的端面上，和直筒的這一端焊接密封。焊接后，直筒的一端為一簇氣體管道，為氣體流入端；直筒的另一端為一通孔，為混合氣體流出端；位于氣體管道簇中心的大流量氣體管道用于通入大流量氣體，位于大流量氣體管道周圍的小流量氣體管道用于通入小流量氣體。
[0009]本裝置氣體管道簇的氣體流入端與氣體流量計(jì)連接，混合氣體流出端與等離子電極的進(jìn)氣口連接。大流量氣體和小流量氣體氣體經(jīng)氣體流入端進(jìn)入直筒部分，大流量氣體的流動(dòng)造成直筒內(nèi)漏斗形空間產(chǎn)生一負(fù)壓區(qū)間，使小流量氣體管道中的小流量氣體流入直筒部分的漏斗形空間，實(shí)現(xiàn)與大流量氣體混合。可避免小流量氣體因流量小而阻塞在管道中的情況發(fā)生。
[0010]本實(shí)用新型可應(yīng)用于等離子體的不同氣體間流量差值大于一個(gè)量級(jí)以上的混氣，進(jìn)而改善所沉積薄膜的光學(xué)或電學(xué)性能。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖I傳統(tǒng)混氣裝置結(jié)構(gòu)示意圖，圖中：1氣體流入端，2混合氣體流出端；
[0012]圖2氣體管道簇與圓盤裝配結(jié)構(gòu)示意圖，圖中：5大流量氣體管道，4、6小流量氣體管道，7通孔，8圓盤；
[0013]圖3氣體管道簇與圓盤裝配完成后結(jié)構(gòu)示意圖，圖中：5大流量氣體管道，4、6小流量氣體管道，8圓盤；
[0014]圖4直筒部分結(jié)構(gòu)示意圖，圖中：9為漏斗形空間，10為通孔；
[0015]圖5氣體管道簇部分與直筒部分裝配完成后結(jié)構(gòu)示意圖，圖中：4、6小流量氣體管道，5大流量氣體管道，3為混合后混合氣體流出端，9為漏斗形空間，10為通孔；
[0016]圖6混氣裝置外形示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型。
[0018]本實(shí)用新型實(shí)施例的外形如圖6所示，為簡(jiǎn)化附圖，圖中僅給出兩根用于通入小流量氣體的小流量氣體管道4、6，實(shí)際應(yīng)用時(shí)數(shù)量可根據(jù)需求而定。
[0019]本實(shí)施例由氣體管道簇及直筒兩部分組成。氣體管道簇部分由氣體管道簇及一圓盤組成，如圖2所示，大流量氣體管道5、小流量氣體管道4、6分別插入圓盤8的通孔7中并焊接固定。圓盤上的通孔7與氣體管道數(shù)量相等，通孔的孔徑與氣體管道的直徑匹配，每一通孔穿過(guò)一根氣體管道。氣體管道焊接在圓盤上，連接為一整體。氣體管道5布置于圓盤中心，用于通入大流量氣體；小流量氣體管道4、6布置于圓盤中心大流量氣體管道5周圍，且與中心大流量氣體管道5等距離，小流量氣體管道4、6用于通入小流量氣體。
[0020]圖3所示為焊接后的氣體管道簇部分的結(jié)構(gòu)；位于圓盤一面的氣體管道口為氣體流入端，氣體流入端的所有氣體管道口高出圓盤平面，與圓盤不在同一水平面內(nèi)。位于圓盤另一面的氣體管道口為氣體流出端，氣體流出端的小流量氣體管道氣體流出端與圓盤位于同一水平面，位于圓盤中心的大流量氣體管道的氣體流出端與圓盤平面的距離大于小流量氣體管道的氣體流出端與圓盤平面的距離，大流量氣體管道的氣體流出端伸出圓盤平面，與圓盤平面有一段距離。
[0021]直筒部分的結(jié)構(gòu)如圖4所示。直筒的內(nèi)部空間由位于上部的一漏斗形空間9及位于下部的通孔10組成。漏斗形空間9的小開(kāi)口端與通孔10連接。通孔10有一定長(zhǎng)度。通孔10的直徑略大于大流量氣體管道5的直徑，如圖5所示。漏斗形空間9與通孔10連通，如圖4所示。氣體管道簇部分和直筒部分焊接為一整體。
[0022]本裝置氣體管道簇的氣體流入端與氣體流量計(jì)連接，混合氣體流出端與等離子電極的進(jìn)氣口連接。大流量氣體和小流量氣體氣體經(jīng)氣體流入端進(jìn)入直筒部分，如圖5所示。大流量氣體的流動(dòng)會(huì)造成漏斗形空間9產(chǎn)生一負(fù)壓區(qū)間，使小流量氣體管道4、6中的小流量氣體流入直筒部分的漏斗形空間9，并與大流量氣體混合，經(jīng)混合氣體流出端3流出?？杀苊庑×髁繗怏w因流量小而阻塞在管道中的情況發(fā)生。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種進(jìn)氣混氣裝置，其特征在于，所述的進(jìn)氣混氣裝置由氣體管道簇及直筒兩部分組成，氣體管道簇插入直筒內(nèi)焊接為一整體；直筒的一端為一簇氣體管道，為氣體流入端；直筒的另一端為一通孔，為混合氣體流出端；所述的氣體流入端與氣體流量計(jì)連接，所述的混合氣體流出端與等離子電極的進(jìn)氣口連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的進(jìn)氣混氣裝置，其特征在于，所述的氣體管道簇部分由多根氣體管道組成的氣體管道簇及一圓盤組成；圓盤上開(kāi)有與氣體管道數(shù)量相等的通孔，每個(gè)通孔穿過(guò)一根氣體管道；氣體管道焊接在圓盤上；氣體管道簇的多根氣體管道中，布置于圓盤中心的一根氣體管道用于通入大流量氣體；布置于大流量氣體管道周圍，且與大流量氣體管道等距離的小流量氣體管道通入小流量氣體。
3.按照權(quán)利要求2所述的進(jìn)氣混氣裝置，其特征在于，位于所述的圓盤一面的氣體管道口為氣體流入端，氣體流入端的所有氣體管道口高出圓盤平面；位于圓盤另一面的氣體管道口為氣體流出端，氣體流出端的小流量氣體管道氣體流出端與圓盤位于同一水平面，位于圓盤中心的大流量氣體管道的氣體流出端與圓盤平面的距離大于小流量氣體管道的氣體流出端與圓盤平面的距離，大流量氣體管道的氣體流出端伸出圓盤平面，與圓盤平面有一段距離。
4.按照權(quán)利要求1所述的進(jìn)氣混氣裝置，其特征在于，所述的直筒部分一端的內(nèi)徑遠(yuǎn)大于另一端的內(nèi)徑；直筒內(nèi)部空間由位于上部的一漏斗形空間及位于下部的通孔組成，漏斗形空間的小開(kāi)口端與通孔連接；通孔具有一定長(zhǎng)度，通孔的直徑略大于氣體管道簇部分圓盤中心的大流量氣體管道的直徑，漏斗形空間與通孔連通。
5.按照權(quán)利要求2或4所述的進(jìn)氣混氣裝置，其特征在于，所述的氣體流出端插入直筒部分的漏斗形空間中，圓盤蓋在直筒部分內(nèi)徑較大的一端的端面上，和直筒的這一端焊接密封；焊接后，直筒的一端為一簇氣體管道，為氣體流入端；直筒的另一端為一通孔，為混合氣體流出端。
6.按照權(quán)利要求1-4的任一項(xiàng)所述的進(jìn)氣混氣裝置，其特征在于，所述的大流量氣體和小流量氣體經(jīng)氣體流入端進(jìn)入直筒部分，大流量氣體的流動(dòng)造成直筒內(nèi)漏斗形空間產(chǎn)生一負(fù)壓區(qū)間，使小流量氣體管道中的小流量氣體流入直筒部分的漏斗形空間，實(shí)現(xiàn)與大流量氣體混合。
【專利摘要】一種進(jìn)氣混氣裝置，由氣體管道簇及直筒兩部分組成，氣體管道簇插入直筒內(nèi)。直筒的一端為一簇氣體管道，為氣體流入端；直筒的另一端為一通孔，為混合氣體流出端。氣體管道簇中，布置于圓盤中心的一根氣體管道通入大流量氣體，布置于大流量氣體管道周圍，且與大流量氣體管道等距離的小流量氣體管道通入小流量氣體。氣體流入端與氣體流量計(jì)連接，混合氣體流出端與等離子電極的進(jìn)氣口連接。大流量氣體和小流量氣體經(jīng)氣體流入端進(jìn)入直筒部分，大流量氣體的流動(dòng)造成直筒內(nèi)漏斗形空間產(chǎn)生負(fù)壓區(qū)間，使小流量氣體管道中的小流量氣體流入直筒部分的漏斗形空間，與大流量氣體混合。本實(shí)用新型尤其適用于流量差大于一個(gè)量級(jí)以上的不同氣體的均勻混合。
【IPC分類】C23C16-455
【公開(kāi)號(hào)】CN204589298
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520232477
【發(fā)明人】刁宏偉, 王文靜, 趙雷, 周春蘭, 王光紅
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院電工研究所
【公開(kāi)日】2015年8月26日
【申請(qǐng)日】2015年4月17日