CN213013088U - 层叠式预热腔 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供层叠式预热腔。所述层叠式预热腔包括：第一层预热子腔，其包括用于承载第一托盘的第一承载件以及分别设置在第一层预热子腔的顶部和底部的第一组红外加热器和第二组红外加热器；以及第二层预热子腔，其层叠在第一层预热子腔上，且包括用于承载第二托盘的第二承载件以及分别设置在第二层预热子腔的顶部和底部的第三组红外加热器和第四组红外加热器；其中第一组红外加热器和第三组红外加热器的波长为(大于2μm)～3μm，第二组红外加热器和第四组红外加热器的波长为1.2μm～2μm。本实用新型能有效改善预热腔的加热能力，缩短托盘预热时间，降低对硅片表面薄膜的热损伤，提高设备产能。

Description

层叠式预热腔

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池制造领域，特别涉及层叠式预热腔。

背景技术

薄膜/晶硅异质结太阳能电池(以下简称异质结太阳能电池，又可称HIT或HJT或SHJ太阳能电池)属于第三代高效太阳能电池技术，它结合了晶体硅与硅薄膜的优势，具有转换效率高、温度系数低等特点，是高效晶体硅太阳能电池的重要发展方向之一。特别是双面的异质结太阳能电池转换效率可以达到26％以上，具有广阔的市场前景。

现有生产制造异质结太阳能电池的节拍很快，如何快速加热托盘及承载在其中的硅片已经成为PECVD设备生产的瓶颈。红外加热利用辐射加热，无需中间介质，具有加热速度快，热能利用率高的特点，被广泛使用。

与单层PECVD设备相比，叠层PECVD设备在产能和成本上具有很大的优势。但是现有的红外加热方式却无法适用于叠层PECVD设备，其原因在于：第一，现有的叠层PECVD设备主要采取上层加热的方式，为了加热功率大，采用的波长通常在1.2μm～2μm之间，直接大功率加热会导致硅片温度过高，会破坏硅片表面沉积的非晶硅薄膜；第二，现有的从托盘上下都进行加热的方式通常适用于PECVD单层设备，并且进行上下加热的上下加热器均为相同波长的红外加热器。

因此，如何提供一种层叠式预热腔以改善预热腔的加热能力，缩短托盘预热时间，提高设备产能，已成为业内亟待解决的技术问题。

实用新型内容

针对现有技术的上述问题，本实用新型提出了一种层叠式预热腔，其包括：第一层预热子腔，其包括用于承载第一托盘的第一承载件以及分别设置在第一层预热子腔的顶部和底部的第一组红外加热器和第二组红外加热器；以及第二层预热子腔，其层叠在所述第一层预热子腔上，且包括用于承载第二托盘的第二承载件以及分别设置在第二层预热子腔的顶部和底部的第三组红外加热器和第四组红外加热器；其中所述第一组红外加热器和第三组红外加热器的波长为(大于2μm)～3μm，所述第二组红外加热器和第四组红外加热器的波长为1.2μm～2μm。

在一实施例中，所述第一承载件包括第一底座以及垂直设置在所述第一底座上、用于支撑第一托盘的第一多个支撑杆，所述第二承载件包括第二底座以及垂直设置在所述第二底座上、用于支撑第二托盘的第二多个支撑杆。

在一实施例中，所述第一多个支撑杆和第二多个支撑杆各自包括沿着托盘进入方向横向并行排列的多列支撑杆，多列支撑杆中相邻的两列支撑杆之间具有两个以上的红外加热器。

在一实施例中，所述层叠式预热腔还包括驱动装置，所述驱动装置用于驱动第一底座及其上的第一多个支撑杆以及第二底座及其上的第二多个支撑杆同时升降，使得前两者在进行第一托盘取放的第一取放位置和进行第一托盘及其上硅片预热的第一预热位置之间运动，使得后两者在进行第二托盘取放的第二取放位置和进行第二托盘及其上硅片预热的第二预热位置之间运动。

在一实施例中，第二组红外加热器设置成从第一多个支撑杆中垂直交叉穿过、与第一底座之间至少保持预设最小间隔、并且沿与托盘进入方向相交的方向并行排布，第四组红外加热器设置成从第二多个支撑杆中垂直交叉穿过、与第二底座之间至少保持预设最小间隔、并且沿与托盘进入方向相交的方向并行排布。

在一实施例中，所述预设最小间隔为处于第一取放位置的第一底座与所述第二组红外加热器之间的距离，或为处于第二取放位置的第二底座与所述第四组红外加热器之间的距离；所述第一组红外加热器和第三组红外加热器向相应托盘及其上硅片提供的热量分别对应小于所述第二组红外加热器和第四组红外加热器向相应托盘及其上硅片提供的热量。

在一实施例中，以上下并行的方式传送进入层叠式预热腔中的第一托盘和第二托盘分别由位于第一取放位置和第二取放位置的第一多个支撑杆和第二多个支撑杆接收支撑，此时所述第一托盘和第二托盘分别对应靠近未开启加热的所述第一组红外加热器和第三组红外加热器。

在一实施例中，所述驱动装置驱动已对应接收第一托盘和第二托盘的第一多个支撑杆和第二多个支撑杆下降，使得第一多个支撑杆和第二多个支撑杆对应进入第一预热位置和第二预热位置，此时开启第一组红外加热器至第四组红外加热器，所述第一托盘和第二托盘分别对应靠近所述第二组红外加热器和第四组红外加热器。

在一实施例中，所述层叠式预热腔还包括设置在其内壁上的反射层，所述反射层能将照射到其上的部分红外线反射到进入到层叠式预热腔中的托盘及其所承载的硅片上，并能抑制反射层自身及内壁的温度升高。

在一实施例中，所述第一组红外加热器和第三组红外加热器均为(大于2μm)～3μm波长、长度与对应托盘相匹配的杆状红外灯管，所述第二组红外加热器和第四组红外加热器均为1.2μm～2μm波长、长度与对应托盘相匹配的杆状红外灯管。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

第一，本实用新型的层叠式预热腔在第一层预热子腔的顶部和底部设置第一组红外加热器和第二组红外加热器，并在层叠在所述第一层预热子腔上的第二层预热子腔的顶部和底部设置第三组红外加热器和第四组红外加热器，从而实现叠层设备上下层红外加热功能，并能改善预热腔的加热能力，缩短托盘预热时间，提高设备产能。

第二，本实用新型的第一组红外加热器和第三组红外加热器的波长为(大于2μm)～3μm，所述第二组红外加热器和第四组红外加热器的波长为1.2μm～2μm，通过选择上下红外加热器的波长和功率，能实现托盘快速加热，却不损伤硅片表面的薄膜。

附图说明

在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本实用新型的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。

图1为本实用新型的层叠式预热腔实施例的组成结构示意图。

图2为图1中的层叠式预热腔实施例的作动结构示意图。

具体实施方案

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作详细描述，以便更清楚理解本实用新型的目的、特点和优点。应理解的是，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本实用新型的保护范围进行任何限制。除非上下文明确地另外指明，否则单数形式“一”和“所述”包括复数指代物。

参见图1，其显示了本实用新型的层叠式预热腔1的实施例，其包括层叠的且可相互连通的第一层预热子腔10和第二层预热子腔11。在其他实施例中，层叠式预热腔1还可包括更多层的预热子腔，例如第三层、第四层、第五层、…、第十层预热腔或者更多。

第一层预热子腔10包括分别设置在其顶部和底部的第一组红外加热器100和第二组红外加热器102、以及用于承载第一托盘2的第一承载件104，其中第一组红外加热器100的波长为(大于2μm)～3μm，第二组红外加热器102的波长为1.2μm～2μm。

第一组红外加热器100可为(大于2μm)～3μm波长、长度与第一托盘2相匹配的杆状红外灯管，第二组红外加热器102可为1.2μm～2μm波长、长度与第一托盘2相匹配的杆状红外灯管。第一组红外加热器100对第一托盘2及其上第一硅片3提供的热量小于第二组红外加热器102对第一托盘2及其上第一硅片3提供的热量。

在本实施例中，第一组红外加热器100和第二组红外加热器102各自可包括22个红外加热器。

第一承载件104包括第一底座1040以及垂直设置在第一底座1040上、用于支撑第一托盘2的第一多个支撑杆1042，第一多个支撑杆1042包括沿着托盘进入方向E1横向并行排列的多列支撑杆1042，多列支撑杆1042中相邻的两列支撑杆1042之间具有两个以上的红外加热器。第二组红外加热器102设置成从第一多个支撑杆1042中垂直交叉穿过、与第一底座1040之间至少保持预设最小间隔D1、并且沿与托盘进入方向E1相交的方向并行排布。

第二层预热子腔11层叠在第一层预热子腔10上，且包括分别设置在第二层预热子腔11的顶部和底部的第三组红外加热器110和第四组红外加热器112、以及用于承载第二托盘2”的第二承载件114，其中第三组红外加热器110的波长为(大于2μm)～3μm，第四组红外加热器112的波长为1.2μm～2μm。

第三组红外加热器110可为(大于2μm)～3μm波长、长度与第二托盘2”相匹配的杆状红外灯管，第四组红外加热器112可为1.2μm～2μm波长、长度与第二托盘2”相匹配的杆状红外灯管。第三组红外加热器110对第二托盘2”及其上第二硅片3”提供的热量小于第四组红外加热器112对第二托盘2”及其上第二硅片3”提供的热量。在本实施例中，第三组红外加热器110和第四组红外加热器112各自均可包括22个红外加热器。

继续参见图1，第二承载件114包括第二底座1140以及垂直设置在第二底座1140上、用于支撑第二托盘2”的第二多个支撑杆1142。第二多个支撑杆1142各自包括沿着托盘进入方向E1横向并行排列的多列支撑杆1142，多列支撑杆1142中相邻的两列支撑杆1142之间具有两个以上的红外加热器。第四组红外加热器112设置成从第二多个支撑杆1142中垂直交叉穿过、与第二底座1140之间至少保持预设最小间隔D1、并且沿与托盘进入方向E1相交的方向并行排布。所述预设最小间隔D1为处于第一取放位置S1的第一底座1040与第二组红外加热器102之间的距离，或为处于第二取放位置S1”的第二底座1140与第四组红外加热器112之间的距离。

结合参见图1和2，层叠式预热腔1还包括驱动装置(未图示)，驱动装置用于驱动第一底座1040及其上的第一多个支撑杆1042以及第二底座1140及其上的第二多个支撑杆1142同时上升或下降，使得第一底座1040及其上的第一多个支撑杆1042即前两者在进行第一托盘2取放的第一取放位置S1和进行第一托盘2及其上第一硅片3预热的第一预热位置S2之间运动，使得第二底座1140及其上的第二多个支撑杆1142即后两者在进行第二托盘2”取放的第二取放位置S1”和进行第二托盘2”及其上第二硅片3”预热的第二预热位置S2”之间运动。

第一底座1040和第二底座1140可设置在对应的支撑台或支撑框架(未图示)上，第一底座1040和第二底座1140可通过连杆机构连接，驱动装置通过驱动连杆机构升降运动来带动第一底座1040和第二底座1140升降，从而使得第一底座1040及其上的第一多个支撑杆1042在第一取放位置S1与第一预热位置S2之间切换，使得第二底座1140及其上的第二多个支撑杆1142在第二取放位置S1”与第二预热位置S2”之间切换。

层叠式预热腔1还包括设置在其内壁上的反射层(未图示)，所述反射层能将照射到其上的部分红外线反射到进入到层叠式预热腔中的托盘2及其所承载的硅片3上，并能抑制反射层自身及内壁的温度升高。

为进一步说明本实用新型的原理及特征，结合参见图1和图2，以下通过将第一托盘2和第二托盘2”以上下并行的方式传送进入层叠式预热腔1中为例进行说明：首先，由设置在层叠式预热腔1之外的诸如两层机械手臂的传送装置将第一托盘2和第二托盘2”传送至预热腔1，在此之前预热腔1中的驱动装置已将第一多个支撑杆1042和第二多个支撑杆1142分别驱动至第一取放位置S1和第二取放位置S1”，因此第一多个支撑杆1042和第二多个支撑杆1142相应接收支撑进入预热腔1的第一托盘2和第二托盘2”，在整个托盘接收过程中，第一托盘2和第二托盘2”分别对应靠近未开启加热的第一组红外加热器100和第三组红外加热器110；在接收完成后，驱动装置驱动已对应承载有第一托盘2和第二托盘2”的第一多个支撑杆1042和第二多个支撑杆1142下降，使得第一多个支撑杆1042和第二多个支撑杆1142对应进入第一预热位置S2和第二预热位置S2”；在下降到位后，开启第一组红外加热器100至第四组红外加热器112，第一托盘2和第二托盘2”分别对应靠近第二组红外加热器102和第四组红外加热器112，如此使得第一托盘2和第二托盘2”主要通过波长更短、加热效率更高的第二组红外加热器102和第四组红外加热器112来进行加热。

本实用新型的层叠式预热腔包括第一层预热子腔以及第二层预热子腔，第一层预热子腔包括用于承载第一托盘的第一承载件以及分别设置在第一层预热子腔的顶部和底部的第一组红外加热器和第二组红外加热器；第二组红外加热器层叠在所述第一层预热子腔上，且包括用于承载第二托盘的第二承载件以及分别设置在第二层预热子腔的顶部和底部的第三组红外加热器和第四组红外加热器；其中所述第一组红外加热器和第三组红外加热器的波长为(大于2μm)～3μm，所述第二组红外加热器和第四组红外加热器的波长为1.2μm～2μm。本实用新型能有效改善预热腔的加热能力，缩短托盘预热时间，提高设备产能，降低对硅片表面薄膜的热损伤。

上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本实用新型的，熟悉本领域的人员可在不脱离本实用新型的实用新型思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本实用新型的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。

Claims (10)

1.一种层叠式预热腔，其包括：

第一层预热子腔，其包括用于承载第一托盘的第一承载件以及分别设置在第一层预热子腔的顶部和底部的第一组红外加热器和第二组红外加热器；以及

第二层预热子腔，其层叠在所述第一层预热子腔上，且包括用于承载第二托盘的第二承载件以及分别设置在第二层预热子腔的顶部和底部的第三组红外加热器和第四组红外加热器；

其特征在于，所述第一组红外加热器和第三组红外加热器的波长为(大于2μm)～3μm，所述第二组红外加热器和第四组红外加热器的波长为1.2μm～2μm。

2.根据权利要求1所述的层叠式预热腔，其特征在于，所述第一承载件包括第一底座以及垂直设置在所述第一底座上、用于支撑第一托盘的第一多个支撑杆，所述第二承载件包括第二底座以及垂直设置在所述第二底座上、用于支撑第二托盘的第二多个支撑杆。

3.根据权利要求2所述的层叠式预热腔，其特征在于，所述第一多个支撑杆和第二多个支撑杆各自包括沿着托盘进入方向横向并行排列的多列支撑杆，多列支撑杆中相邻的两列支撑杆之间具有两个以上的红外加热器。

4.根据权利要求2所述的层叠式预热腔，其特征在于，所述层叠式预热腔还包括驱动装置，所述驱动装置用于驱动第一底座及其上的第一多个支撑杆以及第二底座及其上的第二多个支撑杆同时升降，使得前两者在进行第一托盘取放的第一取放位置和进行第一托盘及其上硅片预热的第一预热位置之间运动，使得后两者在进行第二托盘取放的第二取放位置和进行第二托盘及其上硅片预热的第二预热位置之间运动。

5.根据权利要求4所述的层叠式预热腔，其特征在于，第二组红外加热器设置成从第一多个支撑杆中垂直交叉穿过、与第一底座之间至少保持预设最小间隔、并且沿与托盘进入方向相交的方向并行排布，第四组红外加热器设置成从第二多个支撑杆中垂直交叉穿过、与第二底座之间至少保持预设最小间隔、并且沿与托盘进入方向相交的方向并行排布。

6.根据权利要求5所述的层叠式预热腔，其特征在于，所述预设最小间隔为处于第一取放位置的第一底座与所述第二组红外加热器之间的距离，或为处于第二取放位置的第二底座与所述第四组红外加热器之间的距离；所述第一组红外加热器和第三组红外加热器向相应托盘及其上硅片提供的热量分别对应小于所述第二组红外加热器和第四组红外加热器向相应托盘及其上硅片提供的热量。

7.根据权利要求4所述的层叠式预热腔，其特征在于，以上下并行的方式传送进入层叠式预热腔中的第一托盘和第二托盘分别由位于第一取放位置和第二取放位置的第一多个支撑杆和第二多个支撑杆接收支撑，此时所述第一托盘和第二托盘分别对应靠近未开启加热的所述第一组红外加热器和第三组红外加热器。

8.根据权利要求7所述的层叠式预热腔，其特征在于，所述驱动装置驱动已对应接收第一托盘和第二托盘的第一多个支撑杆和第二多个支撑杆下降，使得第一多个支撑杆和第二多个支撑杆对应进入第一预热位置和第二预热位置，此时开启第一组红外加热器至第四组红外加热器，所述第一托盘和第二托盘分别对应靠近所述第二组红外加热器和第四组红外加热器。

9.根据权利要求1所述的层叠式预热腔，其特征在于，所述层叠式预热腔还包括设置在其内壁上的反射层，所述反射层能将照射到其上的部分红外线反射到进入到层叠式预热腔中的托盘及其所承载的硅片上，并能抑制反射层自身及内壁的温度升高。

10.根据权利要求1所述的层叠式预热腔，其特征在于，所述第一组红外加热器和第三组红外加热器均为(大于2μm)～3μm波长、长度与对应托盘相匹配的杆状红外灯管，所述第二组红外加热器和第四组红外加热器均为1.2μm～2μm波长、长度与对应托盘相匹配的杆状红外灯管。

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