CN117628880A - 一种稳定抽真空管路系统、晶化炉设备及其稳定抽真空方法 - Google Patents

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龚晓龙
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Abstract

本发明属于太阳能电池晶化炉设备技术领域，具体涉及一种稳定抽真空管路系统、晶化炉设备及其稳定抽真空方法，包括：第一真空管与炉体之间设置有第一角阀组件，第二真空管与炉体之间设置有第二角阀组件，其中，真空泵启动时，通过第一角阀组件和第二角阀组件的启闭以控制抽真空的速率；通过设置第一角阀组件和第二角阀组件，第一角阀组件和第二角阀组件均设置有快角阀和慢角阀，快角阀的口径大于慢角阀的口径，通过快角阀和慢角阀的单独启闭能控制抽真空的速率，从而能够高效控制炉体内腔体的气体波动，提高了结晶稳定性，使得制备的钙钛矿薄膜更加细腻、均匀，增加了钙钛矿薄膜的覆盖率，提高了制备钙钛矿薄膜的质量和产量。

Description

一种稳定抽真空管路系统、晶化炉设备及其稳定抽真空方法
技术领域
本发明属于太阳能电池晶化炉设备技术领域，具体涉及一种稳定抽真空管路系统、晶化炉设备及其稳定抽真空方法。
背景技术
太阳能电池例如钙钛矿太阳能电池在涂布后，通常需要对钙钛矿太阳能电池上涂布的浆料进行形核和结晶，钙钛矿太阳能电池上涂布的浆料从液膜转化为固态的多晶钙钛矿薄膜；形核和结晶过程需要对炉体设备抽真空，当大气压低于60Kpa时，抽真空困难，抽真空的效果对能否获得高质量的大面积钙钛矿薄膜至关重要，现有的抽真空管路只设置在炉体上端或者下端，不能很好控制腔室内气体的波动，导致钙钛矿薄膜均匀性差、粗糙且覆盖度不佳，影响了钙钛矿薄膜的质量；
因此，提供一种能稳定控制气体波动的稳定抽真空管路系统是有必要的。
发明内容
本发明的目的是提供一种稳定抽真空管路系统。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种稳定抽真空管路系统，包括：炉体，所述炉体的顶部连通有第一真空管，所述炉体的底部连通有第二真空管，其中，所述第一真空管和所述第二真空管的端部均通过汇总管连通有真空泵；所述第一真空管与所述炉体之间设置有第一角阀组件，所述第二真空管与所述炉体之间设置有第二角阀组件，其中，真空泵启动时，通过所述第一角阀组件和所述第二角阀组件的启闭以控制抽真空的速率，所述炉体的底部连通有真空计。
进一步地，所述第一角阀组件包括第一快抽角阀和第一慢抽角阀，所述第一快抽角阀通过第一快抽管与所述第一真空管和所述炉体连通，所述第一慢抽角阀通过第一慢抽管与所述第一真空管和所述炉体连通，其中，所述第一快抽管的口径大于所述第一慢抽管的口径，所述第一快抽角阀的口径大于所述第一慢抽角阀的口径。
进一步地，所述第二角阀组件包括第二快抽角阀和第二慢抽角阀，所述第二快抽角阀通过第二快抽管与所述第二真空管和所述炉体连通，所述第二慢抽角阀通过第二慢抽管与所述第而真空管和所述炉体连通，其中，所述第二快抽管的口径大于所述第二慢抽管的口径，所述第二快抽角阀的口径大于所述第二慢抽角阀的口径。
进一步地，所述炉体的顶部的底部还分别连通有氮气回填管，所述氮气回填管上设置有氮气阀。
进一步地，所述汇总管上设置有破空阀和负压阀，所述负压阀设置在所述破空阀的后端。
进一步地，所述第一真空管适于设置调节阀，所述调节阀设置在所述第一角阀组件的前端。
进一步地，所述第二真空管上适于设置调节阀，所述调节阀设置在所述第二角阀组件的前端。
进一步地，所述第一真空管、所述第二真空管和所述汇总管的外圈均安装有真空波纹管。
进一步地，一种晶化炉设备，包括任一所述的一种稳定抽真空管路系统。
进一步地，本发明提供了一种稳定抽真空方法，利用所述真空泵对所述炉体腔室进行抽真空，包括以下步骤：
S1:启动真空泵，所述第一慢抽角阀和所述第二慢抽角阀同时对所述炉体开启抽真空，炉体内的气压下降到80000-100000PA；
S2：关闭所述第一慢抽角阀和所述第二慢抽角阀，开启所述第一快抽角阀和所述第二快抽角阀，炉体内的气压下降到10PA；
S3:关闭所述第一快抽角阀，同时所述调节阀运行；
S4:顶部所述氮气阀开启，通过所述真空计检测所述炉体内真空度，控制所述调节阀开启量，使所述炉体内的真空值稳态在10PA；
S5：所述炉体进入晶化工序；
S6：晶化工序结束后，所述调节阀和所述第二快抽角阀关闭，底部所述氮气阀开启，达到设定的气压，回填结束，所述炉体开启，取出电池片，完成干燥和晶化的整道工序。
进一步地，本发明提供了一种稳定抽真空方法，利用所述真空泵对所述炉体腔室进行抽真空，包括以下步骤：
S1:启动真空泵，所述第一慢抽角阀和所述第二慢抽角阀同时对所述炉体开启抽真空，所述调节阀开启，炉体内的气压下降到80000-100000PA；
S2：关闭所述第一慢抽角阀和所述第二慢抽角阀，开启所述第一快抽角阀和所述第二快抽角阀，炉体内的气压下降到10PA；
S3:关闭所述第二快抽角阀；
S4:底部所述氮气阀开启，通过所述真空计检测所述炉体内真空度，控制所述调节阀开启量，使所述炉体内的真空值稳态在10PA；
S5：所述炉体进入晶化工序；
S6：晶化工序结束后，所述调节阀和所述第一快抽角阀关闭，顶部所述氮气阀开启，达到设定的气压，回填结束，所述炉体开启，取出电池片，完成干燥和晶化的整道工序。
本发明的有益效果：
1、晶化炉结构简单可靠，能稳定放入钙钛矿玻璃基板，为钙钛矿玻璃基板的形核和结晶提供了稳定的环境；通过设置第一真空管和第二真空管，真空泵启动时，真空泵能从晶化炉的顶部和底部同时抽真空，提高了抽真空的速率从而提高了结晶的速度；
2、通过设置第一角阀组件和第二角阀组件，第一角阀组件和第二角阀组件均设置有快角阀和慢角阀，快角阀的口径大于慢角阀的口径，通过快角阀和慢角阀的单独启闭能控制抽真空的速率，从而能够高效控制晶化炉体内腔体的气体波动，提高了结晶稳定性，使得制备的钙钛矿薄膜更加细腻、均匀，增加了钙钛矿薄膜的覆盖率，提高了制备钙钛矿薄膜的质量和产量；
3、通过设置调节阀，调节阀根据真空值或者氮气回填量自动调整调节阀开启角度，实现腔室内设定真空值的稳态调整和保持腔室内真空值的稳定；
4、通过设置真空计，工作人员能够快速得到气压值，了解晶化炉的真空状态，并根据气压值调节抽真空的速率，提高了制备钙钛矿薄膜的效率和质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明稳定抽真空管路系统的整体结构示意图。
图2是本发明稳定抽真空管路系统的整体结构另一实施例示意图。
图3是本发明实施例四的流程图；
图4是本发明实施例五的流程图。
图中：
100、炉体，110、第一真空管，120、第二真空管，121、调节阀，130、汇总管，131、破空阀，132、负压阀，140、真空泵，150、第一角阀组件，151、第一快抽角阀，152、第一慢抽角阀，153、第一快抽管，154、第一慢抽管，160、第二角阀组件，161、第二快抽角阀，162、第二慢抽角阀，163、第二快抽管，164、第二慢抽管，170、真空计，180、氮气回填管，181、氮气阀，190、真空波纹管。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
如图1所示，本发明提供了一种稳定抽真空管路系统，包括：炉体100，炉体100的顶部连通有第一真空管110，炉体100的底部连通有第二真空管120，其中，第一真空管110和第二真空管120的端部均通过汇总管130连通有真空泵140；炉体100结构简单可靠，能稳定放入钙钛矿玻璃基板，为钙钛矿玻璃基板的形核和结晶提供了稳定的环境；通过设置第一真空管110和第二真空管120，真空泵140启动时，真空泵140能从炉体100的顶部和底部同时抽真空，提高了抽真空的速率从而提高了结晶的速度；第一真空管110与炉体100之间设置有第一角阀组件150，第二真空管120与炉体100之间设置有第二角阀组件160，其中，真空泵140启动时，通过第一角阀组件150和第二角阀组件160的启闭以控制抽真空的速率；通过设置第一角阀组件150和第二角阀组件160，第一角阀组件150和第二角阀组件160均设置有快角阀和慢角阀，快角阀的口径大于慢角阀的口径，通过快角阀和慢角阀的单独启闭能控制抽真空的速率，从而能够高效控制炉体100内腔体的气体波动，提高了结晶稳定性，使得制备的钙钛矿薄膜更加细腻、均匀，增加了钙钛矿薄膜的覆盖率，提高了制备钙钛矿薄膜的质量和产量；炉体100的底部连通有真空计170；通过设置真空计170，工作人员能够快速得到气压值，了解炉体100的真空状态，并根据气压值调节抽真空的速率，提高了制备钙钛矿薄膜的效率和质量。
同时，当炉体100腔室内气体达到稳态时，根据工艺需求，只打开炉体100顶部或底部，择一抽真空。
第一角阀组件150包括第一快抽角阀151和第一慢抽角阀152，第一快抽角阀151通过第一快抽管153与第一真空管110和炉体100连通，第一慢抽角阀152通过第一慢抽管154与第一真空管110和炉体100连通，其中，第一快抽管153的口径大于第一慢抽管154的口径，第一快抽角阀151的口径大于第一慢抽角阀152的口径。
第二角阀组件160包括第二快抽角阀161和第二慢抽角阀162，第二快抽角阀161通过第二快抽管163与第二真空管120和炉体100连通，第二慢抽角阀162通过第二慢抽管164与第而真空管和炉体100连通，其中，第二快抽管163的口径大于第二慢抽管164的口径，第二快抽角阀161的口径大于第二慢抽角阀162的口径。
调节阀121设置在第一角阀组件150的前端或者第二角阀组件160的前端，上下抽真空结束后，有调节阀121的一端继续抽真空，无调节阀121的一端关闭抽真空且通过氮气回填管180氮气回填，调节阀121可以是蝶阀、翻板阀等。
当腔室内部真空度到达设定值后，无调节阀121的真空管关闭，真空计170检测腔室内真空值，开启调节阀121抽真空和对向的氮气阀181通过氮气回填管180输送氮气到炉体100的腔室内，调整氮气压力值，通过程序设定真空值，调节阀121根据真空值和氮气回填量自动调整阀板开启角度，实现腔室内设定真空值的稳态调整和保持。
钙钛矿玻璃基板放入炉体100后，真空泵140启动，第一慢抽角阀152和第二慢抽角阀162和调节阀121完全开启，其余阀门关闭，由于第一慢抽角阀152和第二慢抽角阀162口径小，此时炉体100进入到慢抽模式，慢抽模式下可以极大减小腔室内气流的波动，使钙钛矿玻璃基板及其表面液体药剂稳定，真空计170显示设定值(慢抽值)，慢抽流程结束；此时第一慢抽角阀152和第二慢抽角阀162关闭，第一快抽角阀151和第二快抽角阀161开启，由于第一快抽角阀151和第二快抽角阀161口径大，能够将炉体100内的气压快速抽至真空值，保证要求的单位时间达到真空值，快抽流程结束。
汇总管130上设置有破空阀131和负压阀132，负压阀132设置在破空阀131的后端；通过设置破空阀131，当炉体100或者管道内在压力低于设计真空压力时，安装在破空阀131内的阀瓣上面的弹簧开始工作，阀瓣垂直的往下打开，该阀自动开启吸入空气，此时外面的空气进入容器中，破坏真空，从而保护设备及系统，当炉体100或管道内达到预定值时，破空阀131内的阀瓣被气压顶上去，形成密封，该阀自动关闭；通过设置负压阀132能够防止气体倒流，确保抽真空的稳定性。
第一真空管110、第二真空管120和汇总管130的外圈均安装有真空波纹管190；真空波纹管190的设置能够缓冲真空泵140抽真空是管路的震动，提高了制备钙钛矿薄膜的质量。
实施例二
如图1所示，第二真空管120适于设置调节阀121，调节阀121设置在第二角阀组件160的前端。
炉体100的顶部有氮气回填管180，氮气回填管180上设置有氮气阀181；当炉体100内的气压真空值很接近要求值时，此时炉体100内腔体的温度上升，气压上升，此时关闭第一快抽角阀151和第一慢抽角阀152，根据不同工艺选择，切换第二快抽角阀161、第二慢抽角阀162的开启和关闭(选择一种)，氮气回填管180的氮气阀181开启，通过氮气回填管180输送氮气到炉体100的腔室内，调节阀121多次调整至合适开启角度，使得氮气回填管180的回填量和炉体100的抽真空量达到一个稳定状态，实现腔室内真空度稳定在10pa或其它设定值，提高了制备制备钙钛矿薄膜的质量和稳定性。
实施例三
如图2所示，第一真空管110适于设置调节阀121，调节阀121设置在第一角阀组件150的前端。
炉体100的底部连通有氮气回填管180，氮气回填管180上设置有氮气阀181；当炉体100内的气压真空值很接近要求值时，此时炉体100内腔体的温度上升，气压上升，此时关闭第二快抽角阀161和第二慢抽角阀162，根据不同工艺选择，切换第一快抽角阀151、第一慢抽角阀152的开启和关闭(选择一种)，氮气回填管180的氮气阀181开启，通过氮气回填管180输送氮气到炉体100的腔室内，调节阀121多次调整至合适开启角度，使得氮气回填管180的回填量和炉体100的抽真空量达到一个稳定状态，实现腔室内真空度稳定在10pa或其它设定值，提高了制备制备钙钛矿薄膜的质量和稳定性。
实施例四：
如图3所示，一种稳定抽真空方法，利用所述真空泵140对所述炉体100腔室进行抽真空，包括以下步骤：
S1:启动真空泵140，所述第一慢抽角阀152和所述第二慢抽角阀162同时对所述炉体100开启抽真空，所述调节阀121开启，炉体内的气压下降到80000-100000PA；
S2：关闭所述第一慢抽角阀152和所述第二慢抽角阀162，开启所述第一快抽角阀151和所述第二快抽角阀161，炉体内的气压下降到10PA；
S3:关闭所述第一快抽角阀151；
S4:顶部所述氮气阀181开启，通过所述真空计170检测所述炉体100内真空度，控制所述调节阀121开启量，使所述炉体100内的真空值稳态在10PA；
S5：所述炉体100进入晶化工序；
S6：晶化工序结束后，所述调节阀121和所述第二快抽角阀161关闭，底部所述氮气阀181开启，达到设定的气压，回填结束，所述炉体100阀门(图中未示出)开启，取出电池片，完成干燥和晶化的整道工序。
实施例五
如图4所示，一种稳定抽真空方法，利用所述真空泵140对所述炉体100腔室进行抽真空，包括以下步骤：
S1:启动真空泵140，所述第一慢抽角阀152和所述第二慢抽角阀162同时对所述炉体100开启抽真空，所述调节阀121开启，炉体内的气压下降到80000-100000PA；
S2：关闭所述第一慢抽角阀152和所述第二慢抽角阀162，开启所述第一快抽角阀151和所述第二快抽角阀161，炉体100内的气压下降到10PA；
S3:关闭所述第二快抽角阀161；
S4:底部所述氮气阀181开启，通过所述真空计170检测所述炉体内100真空度，控制所述调节阀121开启量，使所述炉体内100的真空值稳态在10PA；
S5：所述炉体100进入晶化工序；
S6：晶化工序结束后，所述调节阀121和所述第一快抽角阀151关闭，顶部所述氮气阀181开启，达到设定的气压，回填结束，所述炉体100的阀门(图中未示出)开启，取出电池片，完成干燥和晶化的整道工序。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (12)

1.一种稳定抽真空管路系统，其特征在于，包括：
炉体，所述炉体的顶部连通有第一真空管，所述炉体的底部连通有第二真空管，其中，
所述第一真空管和所述第二真空管的端部均通过汇总管连通有真空泵；
所述第一真空管与所述炉体之间设置有第一角阀组件，所述第二真空管与所述炉体之间设置有第二角阀组件，其中，
真空泵启动时，通过所述第一角阀组件和所述第二角阀组件的启闭以控制抽真空的速率。
2.所述炉体的底部连通有真空计。
3.如权利要求1所述的一种稳定抽真空管路系统，其特征在于，
所述第一角阀组件包括第一快抽角阀和第一慢抽角阀，所述第一快抽角阀通过第一快抽管与所述第一真空管和所述炉体连通，所述第一慢抽角阀通过第一慢抽管与所述第一真空管和所述炉体连通，其中，
所述第一快抽管的口径大于所述第一慢抽管的口径，所述第一快抽角阀的口径大于所述第一慢抽角阀的口径。
4.如权利要求2所述的一种稳定抽真空管路系统，其特征在于，
所述第二角阀组件包括第二快抽角阀和第二慢抽角阀，所述第二快抽角阀通过第二快抽管与所述第二真空管和所述炉体连通，所述第二慢抽角阀通过第二慢抽管与所述第而真空管和所述炉体连通，其中，
所述第二快抽管的口径大于所述第二慢抽管的口径，所述第二快抽角阀的口径大于所述第二慢抽角阀的口径。
5.如权利要求3所述的一种稳定抽真空管路系统，其特征在于，
所述炉体的顶部和底部还分别连通有氮气回填管，所述氮气回填管上设置有氮气阀。
6.如权利要求4所述的一种稳定抽真空管路系统，其特征在于，
所述汇总管上设置有破空阀和负压阀，所述负压阀设置在所述破空阀的后端。
7.如权利要求5所述的一种稳定抽真空管路系统，其特征在于，
所述第一真空管上适于设置调节阀，所述调节阀设置在所述第一角阀组件的前端。
8.如权利要求5所述的一种稳定抽真空管路系统，其特征在于，
所述第二真空管上适于设置调节阀，所述调节阀设置在所述第二角阀组件的前端。
9.如权利要求6或7所述的一种稳定抽真空管路系统，其特征在于，
所述第一真空管、所述第二真空管和所述汇总管的外圈均安装有真空波纹管。
10.一种晶化炉设备，其特征在于，包括如权利要求1-8任一所述的一种稳定抽真空管路系统。
11.一种稳定抽真空方法，其特征在于，如权利要求7所述的一种稳定抽真空管路系统，利用所述真空泵对所述炉体腔室进行抽真空，包括以下步骤：
S1:启动真空泵，所述第一慢抽角阀和所述第二慢抽角阀同时对所述炉体开启抽真空，所述调节阀开启，炉体内的气压下降到80000-100000PA；
S2：关闭所述第一慢抽角阀和所述第二慢抽角阀，开启所述第一快抽角阀和所述第二快抽角阀，炉体内的气压下降到10PA；
S3:关闭所述第一快抽角阀；
S4:顶部所述氮气回填管开启，通过所述真空计检测所述炉体内真空度，控制所述调节阀开启量，使所述炉体内的真空值稳态在10PA；
S5：所述炉体进入晶化工序；
S6：晶化工序结束后，所述调节阀和所述第二快抽角阀关闭，底部所述氮气阀开启，达到设定的气压，回填结束，所述炉体开启，取出电池片，完成干燥和晶化的整道工序。
12.一种稳定抽真空方法，其特征在于，如权利要求6所述的一种稳定抽真空管路系统，利用所述真空泵对所述炉体腔室进行抽真空，包括以下步骤：
S1:启动真空泵，所述第一慢抽角阀和所述第二慢抽角阀同时对所述炉体开启抽真空，所述调节阀开启，炉体内的气压下降到80000-100000PA；
S2：关闭所述第一慢抽角阀和所述第二慢抽角阀，开启所述第一快抽角阀和所述第二快抽角阀，炉体内的气压下降到10PA；
S3:关闭所述第二快抽角阀；
S4:底部所述氮气阀开启，通过所述真空计检测所述炉体内真空度，控制所述调节阀开启量，使所述炉体内的真空值稳态在10PA；
S5：所述炉体进入晶化工序；
S6：晶化工序结束后，所述调节阀和所述第一快抽角阀关闭，顶部所述氮气阀开启，达到设定的气压，回填结束，所述炉体开启，取出电池片，完成干燥和晶化的整道工序。
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