管式扩散炉
技术领域
本实用新型涉及管式扩散炉领域，具体地，涉及一种管式扩散炉。
背景技术
在晶体硅太阳能电池生产中，扩散工艺的主要用途是在高温条件下对太阳能池片进行掺杂形成PN结(即在加热条件下将V族杂质元素磷掺入P型硅或将III族杂质硼掺入N型硅中制备PN结)。扩散制备PN结的工艺对于太阳能电池的转换效率有重要影响，是太阳能电池生产中极为重要的工序。随着太阳能电池向高效、低成本方向发展，各大太阳能电池厂商都在设法提升产能，提升生产效率，通过规模效应降低太阳能电池生产成本，以提升竞争力。
管式扩散炉的扩散工艺在其反应管内完成，反应管在管口处设有炉门，炉门的打开和关闭由驱动机构实现。工艺前，炉门打开，送料机构(送料浆)将载有制品的载料装置(载料舟)送入炉管内。然后，炉门关闭，进行电加热升温并输入工艺气体进行工艺反应。工艺结束后降温，然后炉门打开，送料机构(送料浆)将载有工艺后的制品从炉管内取出，炉门再次关闭完成一个工艺循环。
工艺过程是在工艺气体气氛中的加热、保温和降温过程。根据工艺要求，在三氯氧磷液态扩散工艺过程中，扩散炉的反应管内温度高达850-900度，采用固态氮化硼扩散时，扩散温度更高，炉内温度达到950-1000度。而制品出炉时，要求出炉温度降至750度甚至700度以下。降温后制品出炉及新制品的进炉时，炉门的打开状态又会使得炉管内的大量热量从炉口散失，常使炉管内温度降至600度甚至更低。这样再次进行工艺时需要加热(即对炉管进行“回温”)，使炉管内的温度达到工艺温度。目前扩散炉的“回温”时间占整个工艺循环时间的比重很大，导致工艺时间过长，生产效率和产能受到很大影响，成为提升生产效率，降低太阳能电池生产成本的瓶颈。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种能够快速“回温”的管式扩散炉。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种管式扩散炉，所述管式扩散炉包括炉体和炉门，所述炉体内设有反应管和用于加热所述反应管的内部的主加热装置，所述管式扩散炉还包括用于加热所述反应管的内部的辅助加热装置。
进一步地，所述辅助加热装置包括沿所述反应管的长度方向设置在所述反应管的底部的第一加热组件和/或设置在所述炉门的内侧上的第二加热组件。
进一步地，所述辅助加热装置还包括用于检测所述反应管的内部的温度的热电偶以及与所述热电偶以及所述第一加热组件和/或所述第二加热组件电连接的温控仪。
进一步地，所述辅助加热装置还包括加热调功器，所述加热调功器电连接在所述温控仪以及所述第一加热组件和/或所述第二加热组件之间。
进一步地，所述第一加热组件包括石英套管、设置在所述石英套管中的红外加热灯丝、密封所述石英套管的加热灯管接头以及红外灯管加热引线，所述红外灯管加热引线的一端穿过所述加热灯管接头而与所述红外加热灯丝电连接，所述红外灯管加热引线的另一端电连接所述加热调功器。
进一步地，所述反应管上设置有第一安装通孔，所述第一加热组件通过真空密封接头密封地穿过所述第一安装通孔设置在所述反应管的底部。
进一步地，所述炉门设置有第二安装通孔，所述第二加热组件的两端均连接有第二加热组件引线，所述第二加热组件引线通过真空密封接头密封地穿过所述第二安装通孔并电连接所述加热调功器。
进一步地，所述第二加热组件包括环状加热丝，所述环状加热丝在所述炉门的内侧分布为多个同心的圆形。
进一步地，所述辅助加热装置包括多个并排设置的所述第一加热组件。
进一步地，所述反应管为石英反应管。
由于包括用于加热反应管的内部的辅助加热装置，因此本实用新型的管式扩散炉能够在扩散工艺进行过程中利用该辅助加热装置加热反应管的内部，使得反应管快速“回温”，同时由于缩短了“回温”时间，本本实用新型的管式扩散炉还具有生产效率更高、生产成本更低、结构简单和实施简便的优点。
本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
图1是根据本实用新型的管式扩散炉的具体实施方式的结构示意图；
图2是图1中的管式扩散炉中的第一加热组件的结构示意图；
图3是图1中的管式扩散炉中的炉门的结构示意图；
图4是图3中的炉门的主视图。
附图标记说明
1、炉体 2、炉门
3、反应管 4、第一加热组件
5、第二加热组件 6、热电偶
7、温控仪 8、加热调功器
9、真空密封接头
41、石英套管42、红外加热灯丝
43、加热灯管接头44、红外灯管加热引线
51、环状加热丝
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
本实用新型提供一种管式扩散炉，具体地，如图1至图4所示，所述管式扩散炉包括炉体1和炉门2，所述炉体1内设有反应管3和用于加热所述反应管3的内部的主加热装置，所述管式扩散炉还包括用于加热所述反应管3的内部的辅助加热装置。
由于包括用于加热反应管3的内部的辅助加热装置，因此本实用新型的管式扩散炉能够在扩散工艺进行过程中利用该辅助加热装置加热反应管3的内部，使得反应管3快速“回温”，同时由于缩短了“回温”时间，本本实用新型的管式扩散炉还具有生产效率更高、生产成本更低、结构简单和实施简便的优点，有利于进一步降低光伏发电成本，推动产业发展。
需要说明的是，上述炉体1、炉门2、反应管3、主加热装置和辅助加热装置的具体结构形式或者具体类型均可以根据需要设置，这些均属于本实用新型的技术构思范围之内，例如，反应管3可以为石英反应管或者由其他耐热材料制成的管。以下将以举例的方式说明上述结构的具体实施例。
在本实用新型的管式扩散炉中，具体地，所述辅助加热装置包括沿所述反应管3的长度方向设置在所述反应管3的底部的第一加热组件4和/或设置在所述炉门2的内侧上的第二加热组件5，从而能够利用第一加热组件4和/或第二加热组件5加热装置加热反应管3的内部，使得反应管3快速“回温”。
第一加热组件4和第二加热组件5的具体结构形式或者具体类型均可以根据需要设置，这些均属于本实用新型的技术构思范围之内，例如，为了方便地安装在反应管3的底部，第一加热组件4的形状优选为长棒型，为了方便地安装在炉门2的内侧上，第二加热组件5的形状优选为圆盘形。
在上述管式扩散炉中，优选地，所述辅助加热装置还包括用于检测所述反应管3的内部的温度的热电偶6以及与所述热电偶6以及所述第一加热组件4和/或所述第二加热组件5电连接的温控仪7，从而能够通过热电偶6检测反应管3的内部的温度然后温控仪7根据测得的温度控制第一加热组件4和/或第二加热组件5的工作状态。
在上述管式扩散炉中，更优选地，所述辅助加热装置还包括加热调功器8，所述加热调功器8电连接在所述温控仪7以及所述第一加热组件4和/或所述第二加热组件5之间，从而能够通过加热调功器8控制第一加热组件4和/或第二加热组件5的工作状态，使得第一加热组件4和/或第二加热组件5在刚刚启动时的电流从0缓慢增加到额定电流值(例如在第一加热组件4和/或第二加热组件5处于冷态状态下通电的一瞬间(2-3秒)输出10％-30％之间的额定电流值，之后可以100％输出额定电流值)，避免瞬间电流过大减小电流冲击，增加第一加热组件4和/或第二加热组件5的使用寿命(即采用“软启动”方式控制第一加热组件4和/或第二加热组件5)。
在上述管式扩散炉中，具体地，如图2所示，所述第一加热组件4包括石英套管41、设置在所述石英套管41中的红外加热灯丝42、密封所述石英套管41的加热灯管接头43以及红外灯管加热引线44，所述红外灯管加热引线44的一端穿过所述加热灯管接头43而与所述红外加热灯丝42电连接，所述红外灯管加热引线44的另一端电连接所述加热调功器8。更具体地，所述反应管3上设置有第一安装通孔，所述第一加热组件4通过真空密封接头9(例如双O型密封圈结构)密封地穿过所述第一安装通孔设置在所述反应管3的底部。
在上述管式扩散炉中，进一步具体地，如图3所示，所述炉门2设置有第二安装通孔，所述第二加热组件5的两端均连接有第二加热组件引线，所述第二加热组件引线通过真空密封接头9(例如双O型密封圈结构)密封地穿过所述第二安装通孔并电连接所述加热调功器8。
在上述管式扩散炉中，进一步具体地，如图4所示，所述第二加热组件5包括环状加热丝51，所述环状加热丝51在所述炉门2的内侧分布为多个同心的圆形。
在上述管式扩散炉中，优选地，所述辅助加热装置包括多个并排设置的所述第一加热组件4(优选为包括3个第一加热组件4，因为第一加热组件4的供电电压为380V，采用3个第一加热组件4可以使供电达到三相平衡)，以便快速均匀地加热反应管3的内部。
以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
