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Fours tubulaires pour le dopage des cellules solaires avec l'oxychlorure de phosphore.

Les fours horizontaux ou les fours de diffusion de JTEKT Thermo Systems (anciennement Koyo Thermo Systems) permettent un dopage économique avec des débits élevés. Les éléments chauffants LGO utilisés dans ce modèle assurent des temps de process courts grâce à leur faible masse thermique et permettent un fonctionnement économe en énergie et donc rentable des fours de dopage. Toutes les tailles de cellules solaires courantes peuvent être traitées dans ce four de diffusion.

Le POCl₃ est fourni comme dopant liquide dans un bubbler. L'azote traverse le liquide à une température définie et s'enrichit en dopant. Les températures typiques de dopage se situent entre 800 et 900°C.

La dernière évolution de JTEKT permet désormais d'utiliser un four continu pour le dopage des plaquettes de silicium avec POCl₃. Les plaquettes sont déplacées par étapes à travers le four sur des barques en quartz avec une charge de 100 plaquettes chacune. La conception des barques est décisive pour une bonne uniformité de température sur la plaquette et influence fortement le résultat du processus de dopage au POCl₃. Des sas de gaz aux deux extrémités du tube isolent la zone de process de l'environnement.

Deux tubes côte à côte permettent une automatisation simple. En supprimant la station de chargement, la surface au sol devient nettement plus petite que pour un four horizontal traditionnel. Comme le temps de chargement disparaît, le débit est considérablement accru. Le four économise de l'énergie car il n'y a pas de phases de chauffe et de refroidissement. Comme aucune bande transporteuse n'est installée, il n'y a pas de pertes thermiques dues à la sortie d'une bande chaude. Moins de gaz est consommé car aucun cycle de purge n'est nécessaire. Du fait de sa construction plus simple, le four est également moins coûteux.

Pour des exigences plus élevées en matière d'homogénéité du profil de dopage ou pour des lignes de production entièrement automatisées, des fours verticaux sont disponibles. En particulier pour les applications en recherche et développement de cellules solaires, le plus petit four vertical de JTEKT Thermo Systems (anciennement Koyo Thermo Systems) peut être utilisé avec succès. Le four de type VF1000 est conçu comme un mini‑batch, dispose d'un chargement manuel et est donc très flexible quant à la taille des échantillons possibles. Le four vertical est équipé d'un élément chauffant LGO économique et ses performances de process correspondent à celles des fours verticaux utilisés dans la production moderne de circuits intégrés.

Pour la production de masse, JTEKT Thermo Systems a développé un four vertical spécial qui fournit de meilleurs résultats de process qu'un four horizontal, tout en n'augmentant guère le coût de fabrication des cellules solaires. Le four jumeau charge 3-4 barques dans un tube vertical et possède donc une capacité de 600-800 cellules solaires. Cela correspond à la capacité d'un four horizontal à 4 niveaux.

Le dopage par pâte utilise des substances relativement peu dangereuses et permet l'utilisation de fours à convoyeur relativement simples, bien adaptés à la production de masse et à l'intégration dans une ligne de production automatisée. Les dopants diffusent depuis la pâte dans la plaquette de silicium dans le four. La température et la durée à température déterminent ainsi l'épaisseur de la couche n‑dopée produite. Pour le process, on peut par exemple utiliser des fours JTEKT type 47‑MT avec entraînement par chaîne.

Pour la recherche et le développement, le petit four continu JTEKT type 810 peut être proposé ; il ressemble aux grands fours et peut simuler un environnement de production.