CN116892020A - 一种镀膜工艺的温控系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种镀膜工艺的温控系统。本发明包括炉管，其外缠绕有外层加热丝，其内设置有与其平行设置且缠绕有内层加热丝的耐高温固定杆；温控装置，包括第一温控模块、第二温控模块、触发板模块、变压器模块、可控硅模块，所述外层加热丝和所述内层加热丝分别通过热电偶连接第一温控模块和第二温控模块，所述第一温控模块、第二温控模块与所述触发板模块相连，所述触发板模块分别连接所述变压器模块和所述可控硅模块，所述变压器模块连接所述电源模块；石墨舟，具有供所述耐高温固定杆穿过的空腔。通过对石墨舟进行内外层加热，可以有效均衡整个石墨舟的温度分布，提高镀膜均匀性和质量。

Description

一种镀膜工艺的温控系统

技术领域

本发明涉及硅片镀膜技术领域，尤其是指一种镀膜工艺的温控系统。

背景技术

近年来，很多国家开始逐渐大力开发太阳能，寻求经济发展的新动力。在众多太阳能电池中，单晶硅材料电池的工艺技术已得到较大提高。

管式PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，等离子体增强化学的气相沉积法)作为当前最为成熟的镀膜方式之一，仍是主流镀膜方式之一。效率要求使得电池片的尺寸越来越大，产能需求使得石墨舟装片规格越来越来多。单个石墨舟装片量已从最初二百片发展到现在的六百片。技术发现随着石墨舟装片量的增大，镀膜时反应需要的电场、热场以及气场都不容易更好的控制。随之而来的问题是外舟页和内舟页镀膜后的片间膜色均匀差异性较大。行业内解决方案是将大的石墨舟拆分为两个小的石墨舟，使得石墨舟的整体宽度变小。如德国centrotherm采用双管进双舟，红太阳、捷佳伟创采用单管进双舟。前者使镀膜从片间差异改变为管间差无法在同一根管里工艺，气场无法统一；后者虽然在一根管里，由于是两个石墨舟使用电极杆和石墨块进行通电，两个石墨舟间的电场无法统一。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中石墨舟规格增大工艺时的热场无法准确导致石墨舟内中间部位和外不部位电池片工艺后的片间差异的问题，以及石墨舟被切割成小石墨舟镀膜时无法形成统一电场和气场的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种镀膜工艺的温控系统，包括：

炉管，其外缠绕有外层加热丝，其内设置有与其平行设置且缠绕有内层加热丝的耐高温固定杆；

温控装置，包括第一温控模块、第二温控模块、触发板模块、变压器模块、可控硅模块，所述外层加热丝和所述内层加热丝分别通过热电偶连接第一温控模块和第二温控模块，所述第一温控模块、第二温控模块与所述触发板模块相连，所述触发板模块分别连接所述变压器模块和所述可控硅模块，所述变压器模块连接所述电源模块；

石墨舟，具有供所述耐高温固定杆穿过的空腔；

其中，所述温控模块用于接收所述热电偶的信号，以得到实时的炉管温度值；

所述温控模块用于通过将实时温度值与设置的目标温度进行比较，来确定是否需要调整所述炉管的温度，若实时温度值低于或高于目标温度，所述温控模块将向所述触发板模块发送信号，并通过所述触发板模块将信号传输给所述可控硅模块；

所述可控硅用于接收到信号后，控制电流的通断，从而实现炉管温度的上升或下降。

在本发明的一种实施方式中，所述石墨舟包括若干个平行设置且交错分布的外石墨舟舟叶和内石墨舟舟叶，所述空腔位于交错分布的所述外石墨舟舟叶和所述内石墨舟舟叶之间。

在本发明的一种实施方式中，位于同一侧的所有所述外石墨舟舟叶的电极之间连接有第一石墨杆，所述第一石墨杆上套装有第一导电块，所述第一导电块设有第一电极孔，所述第一石墨杆的两端通过第一石墨螺母紧固。

在本发明的一种实施方式中，位于同一侧的所有所述内石墨舟舟叶的电极之间连接有第二石墨杆，所述第二石墨杆上套装有第二导电块，所述第二导电块设有第二电极孔，所述第二石墨杆的两端通过第二石墨螺母紧固。

在本发明的一种实施方式中，所述第一导电块和所述第二导电块相距150±10mm。

在本发明的一种实施方式中，所述外石墨舟舟叶和所述内石墨舟舟叶各自舟耳垂直穿设有第三石墨杆，所述第三石墨杆的两端通过第三石墨螺母紧固。

在本发明的一种实施方式中，多片所述外石墨舟舟叶和所述内石墨舟舟叶还垂直穿设有陶瓷杆。

在本发明的一种实施方式中，所述陶瓷杆上在相邻的所述外石墨舟舟叶和所述内石墨舟舟叶之间套设有陶瓷环。

在本发明的一种实施方式中，所述石墨舟的长度在1500±50mm。

在本发明的一种实施方式中，所述炉管与所述石墨舟平行设置。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本发明所述的一种镀膜工艺的温控系统，通过在炉管中心增加一排平行于炉管的加热装置，形成两层加热系统。当石墨舟进入后，这些加热装置将贯穿石墨舟的中间部位。石墨舟通过电极杆和电极孔与同一根炉管进行电流通电，在改善电池片镀膜的热场均匀性，同时确保电场的统一性和气场的统一性。这种两层加热系统和电极通电的设计可以实现更好的热场和电场控制。通过对石墨舟进行内外层加热，可以有效均衡整个石墨舟的温度分布，提高镀膜均匀性和质量。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

图1为固定在炉管中间位置的加热丝示意图。

图2为内层加热截面示意图。

图3为温控模块示意图。

图4为石墨舟的俯视结构示意图。

图5为石墨舟侧面示意图。

说明书附图标记说明：

1、炉管；11、外层加热丝；

2、耐高温固定杆；21、内层加热丝；

31、第一温控模块；32、第二温控模块；33、触发板模块；34、变压器模块；35、可控硅模块；36、电源模块；

4、石墨舟；41、空腔；42、外石墨舟舟叶；43、内石墨舟舟叶；44、第一石墨杆；441、第一石墨螺母；45、第一导电块；451、第一电极孔；46、第二石墨杆；461、第二石墨螺母；47、第二导电块；471、第二电极孔；48、第三石墨杆；481、第三石墨螺母；49、陶瓷杆；491、陶瓷环。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

本发明中，如果有描述到方向(上、下、左、右、前及后)时，其仅是为了便于描述本发明的技术方案，而不是指示或暗示所指的技术特征必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明中，“若干”的含义是一个或者多个，“多个”的含义是两个以上，“大于”“小于”“超过”等理解为不包括本数；“以上”“以下”“以内”等理解为包括本数。在本发明的描述中，如果有描述到“第一”“第二”仅用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明中，除非另有明确的限定，“设置”“安装”“连接”等词语应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是一体成型；可以是机械连接，也可以是电连接或能够互相通讯；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1至图5所示，本发明的一种镀膜工艺的温控系统，包括：

炉管1，其外缠绕有外层加热丝11，其内设置有与其平行设置且缠绕有内层加热丝21的耐高温固定杆2；

温控装置，包括第一温控模块31、第二温控模块32、触发板模块33、变压器模块34、可控硅模块35，所述外层加热丝11和所述内层加热丝21分别通过热电偶连接第一温控模块31和第二温控模块32，所述第一温控模块31、第二温控模块32与所述触发板模块33相连，所述触发板模块33分别连接所述变压器模块34和所述可控硅模块35，所述变压器模块34连接所述电源模块36；

石墨舟4，具有供所述耐高温固定杆2穿过的空腔41；

其中，所述温控模块用于接收所述热电偶的信号，以得到实时的炉管1温度值；

所述温控模块用于通过将实时温度值与设置的目标温度进行比较，来确定是否需要调整所述炉管1的温度，若实时温度值低于或高于目标温度，所述温控模块将向所述触发板模块33发送信号，并通过所述触发板模块33将信号传输给所述可控硅模块35；

所述可控硅用于接收到信号后，控制电流的通断，从而实现炉管1温度的上升或下降。

在一些实施例中，耐高温固定杆2可以使用陶瓷材料制成，并通过法兰连接于所述炉管1内。

在一些实施例中，第一温控模块31、第二温控模块32可采用PID控制器；触发板模块33：可以选择固态继电器触发板；变压器模块34可以选择交流变压器。

在一些实施例中，所述石墨舟4包括若干个平行设置且交错分布的外石墨舟舟叶42和内石墨舟舟叶43，所述空腔41位于交错分布的所述外石墨舟舟叶42和所述内石墨舟舟叶43之间。

在一些实施例中，位于同一侧的所有所述外石墨舟舟叶42的电极之间连接有第一石墨杆44，所述第一石墨杆44上套装有第一导电块45，所述第一导电块45设有第一电极孔451，所述第一石墨杆44的两端通过第一石墨螺母441紧固。

在一些实施例中，位于同一侧的所有所述内石墨舟舟叶43的电极之间连接有第二石墨杆46，所述第二石墨杆46上套装有第二导电块47，所述第二导电块47设有第二电极孔471，所述第二石墨杆46的两端通过第二石墨螺母461紧固。

在一些实施例中，所述第一导电块45和所述第二导电块47相距150±10mm。在不影响炉管1进出舟的前提下，使主机台内层加热装置贯穿石墨舟4内部。两层加热使得石墨舟4两部分得电池片热场均匀性好。

在一些实施例中，所述外石墨舟舟叶42和所述内石墨舟舟叶43各自舟耳垂直穿设有第三石墨杆48，所述第三石墨杆48的两端通过第三石墨螺母481紧固。

在一些实施例中，多片所述外石墨舟舟叶42和所述内石墨舟舟叶43还垂直穿设有陶瓷杆49。

在一些实施例中，所述陶瓷杆49上在相邻的所述外石墨舟舟叶42和所述内石墨舟舟叶43之间套设有陶瓷环491。

在一些实施例中，所述石墨舟4的长度在1500±50mm。石墨舟4长度为1500mm的较短设计，使炉管1内部的电均匀性更好。

在一些实施例中，所述炉管1与所述石墨舟4平行设置。

镀膜工艺时石墨舟4进入炉管1，耐高温固定杆2穿过石墨舟4空腔41位置，直到石墨舟4尾部，内层加热丝21在石墨舟4内部加热，外层加热丝11在炉管1外部加热，两个加热模块共同作用均衡热场，从而达到改善膜层质量效果。可以提供稳定的温度环境，防止膜层在镀膜过程中产生快速温度变化，从而改善膜层的质量和均匀性。此外，通过将加热源放在石墨舟4内部和外部，可以更好地控制膜层的形成和沉积过程，提高镀膜的效果。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种镀膜工艺的温控系统，其特征在于，包括：

炉管（1），其外缠绕有外层加热丝（11），其内设置有与其平行设置且缠绕有内层加热丝（21）的耐高温固定杆（2）；

温控装置，包括第一温控模块（31）、第二温控模块（32）、触发板模块（33）、变压器模块（34）、可控硅模块（35），所述外层加热丝（11）和所述内层加热丝（21）分别通过热电偶连接第一温控模块（31）和第二温控模块（32），所述第一温控模块（31）、第二温控模块（32）与所述触发板模块（33）相连，所述触发板模块（33）分别连接所述变压器模块（34）和所述可控硅模块（35），所述变压器模块（34）连接所述电源模块（36）；

石墨舟（4），具有供所述耐高温固定杆（2）穿过的空腔（41）；

其中，所述温控模块用于接收所述热电偶的信号，以得到实时的炉管（1）温度值；

所述温控模块用于通过将实时温度值与设置的目标温度进行比较，来确定是否需要调整所述炉管（1）的温度，若实时温度值低于或高于目标温度，所述温控模块将向所述触发板模块（33）发送信号，并通过所述触发板模块（33）将信号传输给所述可控硅模块（35）；

所述可控硅用于接收到信号后，控制电流的通断，从而实现炉管（1）温度的上升或下降。

2.根据权利要求1所述的一种镀膜工艺的温控系统，其特征在于，所述石墨舟（4）包括若干个平行设置且交错分布的外石墨舟舟叶（42）和内石墨舟舟叶（43），所述空腔（41）位于交错分布的所述外石墨舟舟叶（42）和所述内石墨舟舟叶（43）之间。

3.根据权利要求2所述的一种镀膜工艺的温控系统，其特征在于，位于同一侧的所有所述外石墨舟舟叶（42）的电极之间连接有第一石墨杆（44），所述第一石墨杆（44）上套装有第一导电块（45），所述第一导电块（45）设有第一电极孔（451），所述第一石墨杆（44）的两端通过第一石墨螺母（441）紧固。

4.根据权利要求3所述的一种镀膜工艺的温控系统，其特征在于，位于同一侧的所有所述内石墨舟舟叶（43）的电极之间连接有第二石墨杆（46），所述第二石墨杆（46）上套装有第二导电块（47），所述第二导电块（47）设有第二电极孔（471），所述第二石墨杆（46）的两端通过第二石墨螺母（461）紧固。

5.根据权利要求4所述的一种镀膜工艺的温控系统，其特征在于，所述第一导电块（45）和所述第二导电块（47）相距150±10mm。

6.根据权利要求2所述的一种镀膜工艺的温控系统，其特征在于，所述外石墨舟舟叶（42）和所述内石墨舟舟叶（43）各自舟耳垂直穿设有第三石墨杆（48），所述第三石墨杆（48）的两端通过第三石墨螺母（481）紧固。

7.根据权利要求2所述的一种镀膜工艺的温控系统，其特征在于，多片所述外石墨舟舟叶（42）和所述内石墨舟舟叶（43）还垂直穿设有陶瓷杆（49）。

8.根据权利要求7所述的一种镀膜工艺的温控系统，其特征在于，所述陶瓷杆（49）上在相邻的所述外石墨舟舟叶（42）和所述内石墨舟舟叶（43）之间套设有陶瓷环（491）。

9.根据权利要求2所述的一种镀膜工艺的温控系统，其特征在于，所述石墨舟（4）的长度在1500±50mm。

10.根据权利要求1所述的一种镀膜工艺的温控系统，其特征在于，所述炉管（1）与所述石墨舟（4）平行设置。