本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)電池制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于擴(kuò)散爐的加熱裝置及保溫?cái)U(kuò)散爐系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

常規(guī)的化石燃料日益消耗殆盡，在現(xiàn)有的可持續(xù)能源中，太陽(yáng)能無疑是一種最清潔、最普遍和最有潛力的替代能源。光伏發(fā)電是利用太陽(yáng)光能使半導(dǎo)體電子器件有效地吸收太陽(yáng)光輻射能，并使之轉(zhuǎn)變成電能的直接發(fā)電方式，是當(dāng)今太陽(yáng)光發(fā)電的主流。時(shí)下，人們通常所說太陽(yáng)光發(fā)電就是太陽(yáng)能光伏發(fā)電，亦稱太陽(yáng)能電池發(fā)電?？梢詫⑻?yáng)能直接轉(zhuǎn)換成電能，其發(fā)電原理是基于半導(dǎo)體PN結(jié)的光生伏特效應(yīng)。其中，晶體硅太陽(yáng)能電池由于豐富的硅儲(chǔ)量得到了廣泛應(yīng)用。

現(xiàn)有的晶體硅太陽(yáng)能電池的制備工藝如下：清洗制絨→擴(kuò)散→刻蝕/去PSG→PECVD→絲網(wǎng)印刷→燒結(jié)→測(cè)試分檔→分選→包裝。其中擴(kuò)散工序通常采用擴(kuò)散爐，攜帶有擴(kuò)散源的載氣進(jìn)入擴(kuò)散爐中對(duì)待擴(kuò)散晶體硅進(jìn)行擴(kuò)散。

然而，實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)：在爐門打開進(jìn)舟的初始階段溫度通常較低，升溫過程較慢，因而增加了升溫時(shí)間，影響了產(chǎn)能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種用于擴(kuò)散爐的加熱裝置，當(dāng)擴(kuò)散爐爐門打開進(jìn)舟后，此時(shí)將加熱裝置中高溫的載氣通入擴(kuò)散爐中，可以較快速的使晶體硅太陽(yáng)能電池溫度達(dá)到工藝要求，并保持管內(nèi)氣氛的穩(wěn)定，減少升溫的時(shí)間，可以提升單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)能。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種用于擴(kuò)散爐的加熱裝置，包括導(dǎo)熱管體和傳熱至所述導(dǎo)熱管體的加熱元件，所述導(dǎo)熱管體的進(jìn)氣口經(jīng)第一單向閥與一載氣源連接以從所述載氣源接收載氣，所述導(dǎo)熱管體的出氣口經(jīng)第二單向閥與一擴(kuò)散爐連接以向所述擴(kuò)散爐輸送載氣。

進(jìn)一步的，所述管體為石英管，所述加熱元件為加熱絲。

進(jìn)一步的，還包括設(shè)于所述管體外側(cè)的保溫組件。

進(jìn)一步的，所述保溫組件包括第一保溫層和第二保溫層中的一層或內(nèi)外設(shè)置的兩層，所述第一保溫層和所述第二保溫層中，其中一層為保溫棉，另一層為真空鏡面保溫管，所述真空鏡面保溫管為真空鏡面管本體或內(nèi)壁涂覆有鏡面反射涂層的真空鏡面管或外壁涂覆有鏡面反射涂層的真空鏡面管或內(nèi)外壁均涂覆有鏡面反射涂層的真空鏡面管。

進(jìn)一步的，還包括設(shè)于最外層的金屬防護(hù)殼體。

進(jìn)一步的，還包括自動(dòng)控制系統(tǒng)，所述自動(dòng)控制系統(tǒng)包括第一溫度傳感器和控制器，所述第一溫度傳感器設(shè)于所述導(dǎo)熱管體上并與所述控制器的輸入端連接，所述控制器的輸出端與所述加熱元件連接，所述控制器根據(jù)接收到的所述第一溫度傳感器的溫度信號(hào)以控制所述加熱元件的啟停。

進(jìn)一步的，所述第一單向閥為電磁閥，所述自動(dòng)控制系統(tǒng)還包括壓力表，所述壓力表設(shè)于所述導(dǎo)熱管體上并與所述控制器的輸入端連接，所述控制器根據(jù)接收到的所述壓力表的壓力信號(hào)以控制所述第一單向閥的開閉。

進(jìn)一步的，所述第二單向閥為電磁閥，所述自動(dòng)控制系統(tǒng)還包括感應(yīng)器和第二溫度傳感器，所述感應(yīng)器設(shè)于所述擴(kuò)散爐爐門上并與所述控制器的輸入端連接，所述第二溫度傳感器設(shè)于所述擴(kuò)散爐中并與所述控制器的輸入端連接，所述控制器根據(jù)接收到的感應(yīng)器的爐門開關(guān)信號(hào)以控制所述第二單向閥的開啟，所述控制器根據(jù)接收到的所述第二溫度傳感器的溫度信號(hào)以控制所述第二單向閥的關(guān)閉。

進(jìn)一步的，所述溫度傳感器為熱電偶。

本實(shí)用新型還提供另外一個(gè)技術(shù)方案：一種保溫?cái)U(kuò)散爐系統(tǒng)，包括載氣源、擴(kuò)散源以及擴(kuò)散爐，所述載氣源中載氣攜帶所述擴(kuò)散源中擴(kuò)散元素經(jīng)一進(jìn)氣管輸送至所述擴(kuò)散爐中，還包括如上所述的加熱裝置，所述載氣源中載氣經(jīng)所述加熱裝置加熱后輸送至所述擴(kuò)散爐中，所述加熱裝置與所述擴(kuò)散爐連接同一載氣源或不同載氣源。

進(jìn)一步的，所述載氣為氮?dú)?，所述進(jìn)氣管為噴淋式進(jìn)氣管。

由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)：

（1）本實(shí)用新型通過增設(shè)一加熱裝置，當(dāng)擴(kuò)散爐爐門打開后，加熱裝置中的高溫載氣通入擴(kuò)散爐中，可以較快速的使晶體硅太陽(yáng)能電池溫度達(dá)到工藝要求，并保持管內(nèi)氣氛的穩(wěn)定，減少升溫的時(shí)間，可以提升單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)能；

（2）本實(shí)用新型通過設(shè)置管體、加熱元件、保溫組件以及防護(hù)殼體，減少熱量損失，可以使加熱裝置中的載氣穩(wěn)定保持在1000℃以上；

（3）本實(shí)用新型通過設(shè)置自動(dòng)控制系統(tǒng)，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中設(shè)置溫度傳感器，溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控加熱裝置中載氣的溫度以控制加熱元件，使加熱裝置溫度保持恒定；

（4）本實(shí)用新型通過在自動(dòng)控制系統(tǒng)中設(shè)置壓力表，壓力表實(shí)時(shí)監(jiān)控加熱裝置中載氣的壓力以控制第一閥門，使加熱裝置壓力保持恒定；

（5）本實(shí)用新型通過的自動(dòng)控制系統(tǒng)通過監(jiān)測(cè)擴(kuò)散爐門的開啟來控制第二閥門的開啟，通過設(shè)定的第二閥門開啟時(shí)間，來控制第二閥門的關(guān)閉。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型公開的保溫?cái)U(kuò)散爐系統(tǒng)的組成示意圖。

圖2是本實(shí)用新型公開的加熱裝置的橫截面示意圖。

圖3是本實(shí)用新型公開的加熱裝置的控制方框圖。

其中：10、氮?dú)庠矗?0、擴(kuò)散源；30、進(jìn)氣管；40、加熱裝置；41、導(dǎo)熱管體；42、加熱元件；43、保溫棉；44、真空鏡面管；45、鏡面反射涂層；46、金屬防護(hù)殼；50、擴(kuò)散爐；51、感應(yīng)器；60、第一單向閥；70、第二單向閥；81、第一溫度傳感器；82、控制器；83、壓力表；84、第二溫度傳感器。

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述：

實(shí)施例一

參見圖1至圖3，如其中的圖例所示，一種保溫?cái)U(kuò)散爐系統(tǒng)，包括氮?dú)庠?0、擴(kuò)散源20、進(jìn)氣管30、加熱裝置40以及擴(kuò)散爐50，氮?dú)庠?0中氮?dú)鈹y帶擴(kuò)散源20中擴(kuò)散元素經(jīng)進(jìn)氣管30均勻輸送至擴(kuò)散爐50中，加熱裝置40包括設(shè)于最內(nèi)層的導(dǎo)熱管體41和傳熱至導(dǎo)熱管體41的加熱元件42，氮?dú)庠?0還經(jīng)第一單向閥60與導(dǎo)熱管體41的進(jìn)氣口連接以向?qū)峁荏w41中輸送常溫氮?dú)猓瑢?dǎo)熱管體41的出氣口經(jīng)第二單向閥70與擴(kuò)散爐50連接以向擴(kuò)散爐50中輸送高溫氮?dú)?，高溫氮?dú)獾臏囟瓤蛇_(dá)到1000℃。

一種實(shí)施方式中，導(dǎo)熱管體41為石英管，加熱元件42為加熱絲。加熱元件42對(duì)導(dǎo)熱管體41進(jìn)行加熱。

一種實(shí)施方式中，加熱裝置40還包括設(shè)于導(dǎo)熱管體41外側(cè)的保溫組件。

一種實(shí)施方式中，上述保溫組件包括內(nèi)外設(shè)置的保溫棉43和真空鏡面管44，真空鏡面管44的外壁涂覆有鏡面反射涂層45。也可以將保溫棉設(shè)置在真空鏡面管的外側(cè)，上述保溫組件也可以僅設(shè)置保溫棉和真空鏡面管中的其中一層，也可以在真空精面管的內(nèi)壁涂覆鏡面反射涂層，也可以在真空鏡面管的外壁涂覆鏡面反射涂層，也可以在真空鏡面管的內(nèi)外壁同時(shí)涂覆鏡面反射涂層，也可以不設(shè)置上述鏡面反射涂層。

一種實(shí)施方式中，加熱裝置40還包括設(shè)于最外層的金屬防護(hù)殼體46。

一種實(shí)施方式中，保溫?cái)U(kuò)散爐還包括自動(dòng)控制系統(tǒng)，該自動(dòng)控制系統(tǒng)包括第一溫度傳感器81和控制器82，第一溫度傳感器81設(shè)于導(dǎo)熱管體41上并與控制器82的輸入端連接，控制器82的輸出端與加熱元件42連接，控制器82根據(jù)接收到的第一溫度傳感器81的溫度信號(hào)以控制加熱元件42的啟停。一般第一溫度傳感器81檢測(cè)到的溫度低于1000度時(shí)，加熱元件42開啟，達(dá)到1000度時(shí)，加熱元件42關(guān)閉。

一種實(shí)施方式中，第一單向閥60為電磁閥，自動(dòng)控制系統(tǒng)還包括壓力表83，控制器82根據(jù)接收到的壓力表83的壓力信號(hào)以控制第一單向閥60的開閉。一般壓力低于0.15Mpa時(shí)，第一單向閥60打開，壓力接近0.255Mpa時(shí)，第一單向閥60關(guān)閉。

一種實(shí)施方式中，第二單向閥70為電磁閥，自動(dòng)系統(tǒng)還包括感應(yīng)器51和第二溫度傳感器84，感應(yīng)器51例如采用接近開關(guān)，用于檢測(cè)擴(kuò)散爐50爐門的開門氣缸的位置，感應(yīng)器51設(shè)于擴(kuò)散爐50爐門上并與控制器82的輸入端連接，第二溫度傳感器84設(shè)于擴(kuò)散爐50中并與控制器82的輸入端連接，控制器82根據(jù)接收到的感應(yīng)器51的爐門開關(guān)信號(hào)以控制第二單向閥70的開啟，控制器82根據(jù)接收到的第二溫度傳感器84的溫度信號(hào)以控制第二單向閥70的關(guān)閉，一般第二溫度傳感器84檢測(cè)到的溫度大于800度，即可關(guān)閉第二單向閥70。

一種實(shí)施方式中，第一，二溫度傳感器81，84為熱電偶。

在進(jìn)行擴(kuò)散時(shí)，擴(kuò)散爐50爐門打開進(jìn)舟關(guān)門，此時(shí)，感應(yīng)器51感應(yīng)到開門關(guān)門動(dòng)作，控制器82控制第二閥門70打開，加熱裝置40中的高溫氮?dú)馔ㄈ霐U(kuò)散爐50中，第二溫度傳感器84檢測(cè)到溫度到達(dá)設(shè)定值時(shí)當(dāng)，控制器82控制第二閥門70關(guān)閉，與此同時(shí)，壓力表83檢測(cè)加熱裝置40的氣壓，當(dāng)壓力低于設(shè)定值時(shí)，第一閥門60打開，氮?dú)庠?0中的氮?dú)庋a(bǔ)充到加熱裝置中，當(dāng)壓力到達(dá)設(shè)定值時(shí)，第一閥門60關(guān)閉，停止補(bǔ)充氣體，第一溫度傳感器81檢測(cè)加熱裝置40的溫度，當(dāng)溫度低于設(shè)定值時(shí)，加熱元件42開啟進(jìn)行加熱，當(dāng)溫度到達(dá)設(shè)定值時(shí)，加熱元件42關(guān)閉，保證了加熱裝置40的恒溫恒壓。

實(shí)施例二

其余與實(shí)施例一相同，不同之處在于，上述實(shí)施例一的擴(kuò)散爐與第一載氣源連接，上述實(shí)施例一的加熱裝置與第二載氣源連接，第一載氣源和第二載氣源存儲(chǔ)相同載氣。

實(shí)施例三

其余與實(shí)施例一相同，不同之處在于，上述實(shí)施例一的加熱裝置設(shè)有多個(gè)出氣口，不同的出氣口分別與不同擴(kuò)散爐連接。

實(shí)施例四

其余與實(shí)施例一相同，不同之處在于，上述實(shí)施例一的加熱裝置的出氣口與設(shè)于擴(kuò)散爐中的另一進(jìn)氣管連接。進(jìn)氣管均采用噴淋式進(jìn)氣管。

對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。