CN201532964U - 一种区熔再结晶设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种区熔再结晶设备，它包括一带有滑道的实验台，实验台上设置有可滑动支架，支架的顶部固定连接一工作台，支架的底座穿设有一端带有螺纹一转轴，转轴的另一端上设置有一计数器，转轴连接到一马达的输出端；计数器并联连接马达和一控制模块，马达连接控制模块，控制模块内置有电源；工作台的另一端顶面上设置有一衬底，与工作台对应设置有一石英腔室，石英腔室的一端设置有进口，石英腔室外部由顶部带有凹槽并固定在实验台上的罩体进行密封，凹槽内设置有一聚光装置，聚光装置通过摄像头连接监视器，罩体的底部设置有衬底加热装置和冷却装置，聚光装置内设置有薄膜加热装置，衬底加热装置和加热装置连接控制模块。本实用新型可广泛应用于各种太阳能电池制备中。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种太阳能电池制备设备，特别是关于一种用于硅薄膜太阳能电池制备的区熔再结晶设备。
背景技术
目前国内没有应用于实验室用的太阳能电池制备专用设备，而且没有适用于薄膜材料的区熔再结晶的设备。薄膜材料通过区熔再结晶可以提高由薄膜材料制成的太阳能电池的使用效率。但是，现有的设备一般适用于晶体硅或锗等体材料的提纯工艺，多数采用的是高频感应加热，体积较大，耗能较高，不适用于科研使用。
发明内容
针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种结构简单、容易操作并能有效控制薄膜熔解速度的区熔再结晶设备。
为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种区熔再结晶设备，其特征在于：它包括一带有轨道的实验台，所述实验台上设置有一滑动支架，所述支架的顶部固定连接一石英材料的工作台，所述支架的底座穿设有一端带有螺纹的一转轴，所述转轴的另一端上设置有一计数器，所述转轴连接到一马达的输出端；所述计数器并联连接所述马达和一控制模块，所述马达连接所述控制模块，所述控制模块内置有电源；所述工作台另一端顶面上设置有一衬底，与所述工作台对应设置有一石英腔室，所述石英腔室的一端设置有一进口，所述石英腔室外部由采用一不锈钢材料顶部带有凹槽的罩体进行密封，所述罩体固定在所述实验台上，所述罩体的凹槽内设置有一聚光装置，所述聚光装置通过一摄像头连接一监视器，所述罩体的底部设置有一衬底加热装置和一冷却装置，所述聚光装置内还设置有一薄膜加热装置，所述衬底加热装置和加热装置连接所述控制模块。
所述石英腔室的另一端设置有一连接气源的进气管和一连通大气的排气管，所述进气管和排气管穿过所述罩体，所述罩体上设置有与所述石英腔室进口对应的一入口盖。
所述支架与所述计数器之间设置有一钢制隔板。
所述衬底加热装置包括九根卤钨灯，所述薄膜加热装置包括一根卤钨灯。
所述冷却装置包括一与外界水源连接的管路和两个风扇，所述两个风扇连接所述控制模块。
所述衬底采用硅片、陶瓷片和石墨材料其中之一。
本实用新型由于采取以上技术方案，具有以下优点：1、本实用新型由于采用在支架的另一端连接有一带有螺纹的转轴，转轴上设置有一计数器，计数器并联连接马达和控制模块，控制模块可以根据计数器的计数数据来控制设定马达的转速，进而控制固定在支架上的工作台的步进速度。因此，实现了通过调整马达电机的转速达到控制硅薄膜的熔解速度，并且本实用新型的设备操作容易、结构简单。2、本实用新型由于采用了在石英腔室外的罩体凹槽上设置有一摄像头，摄像头连接一监测器，监视器通过摄像头可以实现实时监测观察硅薄膜的熔解过程和结晶过程。3、本实用新型由于采用一半椭圆形的聚光装置，硅薄膜逐渐经过聚光装置的焦点处，使得硅薄膜完全熔解并重新结晶，实现了通过改善衬底及薄膜的特性以达到提高太阳能电池效率的目的。4、本实用新型由于采用了衬底加热和薄膜加热两套加热装置，分别对工作台上的衬底和硅薄膜进行加热，并且采用了冷却装置，冷却装置通过水冷和风扇对腔室外部罩体进行冷却，防止烫伤操作人员。本实用新型可广泛应用于各种太阳能电池制备中。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构示意图
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。
如图1、图2所示，本实用新型包括一带有轨道的实验台1，在实验台1上设置有一可在轨道上滑动的支架2，支架2的顶部固定连接一采用石英材料制备的工作台3，支架2的底座穿设有一端带有螺纹的一转轴4，支架2通过螺纹连接在转轴4上，转轴4的另一端上还设置有一光电计数器5，转轴4连接到一马达6的输出端。计数器5并联连接马达6和一控制模块7，控制模块7通过计数器5的计数数据控制马达6的转速，进而使得转轴4旋转，实现了对支架2在实验台1上滑动速度的控制。其中，控制模块7内置有电源(图中未标出)。
上述实施例中，在支架2与计数器5之间设置有一钢制隔板8，用于防止对工作台3的干扰。
工作台3的另一端顶面上设置有一用于放置硅薄膜样品的衬底9，与工作台3对应设置有一采用石英材料制备的石英腔室10，石英腔室10的一端设置有一进口101，在石英腔室10外部采用一由不锈钢材料制成顶部带有凹槽的罩体11进行密封，罩体11固定在实验台1上，罩体11上设置有一入口盖111，用于工作台3的进出。在罩体11的凹槽内设置有一半椭圆形的聚光装置12，聚光装置12通过一CCD(电荷耦合器件)摄像头13连接一监视器14。罩体11的底部设置有一衬底加热装置15，在衬底加热装置15底部与其对应设置有一冷却装置16。在聚光装置12内还设置有一薄膜加热装置17。衬底加热装置15和薄膜加热装置17连接控制模块7。
上述实施例中，在石英腔室10的另一端设置有一与外部气源连接的进气管102和一连通大气的排气管103，进气管102和排气管103穿过罩体11。由进气管102在正压情况下向石英腔室10内输入气体对样品进行熔解，输入的气体为惰性气体或者非惰性气体(例如氩气或氮气等)，防止硅薄膜样品收缩成球状。
上述实施例中，衬底加热装置15包括九根卤钨灯151，九根卤钨灯151均匀分布在罩体11的底部，通过一设置在冷却装置16上方的支撑架18支撑，以便实现对罩体11底部均匀加热。薄膜加热装置17包括一根卤钨灯151，以便实现对石英腔室10顶部加热。
上述实施例中，冷却装置16包括一与外界水源连接的管路161和两个小型的风扇(图中未标出)，两风扇与控制模块7连接。其中，管路161通过流入的冷水实现对九根卤钨灯151底部周围降温冷却，两风扇用于对整个石英腔室10外部的罩体11进行冷却，以避免实验台1过热，烫伤操作人员。
上述实施例中，衬底9可以采用硅片、陶瓷片或石墨材料等。
本实用新型在使用时，其工作步骤如下：
1)先将硅薄膜样品放在工作台3的衬底9上，在控制模块7的控制下，由计数器5和马达6将工作台3逐渐推入石英腔室10内，并将罩体11密封。
2)从进气管102向石英腔室10内通入气体，将石英腔室10内的空气由排气管103排空，使石英腔室10内达到常压状态。
3)开启衬底加热装置15、薄膜加热装置17和冷却装置16，衬底加热装置15的各卤钨灯151发出的光为衬底9均匀加热，可以使得衬底9的温度上升到1000°～1400°之间。薄膜加热装置17的卤钨灯151发出的光经过聚光装置12会聚到衬底9上，硅薄膜随着工作台3逐渐经过聚光装置12的焦点处进行加热，使硅薄膜的温度达到预先设定的温度。
4)当石英腔室10内的温度稳定后，通过监视器14上观察硅薄膜的熔解过程，随着硅薄膜逐渐通过聚光装置12的焦点，硅薄膜会逐渐完全熔解并重新结晶。实验结束后，关掉控制模块7，将工作台3拉出石英腔室10即可。
综上所述，本实用新型能使原本无序的硅薄膜材料出现明显的晶向，有效地改善了硅薄膜的电学性质，提高了太阳能电池的效率。
上述各实施例中，还可以在结构和连接上有其它变化，例如衬底加热装置15中卤钨灯151的数量是可以变化的，凡是基于本实用新型技术方案上的变化和改进，不应排除在本实用新型的保护范围之外。
Claims (10)
1.一种区熔再结晶设备，其特征在于：它包括一带有轨道的实验台，所述实验台上设置有一滑动支架，所述支架的顶部固定连接一石英材料的工作台，所述支架的底座穿设有一端带有螺纹的一转轴，所述转轴的另一端上设置有一计数器，所述转轴连接到一马达的输出端；所述计数器并联连接所述马达和一控制模块，所述马达连接所述控制模块，所述控制模块内置有电源；
所述工作台另一端顶面上设置有一衬底，与所述工作台对应设置有一石英腔室，所述石英腔室的一端设置有一进口，所述石英腔室外部由采用一不锈钢材料顶部带有凹槽的罩体进行密封，所述罩体固定在所述实验台上，所述罩体的凹槽内设置有一聚光装置，所述聚光装置通过一摄像头连接一监视器，所述罩体的底部设置有一衬底加热装置和一冷却装置，所述聚光装置内还设置有一薄膜加热装置，所述衬底加热装置和加热装置连接所述控制模块。
2.如权利要求1所述的一种区熔再结晶设备，其特征在于：所述石英腔室的另一端设置有一连接气源的进气管和一连通大气的排气管，所述进气管和排气管穿过所述罩体，所述罩体上设置有与所述石英腔室进口对应的一入口盖。
3.如权利要求1所述的一种区熔再结晶设备，其特征在于：所述支架与所述计数器之间设置有一钢制隔板。
4.如权利要求2所述的一种区熔再结晶设备，其特征在于：所述支架与所述计数器之间设置有一钢制隔板。
5.如权利要求1或2或3或4所述的一种区熔再结晶设备，其特征在于：所述衬底加热装置包括九根卤钨灯，所述薄膜加热装置包括一根卤钨灯。
6.如权利要求1或2或3或4所述的一种区熔再结晶设备，其特征在于：所述冷却装置包括一与外界水源连接的管路和两个风扇，所述两个风扇连接所述控制模块。
7.如权利要求5所述的一种区熔再结晶设备，其特征在于：所述冷却装置包括一与外界水源连接的管路和两个风扇，所述两个风扇连接所述控制模块。
8.如权利要求1或2或3或4或7所述的一种区熔再结晶设备，其特征在于：所述衬底采用硅片、陶瓷片和石墨材料其中之一。
9.如权利要求5所述的一种区熔再结晶设备，其特征在于：所述衬底采用硅片、陶瓷片和石墨材料其中之一。
10.如权利要求6所述的一种区熔再结晶设备，其特征在于：所述衬底采用硅片、陶瓷片和石墨材料其中之一。
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| CN200920222524XU CN201532964U (zh) | 2009-09-15 | 2009-09-15 | 一种区熔再结晶设备 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104359748A (zh) * | 2014-11-10 | 2015-02-18 | 河海大学 | 一种小型试样加热装置 |
| CN106803537A (zh) * | 2017-02-20 | 2017-06-06 | 安徽师范大学 | 一种构建局部清洁环境保护薄膜生长的装置 |
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2009
- 2009-09-15 CN CN200920222524XU patent/CN201532964U/zh not_active Expired - Fee Related
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| GR01 | Patent grant | ||
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Assignee: Sanpu Sunlight Technology Co., Ltd., Beijing Assignor: Beijing Solar Energy Inst. Co., Ltd. Contract record no.: 2011110000121 Denomination of utility model: Zone-melting recrystallization device Granted publication date: 20100721 License type: Exclusive License Record date: 20110722 |
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| C56 | Change in the name or address of the patentee |
Owner name: BEIJING SOLAR ENERGY RESEARCH INSTITUTE GROUP CO., Free format text: FORMER NAME: BEIJING SOLAR ENERGY INST. CO., LTD. |
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