CN106017076A - 一种全闭环温度控制炉及其温度控制方法 - Google Patents

一种全闭环温度控制炉及其温度控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种全闭环温度控制炉，包括可调节温度的上炉胆和下炉胆，上炉胆和下炉胆镜像对接，形成一个密封的硅片输送烧结空间，在硅片输送烧结空间内设有用于输送硅片的输送带，上炉胆内设有用于加热上炉胆温区温度的上加热装置和用于降低上炉胆温区温度的上降温装置，上炉胆内还设有用于感应控制上炉胆温区温度的上温度感应控制组件，下炉胆内设有用于加热下炉胆温区温度的下加热装置和用于降低下炉胆温区温度的下降温装置，下炉胆内还设有用于感应控制下炉胆温区温度的下温度感应控制组件。本发明结构简单、可以确保每个烧结的温区温度差平衡，控制在一定的温度范围内进行烧结。

Description

一种全闭环温度控制炉及其温度控制方法
技术领域
本发明涉及太阳能硅片烧结设备，特别涉及一种全闭环温度控制炉。
背景技术
太阳能电池主要由硅片构成，在高纯度的硅片上形成半导体P-N结，加工过程包括清洗、烘干、扩散、刻蚀、喷涂、印刷和烧结。
目前使用的太阳能硅片烧结炉，一般都设有多个温区，每个温区设有加热管和温度控制装置，用来维持各个温区的温度恒定，但是由于温区各个位置的温度不一致，很难保证温区的温度。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的上述缺陷，提供一种结构简单、可以确保每个烧结的温区温度平衡的全闭环温度控制炉。
为解决现有技术的上述缺陷，本发明提供的技术方案是：一种全闭环温度控制炉，包括可调节温度的上炉胆和下炉胆，所述上炉胆和所述下炉胆镜像对接，形成一个密封的硅片输送烧结空间，在所述硅片输送烧结空间内设有用于输送硅片的输送带，所述上炉胆内设有用于加热上炉胆温区温度的上加热装置和用于降低上炉胆温区温度的上降温装置，所述上炉胆内还设有用于感应控制所述上炉胆温区温度的上温度感应控制组件，所述下炉胆内设有用于加热下炉胆温区温度的下加热装置和用于降低下炉胆温区温度的下降温装置，所述下炉胆内还设有用于感应控制下炉胆温区温度的下温度感应控制组件。
作为本发明全闭环温度控制炉的一种改进，所述上炉胆温区的温度与所述下炉胆温区之间形成一个平衡稳定的温度差。
作为本发明全闭环温度控制炉的一种改进，所述上炉胆温区的温度与所述下炉胆温区之间形成的温度差为小于300℃。
作为本发明全闭环温度控制炉的一种改进，所述上加热装置包括至少一根横向安装在所述上炉胆温区的上发热管，所述上发热管的电源连接线上设置有用于监控上发热管工作状态的上监控显示器，所述上监控显示器不能显示亮光时，所述上发热管损坏，可从所述上炉胆温区的位置取下更换；
所述上降温装置包括至少一根连通与所述上炉胆温区的上吹风管道，所述上吹风管道的进气口伸出所述上炉胆外。
作为本发明全闭环温度控制炉的一种改进，所述上炉胆温区内设有一呈U形的上透气棉罩，所述上炉胆温区的内侧壁设有上实心保温棉，所述上吹风管道出风口伸入所述上透气棉罩内，所述上吹风管道输送冷却风时，由冷却风充满保温棉与透气棉之间的密闭空间，并形成一个密闭风腔，由于透气棉是平面结构，因此冷却风在风腔压力下透过透气棉后，会在炉胆内成为具有流向的平面冷却风流，从而能对炉腔平衡降温。
作为本发明全闭环温度控制炉的一种改进，所述上温度感应控制组件包括若干个上温度热电偶，所述上温度热电偶的感温探头伸入所述上炉胆温区内，所述上温度热电偶与温度控制器连接。
作为本发明全闭环温度控制炉的一种改进，所述下加热装置包括至少一根横向安装在所述下炉胆温区的下发热管，所述下发热管的电源连接线上设置有用于监控下发热管工作状态的下监控显示器，所述下监控显示器不能显示亮光时，所述下发热管损坏，可从所述下炉胆温区的位置取下更换；
所述下降温装置包括至少一根连通与所述下炉胆温区的下吹风管道，所述下吹风管道的进气口伸出所述下炉胆外。
作为本发明全闭环温度控制炉的一种改进，所述下炉胆温区内设有一呈U形的下透气棉罩，所述下炉胆温区的内侧壁设有下实心保温棉，所述下吹风管道出风口伸入所述下透气棉罩内，所述下吹风管道输送冷却风时，由冷却风充满保温棉与透气棉之间的密闭空间，并形成一个密闭风腔，由于透气棉是平面结构，因此冷却风在风腔压力下透过透气棉后，会在炉胆内成为具有流向的平面冷却风流，从而能对炉腔平衡降温。
作为本发明全闭环温度控制炉的一种改进，所述下温度感应控制组件包括若干个下温度热电偶，所述下温度热电偶的感温探头伸入所述下炉胆温区内，所述下温度热电偶与温度控制器连接。
与现有技术相比，本发明的优点是：本发明采用了上炉胆和下炉胆，上炉胆和下炉胆镜像对接，形成一个密封的硅片输送烧结空间，在硅片输送烧结空间内设置用于输送硅片的输送带；控制上炉胆温区的温度与下炉胆温区的温度之间的温差，使硅片输送烧结空间的温度保持一个稳定平衡的温差值，该温度差为小于300℃；本发明采用了透气棉和实心保温棉，可以使硅片输送烧结空间处于一个密封的状态，并且在温区冷却的时候可以缓慢控制冷却，控制的温度差更准确，方便控制，可以忽略外界对硅片输送烧结空间的影响。
本发明的另一目的是提供一种全闭环温度控制炉的温度控制方法，包括以下步骤：
A)预备上炉胆和下炉胆，将上炉胆和下炉胆镜像对接，形成一个密封的硅片输送烧结空间，在硅片输送烧结空间内设置用于输送硅片的输送带；
B)在上炉胆上安装可以调节上炉胆温区温度的加热装置、冷却装置和检测上炉胆温区温度的热电偶，在下炉胆上安装可以调节下炉胆温区温度的加热装置、冷却装置和检测下炉胆温区温度的热电偶，
C)控制上炉胆温区的温度与下炉胆温区的温度，使硅片输送烧结空间的温度保持一个稳定平衡的温差值，该温度差为小于300℃；
D)在上炉胆温区和下炉胆温区内安装一个可以降低冷却风的吹风速度的透气棉；在上炉胆温区和下炉胆温区的侧壁上安装可以保温隔热的实心保温棉；
E)将上炉胆温区的温度与下炉胆温区的温度差控制在小于300℃时，硅片通过输送链输送至硅片输送烧结空间内进行烧结。
与现有技术相比，本发明的优点是：本发明采用了上炉胆和下炉胆，上炉胆和下炉胆镜像对接，形成一个密封的硅片输送烧结空间，在硅片输送烧结空间内设置用于输送硅片的输送带；控制上炉胆温区的温度与下炉胆温区的温度之间的温差，使硅片输送烧结空间的温度保持一个稳定平衡的温差值，该温度差为小于300℃；这种密封温控的方式，可以忽略外界对硅片输送烧结空间的影响。提高温差的稳定性，可以有效提高产品烧结质量。本方法步骤简单，方便实施。
附图说明
下面就根据附图和具体实施方式对本发明及其有益的技术效果作进一步详细的描述，其中：
图1是本发明主视图。
图2是本发明剖视图。
附图标记名称：1、上炉胆2、下炉胆3、硅片输送烧结空间4、硅片5、输送带6、上炉胆温区7、上加热装置8、上降温装置9、下炉胆温区10、下加热装置11、下降温装置12、上透气棉罩13、上实心保温棉14、上温度热电偶15、下透气棉罩16、下实心保温棉17、下温度热电偶71、上发热管72、电源连接线73、上监控显示器101、下发热管102、监控显示器。
具体实施方式
下面就根据附图和具体实施例对本发明作进一步描述，但本发明的实施方式不局限于此。
如图1和图2所示，一种全闭环温度控制炉，包括可调节温度的上炉胆1和下炉胆2，上炉胆1和下炉胆2镜像对接，形成一个密封的硅片输送烧结空间3，在硅片输送烧结空间3内设有用于输送硅片4的输送带5，上炉胆1内设有用于加热上炉胆温区6温度的上加热装置7和用于降低上炉胆温区6温度的上降温装置8，上炉胆1内还设有用于感应控制上炉胆温区6温度的上温度感应控制组件，下炉胆2内设有用于加热下炉胆温区9温度的下加热装置10和用于降低下炉胆温区9温度的下降温装置11，下炉胆1内还设有用于感应控制下炉胆温区9温度的下温度感应控制组件。
优选的，上炉胆温区6的温度与下炉胆温区9之间形成一个平衡稳定的温度差。
优选的，上炉胆温区6的温度与下炉胆温区9之间形成的温度差为小于300℃。
优选的，上加热装置7包括至少一根横向安装在上炉胆温区6的上发热管71，上发热管71的电源连接线72上设置有用于监控上发热管工作状态的上监控显示器73，上监控显示器73不能显示亮光时，上发热管71损坏，可从上炉胆温区6的位置取下更换；
上降温装置8包括至少一根连通与上炉胆温区6的上吹风管道，上吹风管道的进气口18伸出上炉胆1外。
优选的，上炉胆温区6内设有一呈U形的上透气棉罩12，上炉胆温区6的内侧壁设有上实心保温棉13，上吹风管道出风口伸入上透气棉罩12内，上吹风管道输送冷却风时，由冷却风充满保温棉与透气棉之间的密闭空间，并形成一个密闭风腔，由于透气棉是平面结构，因此冷却风在风腔压力下透过透气棉后，会在炉胆内成为具有流向的平面冷却风流，从而能对炉腔平衡降温。
优选的，上温度感应控制组件包括若干个上温度热电偶14，上温度热电偶14的感温探头伸入上炉胆温区6内，上温度热电偶14与温度控制器连接。
优选的，下加热装置10包括至少一根横向安装在下炉胆温区9的下发热管101，下发热管101的电源连接线72上设置有用于监控下发热管工作状态的下监控显示器102，下监控显示器102不能显示亮光时，下发热管101损坏，可从下炉胆温区9的位置取下更换；
下降温装置11包括至少一根连通与下炉胆温区9的下吹风管道，下吹风管道的进气口18伸出下炉胆2外。
优选的，下炉胆温区9内设有一呈U形的下透气棉罩15，下炉胆温区9的内侧壁设有下实心保温棉16，下吹风管道出风口伸入下透气棉罩15内，下吹风管道输送冷却风时，由冷却风充满保温棉与透气棉之间的密闭空间，并形成一个密闭风腔，由于透气棉是平面结构，因此冷却风在风腔压力下透过透气棉后，会在炉胆内成为具有流向的平面冷却风流，从而能对炉腔平衡降温。
优选的，下温度感应控制组件包括若干个下温度热电偶17，下温度热电偶17的感温探头伸入下炉胆温区9内，下温度热电偶17与温度控制器连接。
本发明的优点是：本发明采用了上炉胆1和下炉胆2，上炉胆1和下炉胆2镜像对接，形成一个密封的硅片输送烧结空间3，在硅片输送烧结空间3内设置用于输送硅片4的输送带5；控制上炉胆温区6的温度与下炉胆温区9之间的温差，使硅片输送烧结空间的温度保持一个稳定平衡的温差值，该温度差为小于300℃；本发明采用了透气棉和实心保温棉，可以使硅片输送烧结空间处于一个密封的状态，并且在温区冷却的时候可以缓慢控制冷却，控制的温度差更准确，方便控制，可以忽略外界对硅片输送烧结空间3的影响。
实施例一：一种全闭环温度控制炉的温度控制方法，包括以下步骤：
A)预备上炉胆和下炉胆，将上炉胆和下炉胆镜像对接，形成一个密封的硅片输送烧结空间，在硅片输送烧结空间内设置用于输送硅片的输送带；
B)在上炉胆上安装可以调节上炉胆温区温度的加热装置、冷却装置和检测上炉胆温区温度的热电偶，在下炉胆上安装可以调节下炉胆温区温度的加热装置、冷却装置和检测下炉胆温区温度的热电偶，
C)控制上炉胆温区的温度与下炉胆温区的温度，使硅片输送烧结空间的温度保持一个稳定平衡的温差值，该温度差为小于300℃；
D)在上炉胆温区和下炉胆温区内安装一个可以降低冷却风的吹风速度的透气棉；在上炉胆温区和下炉胆温区的侧壁上安装可以保温隔热的实心保温棉；
E)将上炉胆温区的温度与下炉胆温区的温度差控制在300℃时，硅片通过输送链输送至硅片输送烧结空间内进行烧结。
实施例二：一种全闭环温度控制炉的温度控制方法，包括以下步骤：
A)预备上炉胆和下炉胆，将上炉胆和下炉胆镜像对接，形成一个密封的硅片输送烧结空间，在硅片输送烧结空间内设置用于输送硅片的输送带；
B)在上炉胆上安装可以调节上炉胆温区温度的加热装置、冷却装置和检测上炉胆温区温度的热电偶，在下炉胆上安装可以调节下炉胆温区温度的加热装置、冷却装置和检测下炉胆温区温度的热电偶，
C)控制上炉胆温区的温度与下炉胆温区的温度，使硅片输送烧结空间的温度保持一个稳定平衡的温差值，该温度差为小于150℃；
D)在上炉胆温区和下炉胆温区内安装一个可以降低冷却风的吹风速度的透气棉；在上炉胆温区和下炉胆温区的侧壁上安装可以保温隔热的实心保温棉；
E)将上炉胆温区的温度与下炉胆温区的温度差控制在150℃时，硅片通过输送链输送至硅片输送烧结空间内进行烧结。
实施例三：一种全闭环温度控制炉的温度控制方法，包括以下步骤：
A)预备上炉胆和下炉胆，将上炉胆和下炉胆镜像对接，形成一个密封的硅片输送烧结空间，在硅片输送烧结空间内设置用于输送硅片的输送带；
B)在上炉胆上安装可以调节上炉胆温区温度的加热装置、冷却装置和检测上炉胆温区温度的热电偶，在下炉胆上安装可以调节下炉胆温区温度的加热装置、冷却装置和检测下炉胆温区温度的热电偶，
C)控制上炉胆温区的温度与下炉胆温区的温度，使硅片输送烧结空间的温度保持一个稳定平衡的温差值，该温度差为50℃；
D)在上炉胆温区和下炉胆温区内安装一个可以降低冷却风的吹风速度的透气棉；在上炉胆温区和下炉胆温区的侧壁上安装可以保温隔热的实心保温棉；
E)将上炉胆温区的温度与下炉胆温区的温度差控制在50℃时，硅片通过输送链输送至硅片输送烧结空间内进行烧结。
本发明的优点是：本发明采用了上炉胆和下炉胆，上炉胆和下炉胆镜像对接，形成一个密封的硅片输送烧结空间，在硅片输送烧结空间内设置用于输送硅片的输送带；控制上炉胆温区的温度与下炉胆温区的温度之间的温差，使硅片输送烧结空间的温度保持一个稳定平衡的温差值，该温度差为小于300℃；这种密封温控的方式，可以忽略外界对硅片输送烧结空间的影响。提高温差的稳定性，可以有效提高产品烧结质量。本方法步骤简单，方便实施。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和结构的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同范围限定。

Claims (10)

1.一种全闭环温度控制炉，其特征在于，包括可调节温度的上炉胆和下炉胆，所述上炉胆和所述下炉胆镜像对接，形成一个密封的硅片输送烧结空间，在所述硅片输送烧结空间内设有用于输送硅片的输送带，所述上炉胆内设有用于加热上炉胆温区温度的上加热装置和用于降低上炉胆温区温度的上降温装置，所述上炉胆内还设有用于感应控制所述上炉胆温区温度的上温度感应控制组件，所述下炉胆内设有用于加热下炉胆温区温度的下加热装置和用于降低下炉胆温区温度的下降温装置，所述下炉胆内还设有用于感应控制下炉胆温区温度的下温度感应控制组件。
2.根据权利要求1所述的全闭环温度控制炉，其特征在于，所述上炉胆温区的温度与所述下炉胆温区之间形成一个平衡稳定的温度差。
3.根据权利要求2所述的全闭环温度控制炉，其特征在于，所述上炉胆温区的温度与所述下炉胆温区之间形成的温度差为小于300℃。
4.根据权利要求3所述的全闭环温度控制炉，其特征在于，所述上加热装置包括至少一根横向安装在所述上炉胆温区的上发热管，所述上发热管的电源连接线上设置有用于监控上发热管工作状态的上监控显示器，所述上监控显示器不能显示亮光时，所述上发热管损坏，可从所述上炉胆温区的位置取下更换；
所述上降温装置包括至少一根连通与所述上炉胆温区的上吹风管道，所述上吹风管道的进气口伸出所述上炉胆外。
5.根据权利要求4所述的全闭环温度控制炉，其特征在于，所述上炉胆温区内设有一呈U形的上透气棉罩，所述上炉胆温区的内侧壁设有上实心保温棉，所述上吹风管道出风口伸入所述上透气棉罩内，所述上吹风管道输送冷却风时，由冷却风充满保温棉与透气棉之间的密闭空间，并形成一个密闭风腔，由于透气棉是平面结构，因此冷却风在风腔压力下透过透气棉后，会在炉胆内成为具有流向的平面冷却风流，从而能对炉腔平衡降温。
6.根据权利要求5所述的全闭环温度控制炉，其特征在于，所述上温度感应控制组件包括若干个上温度热电偶，所述上温度热电偶的感温探头伸入所述上炉胆温区内，所述上温度热电偶与温度控制器连接。
7.根据权利要求3所述的全闭环温度控制炉，其特征在于，所述下加热装置包括至少一根横向安装在所述下炉胆温区的下发热管，所述下发热管的电源连接线上设置有用于监控下发热管工作状态的下监控显示器，所述下监控显示器不能显示亮光时，所述下发热管损坏，可从所述下炉胆温区的位置取下更换；
所述下降温装置包括至少一根连通与所述下炉胆温区的下吹风管道，所述下吹风管道的进气口伸出所述下炉胆外。
8.根据权利要求7所述的全闭环温度控制炉，其特征在于，所述下炉胆温区内设有一呈U形的下透气棉罩，所述下炉胆温区的内侧壁设有下实心保温棉，所述下吹风管道出风口伸入所述下透气棉罩内，所述下吹风管道输送冷却风时，由冷却风充满保温棉与透气棉之间的密闭空间，并形成一个密闭风腔，由于透气棉是平面结构，因此冷却风在风腔压力下透过透气棉后，会在炉胆内成为具有流向的平面冷却风流，从而能对炉腔平衡降温。
9.根据权利要求8所述的全闭环温度控制炉，其特征在于，所述下温度感应控制组件包括若干个下温度热电偶，所述下温度热电偶的感温探头伸入所述下炉胆温区内，所述下温度热电偶与温度控制器连接。
10.一种全闭环温度控制炉的温度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
A)预备上炉胆和下炉胆，将上炉胆和下炉胆镜像对接，形成一个密封的硅片输送烧结空间，在硅片输送烧结空间内设置用于输送硅片的输送带；
B)在上炉胆上安装可以调节上炉胆温区温度的加热装置、冷却装置和检测上炉胆温区温度的热电偶，在下炉胆上安装可以调节下炉胆温区温度的加热装置、冷却装置和检测下炉胆温区温度的热电偶，
C)控制上炉胆温区的温度与下炉胆温区的温度，使硅片输送烧结空间的温度保持一个稳定平衡的温差值，该温度差为小于300℃；
D)在上炉胆温区和下炉胆温区内安装一个可以降低冷却风的吹风速度的透气棉；在上炉胆温区和下炉胆温区的侧壁上安装可以保温隔热的实心保温棉；
E)将上炉胆温区的温度与下炉胆温区的温度差控制在小于300℃时，硅片通过输送链输送至硅片输送烧结空间内进行烧结。
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