CN203559128U - 一种真空环境下的流动柔性基板的加热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种真空环境下的流动柔性基板的加热装置，包括上加热板，下加热板以及电热丝，所述上加热板以及所述下加热板设置有若干个真空螺丝孔，所述上加热板上开有上加热板电热丝槽，所述下加热板开有下加热板电热丝槽，所述电热丝镶嵌于所述上加热板电热丝槽及所述下加热板电热丝槽组成的电热丝安装槽中，所述电热丝与所述安装槽之间具有空腔，所述空腔适于与真空腔室连通，该实用新型提高了对柔性基板加热的均匀性并且缩短了加热时间。

Description

一种真空环境下的流动柔性基板的加热装置

技术领域

本实用新型涉及一种真空环境下对流动柔性基板进行加热的加热装置，属于太阳能电池制作领域。 

背景技术

随着各国对光伏产业的越来越重视，如今，包括工艺技术、材料使用、设备改造等方面在内的整个光伏产业正处于快速更新换代时期，太阳能电池也越来越薄膜化、柔性化、高效率以及低成本化。 

太阳能电池大多为刚性电池，然而，由于太阳辐射的能量密度较低，很多场合需要大面积的太阳能电池才能实现目标能量水平，大面积的刚性太阳能电池极不利于携带，这催生了柔性太阳能电池的诞生，柔性太阳能电池可以进行卷曲折叠，从而方便实用。柔性太阳能电池通常采用柔韧的聚合物半导体作为感光组元组装器件，或者在其他新概念电池中采用导电的柔性有机基板电极，不管是有机聚合物光伏器件还是其它光伏器件，其柔性化很大程度上都依赖于有机基板，如今，随着太阳能电池不断柔性化的需求，越来越多的柔性基板被引入到了太阳能光伏工厂，用作太阳能电池的衬底。由于工艺条件中的高温要求，需要对柔性基板进行加热，所用基板必须可以承受最高900℃左右的温度。 

目前普遍采用电热阻丝对柔性基板进行分区加热，加热时，柔性基板位于真空腔室中并始终处于流动状态。具体地，将电热阻丝分布在三块或四块区域中，且电热阻丝不直接与真空腔室连通，加热时，电热阻丝把电能转化为热能，热量通过真空腔室的内壁传导至真空腔室的内部，从而使得处于真空腔室中的流动的基板受热，在温度传感器的控制下，达到所设定的温度。然而，上述分区加热方式存在以下缺陷： 

第一、对基板进行加热的时间一般比较长，特别是用电阻加热丝加热时，由于基板不与加热丝直接接触，加热丝通过真空腔室的内壁将热量传导入真空腔室，这本身需要较多的时间，另外，热量在真空腔室中需要通过导热气体（一般是N₂）进行传导,但鉴于真空压力的限制，腔室中的导热气体不会很多，这就导致基板的受热过程比较慢，要达到设定的温度需要花费比较长的时间；

第二、加热丝上、中、下的分块布局，使得不同分区之间产生温度差异，并且加热丝之间分布不连续，再加上柔性基板的不平整性、流动性，很容易导致柔性基板受热不均匀，进而导致基板上的镀膜不均匀，影响最后光伏产品的发电功率。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于，克服现有加热装置导致的对柔性基板加热时间较长且加热不均匀的缺陷，从而提供一种能够提高对基板的加热均匀性并且可以较少加热时间的加热装置。 

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下： 

一种真空环境下的流动柔性基板的加热装置，包括上加热板、下加热板以及电热丝，所述上加热板上设置有若干个上加热板电热丝槽，所述下加热板上设置有若干个与所述上加热板电热丝槽对应的下加热板电热丝槽，所述电热丝镶嵌于所述上加热板电热丝槽及所述下加热板电热丝槽组成的电热丝安装槽中，所述电热丝与所述电热丝安装槽之间具有空腔，所述空腔适于与真空腔室连通。

所述空腔形成于所述电热丝与靠近待加热基板的所述上加热板电热丝槽的内壁之间。 

所述上加热板电热丝槽和/或所述下加热板电热丝槽的截面呈半圆型。 

所述空腔具有环形截面，所述空腔的直径比所述加热丝的直径大0.2-0.4倍。 

所述上加热板以及所述下加热板上分别设置有若干个螺丝孔，所述螺丝孔与螺钉配合实现对所述上加热板和所述下加热板的安装固定。 

若干个所述电热丝安装槽呈U型均匀的分布在加热板中。 

若干个所述电热丝安装槽连续分布。 

所述上加热板与所述下加热板采用碳合金绝缘材料制成。 

所述螺丝孔成排的均匀穿插分布于相邻所述电热丝安装槽之间。 

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点： 

（1）将上、下加热板形成为一个整体，加热丝位于两者之间，加热时，作为一个整体对待加热基板进行加热，避免了原来将电热丝分散在不同的空间区域所造成的空间加热不均匀的问题：并且，所述电热丝与所述安装槽之间具有空腔，所述空腔与真空腔室连通，这样在真空腔室中加热时，真空腔室中的介质气体（一般为N₂）会进入空腔，气体的流动便于热量的传递，从而进一步提高了加热均匀性；所述加热丝位于两块加热板之间，使得整个加热板成为一个整体，在使用时，可以将整个加热板置于真空腔室内，并使得待加热板可以近距离靠近加热板，提高加热速度，并且真空腔室中只含有介质气体，不含有空气，不会导致加热丝以及加热板的氧化，提高寿命且便于养护。

（2）所述空腔形成于所述电热丝与靠近待加热基板的所述上加热板电热丝槽内壁之间， 

在加热时，空腔靠近待加热基板，使得热量不但均匀分布，且能快速的传递到待加热基板上。

（3）整个加热板分成上，下二块，再通过螺丝孔和螺钉的配合结合在一起，结构简单，安装方便。 

（4）电热丝上下对称镶嵌在加热板中，一半在下加热板中，另一半则在上加热板中，可以增大电热丝直径，在节约加热装置整体厚度的同时实现较好的热量传递。 

（5）电热丝采用连续U形分布，与传统方法相比，增加了电热丝的长度，加快了加热速度，且整个电热丝是等距离、均匀、对称且连续的镶嵌在加热板之中，保证了整个加热板的温度均匀性。 

（6）所述空腔具有环形截面，所述空腔的直径比所述加热丝直径大0.2-0.4倍，利用该空腔，可以促进热量在加热板内部的传导，保证加热板本身的温度均匀性。 

（7）传统的加热方式加热丝分组位于离散的若干区域中，与电阻加热丝装置只有局部为加热单元不同，本申请中的整个加热板都是加热单元，当流动的柔性基板以一定速率通过腔体时，内部加热板可以连续的对基板进行加热，提高加热效果。 

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中 

图1      是上加热板结构示意图；

图2      是下加热板结构示意图；

图3      是下加热板电热丝槽及电热丝的截面示意图；

图4      是加热装置的截面示意图。

图中附图标记表示为：1-上加热板，11-上加热板电热丝槽，2-下加热板，21-下加热板电热丝槽，3-加热丝，4-真空螺丝孔，5-空腔，6-电热丝安装槽。 

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本实用新型提供的真空环境下对流动柔性基板进行加热的加热装置进行详细的描述。 

如图4所示，本实施例提供的一种真空环境下对柔性基板进行加热的加热装置，包括上加热板1、下加热板2以及电热丝3，所述电热丝3位于所述上加热板1和所述下加热板2之间，所述上加热板1及所述下加热板2上对应地设置有若干个真空螺丝孔4，如图1及图2所示，所述上加热板1和所述下加热板2通过真空螺丝孔4和螺钉的配合实现安装固定。 

在本实施例中，所述上加热板1与所述下加热板2采用碳合金绝缘材料制成，当然，其还可以采用本领域公知的其它材料制成，所述上加热板1设置有若干个上加热板电热丝槽11，所述下加热板2设置有若干个和所述上加热板电热丝槽11对应的下加热板电热丝槽21，所述上加热板电热丝槽11及所述下加热板电热丝槽21都呈半圆型截面，且两者分别在所述上加热板1及所述下加热板2上呈均匀的U型分布，所述上加热板电热丝槽11在位置上正对所述下加热板电热丝槽21，并且，所述上加热板电热丝槽11及所述下加热板电热丝槽21组成若干个电热丝安装槽6，所述真空螺丝孔4均匀成排地穿插排布在相邻所述电热丝安装槽6中间。 

在本实施例中，如图3所示，所述电热丝3作为热源，镶嵌入所述下加热板2的所述下加热板电热丝槽21中，由于所述电热丝3的直径与所述下加热板电热丝槽21的直径是一致的，使得所述电热丝3与所述下加热板紧密贴合，如图4所示，将所述上加热板1与所述下加热板2叠扣在一起，并通过插入如图1及图2所示的真空螺丝孔4的真空螺丝进行固定，所述上加热板1的所述上加热板电热丝槽11的直径比所述电热丝3的直径大0.2-0.4倍，在本实施例中，所述上加热板电热丝槽11的直径比所述电热丝3的直径大0.3倍，即所述电热丝的直径为1.5mm，所述上加热板电热丝槽11的直径为2mm，因此，当所述电热丝3嵌入后，在所述上加热板1与所述电热丝3之间会留有一个半环形的空腔5，所述空腔5适于与真空腔室连通。 

需要说明的是，上述技术方案中，所述上加热板加热丝槽11及下加热板电热丝槽21的截面形状及位置分布可以是多种多样的，只要保证在加热板与所述电热丝3之间留有空隙以及保证所述加热丝3分布均匀便满足本实用新型的技术要求。 

所述电热丝3两端连接通电电路，所述电热丝3通电后发热，因为所述电热丝3镶嵌在所述上加热板1及下加热板2中，且所述电热丝3与所述下加热板2直接接触，所以导热的加热板迅速吸收热量，温度升高，到达加热板设定的某个温度值。所述电热丝3呈U型连续均匀遍布整个加热板，热量通过所述电热丝3上方的所述空腔5在加热板内部形成传导，通过所述空腔5内的气体流动性，使得整个加热板最后的温度均匀性比较好。当流动的柔性基板背部紧贴所述上加热板1通过时，加热板可以持续的对基板进行加热，在流动基板通过真空腔室的过程中，加快对基板的加热速度，又由于加热板本身有很好的温度的均匀性，流动基板每处受热的地方温度差不多，从而可以很好的控制柔性基板的温度均匀性。 

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。 

Claims (9)

1.一种真空环境下的流动柔性基板的加热装置，包括上加热板（1）、下加热板（2）以及电热丝（3），所述上加热板（1）上设置有若干个上加热板电热丝槽（11），所述下加热板（2）上设置有若干个与所述上加热板电热丝槽（11）对应的下加热板电热丝槽（21），所述电热丝（3）安装在所述上加热板电热丝槽（11）及所述下加热板电热丝槽（21）组成的电热丝安装槽（6）中，其特征在于：所述电热丝（3）与所述电热丝安装槽（6）之间具有空腔（5），所述空腔（5）适于与真空腔室连通。

2.根据权利要求1所述真空环境下的流动柔性基板的加热装置，其特征在于：所述空腔

（5）形成于所述电热丝（3）与靠近待加热基板的所述上加热板电热丝槽（11）内壁之间。

3.根据权利要求1或2所述的真空环境下的流动柔性基板的加热装置，其特征在于：所述上加热板电热丝槽（11）和/或所述下加热板电热丝槽（21）的截面呈半圆型。

4.根据权利要求3所述的真空环境下的流动柔性基板的加热装置，所述空腔（5）具有环形截面，所述空腔（5）的直径比所述加热丝（3）直径大0.2-0.4倍。

5.根据权利要求4所述的真空环境下的流动柔性基板的加热装置，其特征在于：所述上加热板（1）以及所述下加热板（2）上分别设置有若干个螺丝孔（4），所述螺丝孔（4）与螺钉配合实现对所述上加热板（1）和所述下加热板（2）的安装固定。

6.根据权利要求5所述的真空环境下的流动柔性基板的加热装置，其特征在于：若干个所述电热丝安装槽（6）呈U型均匀的分布在加热板中。

7.根据权利要求6所述的真空环境下的流动柔性基板的加热装置，其特征在于：若干个所述电热丝安装槽（6）连续分布。

8.根据权利要求7所述的真空环境下的流动柔性基板的加热装置，其特征在于：所述上加热板（1）与所述下加热板（2）采用碳合金绝缘材料制成。

9.根据权利要求8所述的真空环境下的流动柔性基板的加热装置，其特征在于：所述螺丝孔（4）成排的均匀穿插分布于相邻所述电热丝安装槽（6）之间。

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