CN213690349U - 一种电注入过程中温度稳定控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电注入过程中温度稳定控制系统，包括主控制器、温控器、恒流源系统和注电腔体，所述恒流源系统用于输出电流至注电腔体为注电腔体提供注电电流，注电腔体用于对待注电硅片进行注电并采集温度信息发送给温控器，温控器用于接收来自注电腔体采集的温度信息发送给主控制器，主控制器用于根据注电腔体采集的温度信息控制恒流源系统的输出电流。本实用新型在温度闭环控制的基础上，通过系统自调整方式解决现有电注入工艺设备中温度波动较大对产品影响的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能电池片电注入设备领域，尤其涉及一种电注入过程中温度稳定控制系统。
背景技术
现有的太阳能电池片电注入设备多采用恒定电流注入方式，在电注入过程中电流一般保持恒定。但是这种电注入过程未考虑注入过程中硅片相应电压的波动情况，当电压波动较大时，会造成注入过程中的温度偏差过大，甚至超过40摄氏度，明显超出正常的工作温度范围，对产品质量影响较大。
随着工业技术水平的不断进步，在工业化过程中温度做为控制参数是趋势，温度控制的准确稳定与否直接影响产品质量的好坏。一般而言，温度控制是以温度作为被控变量的开环或闭环控制系统，其控制方法诸如温度闭环控制，具有流量前馈的温度闭环控制，温度为主参数、流量为副参数的串级控制等。所谓温度闭环控制，通常指输出端通过“旁链”等方式将温度相关控制信息回馈，从而对输入端进行调整，达到自动控制的目的。
综上，如何在电注入设备中实现温度稳定控制，设计出电注入过程中温度稳定控制系统，对于太阳能电池片电注入设备而言是非常有必要的。
发明内容
为解决现有的技术问题，本实用新型提供了一种电注入过程中温度稳定控制的系统及方法。
本实用新型的具体内容如下：包括主控制器、温控器、恒流源系统和注电腔体，所述恒流源系统用于输出电流至注电腔体为注电腔体提供注电电流，注电腔体用于对待注电硅片进行注电并采集温度信息发送给温控器，温控器用于接收来自注电腔体采集的温度信息发送给主控制器，主控制器用于根据注电腔体采集的温度信息控制恒流源系统的输出电流。
进一步而言，所述注电腔体包括上电极和下电极，所述上电极和下电极中均设有测温传感器，所述测温传感器采集温度信息；所述温控器包含多个输入通道，所述输入通道接收测温传感器采集的温度信息。
进一步而言，还包括执行机构，所述执行机构与主控制器通信连接，在主控制器的控制下控制注电腔体的上电极和下电极的提升和下降。
进一步而言，所述执行机构为气缸升降机构，包括气缸、提升杆和中心连杆，气缸与提升杆相连，提升杆下方连接中心连杆，中心连杆与注电腔体的上电极和下电极的连接控制注电腔体的上电极和下电极的提升和下降。
进一步而言，所述注电腔体包括腔门，所述气缸控制注电腔体的腔门的提升和下降。
进一步而言，所述上电极和下电极中均设有加热器，所述加热器用于上电极和下电极的预热；所述温控器包含多个输出通道，所述输出通道控制加热器加热。
进一步而言，还包括传输机构，所述传输机构与主控制器通信连接，在主控制器的控制下将待注电硅片传输至注电腔体内。
进一步而言，还包括采集模块，所述注电腔体的上电极和下电极处均设置相应位置传感器，所述采集模块采集位置传感器的位置信息发送给主控制器。
本实用新型的有益效果如下：本实用新型要求保护的电注入过程中温度稳定控制系统，在依靠温度闭环控制的基础上，通过系统自调整方式调节注入电流的大小，从而解决现有电注入工艺设备中温度波动较大对产品影响的问题。
附图说明
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步阐明。
图1为本实用新型的电注入过程中温度稳定控制的系统框图；
图2为本实用新型的上电极和下电极的示意图。
具体实施方式
实施例1
在本实施例的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实施例和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制;方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
本实施例公开了一种电注入过程中温度稳定控制系统。如图1所示，该电注入过程中温度稳定控制系统，包括触摸屏监控系统1、可编程控制器2、温控器3、恒流源系统4、执行机构5、传输机构6、采集模块7和注电腔体8。
触摸屏监控系统1包括触摸屏和按键，用于显示系统运行信息以及进行相应控制操作。触摸屏监控系统1与可编程控制器2通信连接，实现控制操作输入以及系统运行信息数据传输。
可编程控制器2作为系统控制的主控制器，其分别与触摸屏监控系统1、温控器3、恒流源系统4、执行机构5、传输机构6和采集模块7通信连接，传输各种数据信息以及控制指令等。
温控器3的主要作用是接收温度信息以及对注电腔体8进行预热控制，其包含多个输入通道和输出通道，其中输入通道接收来自注电腔体8的测温传感器采集的温度信息，输出通道控制注电腔体8中的加热器。可编程控制器2实时与温控器3通信，获得来自注电腔体8采集的温度信息。
恒流源系统4为电注入过程提供电流来源。恒流源系统4包括多组直流输出电源，与可编程控制器2通过通信交换指令，通过通信将实时的电压以及电流数据传送给可编程控制器2，并在可编程控制器2的控制下输出一定电流至注电腔体8向待注电的硅片注电，实现产品注电功能。恒流源系统4具有本地/远程控制功能。
注电腔体8是实现电注入（即注电）的关键部件。注电腔体8中包括上电极板和下电极板，上电极板和下电极板中均设置测温传感器和加热器。上电极板和下电极板均与恒流源系统4的直流输出相连，电注入时待注电的硅片装载在上电极板和下电极板之间。在进行注电之前，先通过加热器对上电极板和下电极板进行加热，使之达到预热状态，然后再进行注电。测温传感器用于测量上电极板和下电极板的温度，本实施例中优选的，选择热偶作为测温传感器。加热器的加热是通过温控器3进行控制的。
执行机构5主要用于控制注电腔体8动作，本实施例中执行机构5为气缸升降机构。所述气缸升降机构包括气缸、提升杆和中心连杆，气缸通过可编程控制器2进行控制，中心连杆上设有位置传感器（与注电腔体8的上电极板和下电极板连接处各设置1个），气缸与提升杆相连，提升杆下方连接中心连杆，中心连杆与上电极板的电极板和下电极板的电极板均采用浮动接头连接，实现上电极板和下电极板的提升和下降。可编程控制器2控制执行机构5的动作逻辑。
传输机构6的主要作用是将待注电的硅片传输至注电腔体8。待注电的硅片设置在硅片载盘上，通过传输机构6对其运送到注电腔体8的上电极板和下电极板之间。传输机构6包括调速电机和调试器，调试器可用于操作者手动操作对应的调速电机，调速电机接收可编程控制器2的指令控制硅片载盘的运动。
采集模块7采集来自执行机构5的位置传感器所测量的注电腔体8的上电极板、下电极板的位置信息，并反馈给可编程控制器2。可编程控制器2可以根据注电腔体8的上电极板、下电极板的位置信息，计算注电腔体8容纳的硅片数量。
本实施例的电注入过程中温度稳定控制系统工作过程如下：先由传输机构6将硅片载盘传输至注电腔体8的腔门处，腔门采用气缸直连方式由气缸升降机构进行提升和下降，使得硅片载盘传输到注电腔体8内部。之后中心连杆控制上电极板和下电极板运动将硅片载盘装载在两个电极板之间，由采集模块7通过位置传感器测量得到硅片载盘的位置，在此基础上可编程控制器2计算注电腔体8的硅片数量，并控制恒流源系统4输出相应的注电电流。温控器3控制加热器进行加热，预热后开始注电。在注电过程中温控器3实时将注电腔体8的温度数据采集发送到可编程控制器2，可编程控制器2根据反馈的温度数据对恒流源系统4的注电电流大小进行调节，从而实现温度闭环控制。相应控制操作以及系统运行信息通过触摸屏监控系统1输入和显示。
在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是以上描述仅是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，因此本实用新型不受上面公开的具体实施的限制。同时任何熟悉本领域技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。
Claims (8)
1.一种电注入过程中温度稳定控制系统，其特征在于，包括主控制器、温控器、恒流源系统和注电腔体，所述恒流源系统用于输出电流至注电腔体为注电腔体提供注电电流，注电腔体用于对待注电硅片进行注电并采集温度信息发送给温控器，温控器用于接收来自注电腔体采集的温度信息发送给主控制器，主控制器用于根据注电腔体采集的温度信息控制恒流源系统的输出电流。
2.根据权利要求1所述的电注入过程中温度稳定控制系统，其特征在于：所述注电腔体包括上电极和下电极，所述上电极和下电极中均设有测温传感器，所述测温传感器采集温度信息；所述温控器包含多个输入通道，所述输入通道接收测温传感器采集的温度信息。
3.根据权利要求2所述的电注入过程中温度稳定控制系统，其特征在于：还包括执行机构，所述执行机构与主控制器通信连接，在主控制器的控制下控制注电腔体的上电极和下电极的提升和下降。
4.根据权利要求3所述的电注入过程中温度稳定控制系统，其特征在于：所述执行机构为气缸升降机构，包括气缸、提升杆和中心连杆，气缸与提升杆相连，提升杆下方连接中心连杆，中心连杆与注电腔体的上电极和下电极的连接控制注电腔体的上电极和下电极的提升和下降。
5.根据权利要求4所述的电注入过程中温度稳定控制系统，其特征在于：所述注电腔体包括腔门，所述气缸控制注电腔体的腔门的提升和下降。
6.根据权利要求2~5任一所述的电注入过程中温度稳定控制系统，其特征在于：所述上电极和下电极中均设有加热器，所述加热器用于上电极和下电极的预热；所述温控器包含多个输出通道，所述输出通道控制加热器加热。
7.根据权利要求1~5任一所述的电注入过程中温度稳定控制系统，其特征在于：还包括传输机构，所述传输机构与主控制器通信连接，在主控制器的控制下将待注电硅片传输至注电腔体内。
8.根据权利要求2~5任一所述的电注入过程中温度稳定控制系统，其特征在于：还包括采集模块，所述注电腔体的上电极和下电极处均设置相应位置传感器，所述采集模块采集位置传感器的位置信息发送给主控制器。
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