CN110172737A - 一种低压扩散炉 - Google Patents

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丁志强
刘列
彭云
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Trina Solar Co Ltd
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Trina Solar Co Ltd
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    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B31/00—Diffusion or doping processes for single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure; Apparatus therefor
    • C30B31/06—Diffusion or doping processes for single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure; Apparatus therefor by contacting with diffusion material in the gaseous state

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Abstract

本发明公开了一种低压扩散炉，包括炉体，所述炉体包括炉管以及炉门，还包括真空泵、驱动炉门开启的退出推进气缸组件以及驱动炉门关闭的压紧松开气缸组件，所述炉管的尾部包括两个接口，其中一个接口与所述真空泵之间通过密封管道连接，另一个接口为进气源口，与外部管路连接。本发明可以充分利用现有闲置的常压扩散炉，将其改进为低压扩散炉，大大降低了成本，并且使得资源得到充分利用。

Description

一种低压扩散炉
技术领域
本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种低压扩散炉。
背景技术
在当前光伏电池的制作过程中，PN结的生成主要是利用传统常压扩散炉，但随着电池工艺技术和相关材料的发展，低压扩散工艺的优势越来越明显，并且进来新建的电池车间基本都以采购低压扩散炉为主。
但在前几年光伏行业高速发展过程中，各电池制造厂都采购了大量的常压扩散炉，若重新采购低压扩散炉，将消耗大量的成本，而且之前使用的常压扩散炉也造成大量的资源浪费。所以目前针对常压扩散炉改造成能进行低压扩散工艺的改造是各设备厂商技术人员研究的一个方向，并且需要保证改造后的工艺效果与新采购的低压扩散炉不能有明显的差异。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种扩散炉，将现有闲置的常规的常压扩散炉改进成低压扩散炉。
本发明的技术方案为：一种低压扩散炉，包括炉体，所述炉体包括炉管以及炉门，还包括真空泵、驱动炉门开启的退出推进气缸组件以及驱动炉门关闭的压紧松开气缸组件，所述炉管的尾部包括两个接口，其中一个接口与所述真空泵之间通过密封管道连接，另一个接口为进气源口，与外部管路连接。
本发明中在现有常规的常压扩散炉的炉管尾部增加真空系统，以对扩散炉内部进行抽真空，并保持到设定值的真空值，例如可以为100mbar左右。本发明将在常压扩散炉的炉管尾部的三个接口中的两个接口，其中一个接口与所述真空泵之间通过密封管道连接，另一个接口为进气源口，与外部管路连接。
另外现有常压扩散炉的炉门的开关为一个步进电机通过旋转机构连接，带动炉门进行90度的转动，以达到开和关的效果，本发明中炉门由于要考虑到隔热(保护高温密封圈)和水冷的目的，本发明中通过退出推进气缸组件驱动炉门开启，以及压紧松开气缸组件驱动炉门关闭，本发明中退出推进气缸组件和压紧松开气缸组件为现有常规结构，即本发明中通过两个驱动结构来进行炉门的开启和关闭的驱动。
由于以上跟原有工艺流程增加或是修改了炉门的开关控制和抽真空及维持真空值的功能，所以需要设计增加一套外部控制系统，并与现有控制系统进行无缝通信对接。
作为优选，所述真空泵采用变频自动控制的耐腐蚀隔膜泵。
作为优选，所述外部管路上设置有控制气源压力大小的压力控制器。
作为优选，所述炉门包括炉门主体，所述炉门主体上设置有密封圈。
作为优选，所述密封圈上设置有隔辐射传热隔块。
作为优选，所述炉管的上套设于水套，所述水套上设置有供冷却水通过的水路结构。水套上的水路结构可对密封作用的密封圈进行冷却的作用。
驱动炉门开启的退出推进气缸组件以及驱动炉门关闭的压紧松开气缸组件分别位于Y方向和X方向，X方向的压紧松开气缸组件是驱动炉门压紧和松开炉管口的，Y方向推进气缸组件是把炉门前进和退出炉管方向，以给进舟和出舟让开空间。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
本发明能实现根据工艺流程步骤中炉门的自动开关、需求的压力值自动抽真空和保持炉内真空压力值，并且设置密封圈使得在高温下具有密封效果，并且炉门和炉尾结构的密封件在高温环境下的长期使用寿命达到正常要求。本发明可以充分利用现有闲置的常压扩散炉，将其改进为低压扩散炉，大大降低了成本，并且使得资源得到充分利用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为炉尾部分的原理结构示意图。
图3为本发明中炉门的结构示意图。
图4为本发明中炉管与水套相配合的俯向结构示意图。
图5为本发明中炉管与水套相配合的结构示意图。
图6为本发明中炉门驱动原理图。
图7为本发明中新增控制系统及与现有控制系统通信原理图。
1-1、真空系统(真空泵及变频控制器)；
1-2、过滤器；
1-3、冷却器；
1-4、压力控制器；
1-5、磷源系统；
2-1、炉门主体；
2-2、隔辐射传热隔块；
2-3、密封圈；
3-1、水套；
3-2、水路结构；
3-3、密封圈；
3-4、炉管；
4-1、压紧松开汽缸组件；
4-2、退出推进汽缸组件；
4-3、汽缸到位传感器；
6-1、驱动炉开关的电机；
6-2、新增控制PLC系统；
6-3、新增驱动炉门开关的汽缸系统；
6-4、TEMPRESS控制系统；
6-5、新增上位机PC系统；
6-6、新增真空泵及控制系统。
具体实施方式
如图1所示，其中改造的炉门及驱动机构(7-1处)、改造后的炉尾真空系统及冷却机构(7-2处)、(7-3处)的内部为改造涉及到电气控制系统柜，主要为新增的两路模拟量信号。
如图2～图6所示，本发明包括炉体，所述炉体包括炉管3-4以及炉门，还包括真空泵、驱动炉门开启的退出推进气缸组件4-2以及驱动炉门关闭的压紧松开气缸组件4-1，所述炉管3-4的尾部包括两个接口，其中一个接口与所述真空泵之间通过密封管道连接，另一个接口为进气源口，与外部管路连接。
本发明中在现有常规的常压扩散炉的炉管尾部增加真空系统，以对扩散炉内部进行抽真空，并保持到设定值的真空值，例如可以为100mbar左右。本发明将在常压扩散炉的炉管尾部的三个接口中的两个接口，其中一个接口与所述真空泵之间通过密封管道连接，另一个接口为进气源口，与外部管路连接。
另外现有常压扩散炉的炉门的开关为一个步进电机通过旋转机构连接，带动炉门进行90度的转动，以达到开和关的效果，本发明中炉门由于要考虑到隔热(保护高温密封圈)和水冷的目的，本发明中通过退出推进气缸组件驱动炉门开启，以及压紧松开气缸组件驱动炉门关闭，本发明中退出推进气缸组件和压紧松开气缸组件为现有常规结构，即本发明中通过两个驱动结构来进行炉门的开启和关闭的驱动。
本发明中真空泵采用变频自动控制的耐腐蚀隔膜泵。在外部管路上设置有控制气源压力大小的压力控制器。
如图2～图5所示，本发明中炉门包括炉门主体2-1，所述炉门主体上设置有密封圈2-3。密封圈2-3上设置有隔辐射传热隔块2-2。炉管的上套设于水套3-1，所述水套3-1上设置有供冷却水通过的水路结构3-2。水套3-1上的水路结构3-2可对密封作用的密封圈3-3进行冷却的作用。
如图7所示，本发明中在控制系统上也进行了改进，新增PLC系统实时得到现有炉门电机的开关信号(6-7处)，新增PLC系统根据6-7的结果控制6-3中的汽缸动作，以同步执行新增炉门的开与关，保持与现有炉门电机的动作同步(6-8处)，现控制系统根据工艺生产进程自动控制现炉门电机的开关及信号的反馈(6-9处)，6-10处为在现有控制系统上通过模拟数据量输出口输出工艺参数中的真空压力值给6-2，6-11处为6-2得到压力值后通过网络通信把压力值传输给新增上位机系统6-5，6-12处为6-5得到压力值后，通过串口发送压力值给真空泵控制器从而控制真空泵的开关及变频抽真空的速度，达到最终工艺需要的炉内低压环境。

Claims (6)

1.一种低压扩散炉，包括炉体，所述炉体包括炉管以及炉门，其特征在于，还包括真空泵、驱动炉门开启的退出推进气缸组件以及驱动炉门关闭的压紧松开气缸组件，所述炉管的尾部包括两个接口，其中一个接口与所述真空泵之间通过密封管道连接，另一个接口为进气源口，与外部管路连接。
2.如权利要求1所述的低压扩散炉，其特征在于，所述真空泵采用变频自动控制的耐腐蚀隔膜泵。
3.如权利要求1所述的低压扩散炉，其特征在于，所述外部管路上设置有控制气源压力大小的压力控制器。
4.如权利要求1所述的低压扩散炉，其特征在于，所述炉门包括炉门主体，所述炉门主体上设置有密封圈。
5.如权利要求4所述的低压扩散炉，其特征在于，所述密封圈上设置有隔辐射传热隔块。
6.如权利要求1所述的低压扩散炉，其特征在于，所述炉管的上套设于水套，所述水套上设置有供冷却水通过的水路结构。
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