CN213951338U - 一种镀膜设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种镀膜设备，包括工艺腔室、前缓冲腔室、后缓冲腔室、位于工艺腔室内的工艺传输机构和旋转靶材，工艺传输机构将载板从工艺腔室的前端输送到工艺腔室的后端，旋转靶材用于对载板上的工件进行镀膜；回传输送机构，包括输送方向与工艺传输机构的输送方向相反的底层传送带、在前缓冲腔室内将底层传送带输出的载板运送至工艺传输机构的前传送带、在后缓冲腔室内将工艺传输机构输出的载板运送至底层传送带上的后传送带。回传输送机构可以将镀膜后输出的载板回传到工艺传输机构的前端，实现载板上工件的多次镀膜，在满足膜层厚度和质量要求的前提下，可降低镀膜时的电源功率和工艺腔室内的环境温度，有利于提高电池的转化效率。

Description

一种镀膜设备

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池生产设备技术领域，具体涉及一种镀膜设备。

背景技术

太阳能电池硅片的转化效率除了与太阳能光强和电池材料等因素相关，生产电池硅片的工艺起着至关重要的作用。目前，电池硅片一般在PVD设备内进行镀膜；PVD(Physical Vapor Deposition)即物理气相沉积，是指在真空条件下，采用低电压、大电流的电弧放电技术，利用气体放电使阴极上的靶材以分子、原子或离子的形式脱离阴极而在物体表面沉积的过程。

现有PVD设备的工艺腔室示意图如图1所示，工艺腔室100上方是旋转阴极200，工艺腔室100底部是电机400和传送带300，用于制作太阳能电池的基底硅片放置在载板500上，载板500在传送带300的运动下向前运动，旋转阴极200在直流电源的作用下，发生电离并沉积在硅片表面，形成膜层。

但是，现有PVD设备生产电池硅片时都是进行单次镀膜，即放置硅片的载板在旋转阴极下方单次匀速通过，为了保证膜层厚度，需使用较高功率轰击旋转阴极。众所周知，电源功率越大，温度越高，而太阳能电池的转化效率随温度升高而降低。因此，需要设计一种可以降低电池硅片镀膜过程工艺温度的镀膜设备。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中电池硅片在腔室内镀膜时，电源加载功率大、工艺腔室内温度高、影响电池硅片转化效率的缺陷，从而提供一种镀膜设备。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：

一种镀膜设备，包括工艺腔室以及配置在所述工艺腔室内的工艺传输机构和旋转靶材，所述工艺传输机构用于传输载板，所述旋转靶材用于对所述载板上的工件进行镀膜，其特征在于，还包括：

设置于所述工艺腔室前端的前缓冲腔室，以及设置于所述工艺腔室后端的后缓冲腔室，所述工艺传输机构将所述载板从所述工艺腔室的前端输送到所述工艺腔室的后端；

回传输送机构，包括配置在所述工艺腔室内且输送方向与所述工艺传输机构的输送方向相反的底层传送带、配置在所述前缓冲腔室内将所述底层传送带输出的所述载板运送至所述工艺传输机构前端的前传送带、以及配置在所述后缓冲腔室内将所述工艺传输机构输出的所述载板运送至所述底层传送带上的后传送带。

进一步地，所述工艺传输机构为配置在所述工艺腔室内的顶层传送带，所述底层传送带位于所述顶层传送带的下方。

进一步地，还包括后驱动电机和前驱动电机，所述后驱动电机用于驱动所述后传送带升降，所述前驱动电机用于驱动所述前传送带升降；其中，

所述后传送带在所述后驱动电机的驱动下具有与所述顶层传送带的输出端对接以便所述载板从所述顶层传送带运送到所述后传送带上的第一位置、以及与所述底层传送带的输入端对接以便所述载板从所述后传送带运送到所述底层传送带的第二位置；

所述前传送带在所述前驱动电机的驱动下具有与所述底层传送带的输出端对接以便所述载板从所述底层传送带运送到所述前传送带上的第三位置、以及与所述顶层传送带的输入端对接以便所述载板从所述前传送带运送到所述顶层传送带的第四位置。

进一步地，还包括底层传送电机，用于驱动所述底层传送带水平运动；

所述底层传送电机、所述后驱动电机和所述前驱动电机均设置于所述工艺腔室的外部，各传动轴通过密封件分别连接至对应的腔室。

进一步地，所述顶层传送带和所述底层传送带之间设有遮挡板，所述遮挡板的面积不小于所述旋转靶材在所述工艺腔室的镀膜范围。

进一步地，还包括第一位置传感器和第二位置传感器，其中：

所述第一位置传感器，设置于所述后缓冲腔室内，用于检测所述顶层传送带上的所述载板的位置，以使得控制单元在其检测到所述载板运动到所述顶层传送带的输出端时向所述后驱动电机发送控制所述后传送带上升到所述第一位置的控制信号；

所述第二位置传感器，设置于所述前缓冲腔室内，用于检测所述底层传送带上的所述载板的位置，以使得控制单元在其检测到所述载板运动到所述底层传送带的输出端时向所述前驱动电机发送控制所述前传送带下降到所述第三位置的控制信号。

进一步地，所述前缓冲腔室内还设有用于检测所述前传送带上是否放置有所述载板的探测传感器，和/或，所述后缓冲腔室内还设有用于检测所述后传送带上是否放置有所述载板的探测传感器。

进一步地，所述顶层传送带和所述底层传送带的传输速度相同。

进一步地，所述顶层传送带由多个输送带模组依次拼接而成，和/或，所述底层传送带由多个输送带模组依次拼接而成。

进一步地，所述镀膜设备还包括能预先输入镀膜次数的工艺编辑器，所述工艺腔室内设有用于对所述后传送带的升降次数进行计数的计数器，当所述计数器的计数次数达到所述工艺编辑器预先输入的镀膜次数时，所述工艺编辑器控制所述后驱动电机驱动所述后传送带运动到与所述顶层传送带对接的第一位置，所述顶层传送带输出的载板通过所述后传送带向外输出。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的镀膜设备，工艺腔室的上方设有旋转靶材，工艺腔室内设有工艺传输机构，用于制作太阳能电池的工件放置在载板上，载板在工艺传输机构上从工艺腔室的前端运动到后端，旋转靶材在电源的作用下，发生电离并沉积在载板的工件表面完成一次镀膜；然后，工艺传输机构后端输出的载板依次通过回传输送机构的后传送带、底层传送带和前传送带重新返送至工艺传输机构的前端，载板上放置的工件在工艺传输机构上再次进行镀膜，如此往复，可以实现载板上工件多次镀膜的连续进行，工件上多次镀膜形成的膜层的致密性更好，在满足膜层厚度和质量要求的前提下，相对于单次镀膜工艺，可以降低镀膜时的电源功率，进而降低工艺腔室内的环境温度，降低温度对太阳能电池转换效率的影响，有利于提高太阳能电池的转化效率。

2.本实用新型提供的镀膜设备，由底层传送带、后传送带和前传送带组成回传输送机构，可以实现载板上工件回传并进行二次及以上次数镀膜时的全自动传送，自动化程度高，有利于提高镀膜效率。

3.本实用新型提供的镀膜设备，将底层传送带设置顶层传送带下方，这种双层传输结构的设计，可以减少镀膜设备的占地面积。

4.本实用新型提供的镀膜设备，将底层传送带设置在工艺腔室内，将前传送带设置在前缓冲腔室内，将后传送带设置在后缓冲腔室内，使载板的回传过程全部在与工艺腔室内环境相同的环境下进行，载板不需要反复进出工艺腔室，避免了载板上工件因离开工艺腔室而受到普通空气中的各种气体影响而影响镀层性质、进而影响电池效率的问题。

5.本实用新型提供的镀膜设备，顶层传送带和底层传送带之间设有遮挡板，可以为底层传送带的载板增加遮挡，使得载板回传过程和载板镀膜过程互不影响，甚至可以同时进行，有利于提高生产效率。

6.本实用新型提供的镀膜设备，工艺腔室内第一位置传感器、第二位置传感器及探测传感器的设置，可以实现载板回传过程的全自动化，自动化程度更高。

7.本实用新型提供的镀膜设备，由多个输送带模组依次拼接而成的顶层传送带，不仅可以实现长距离输送，而且与单一输送带模组构成的顶层传送相比，可以提高顶层传送带的传送精度；防止传送带因跑偏导致载板偏离输送中心位置、进而影响载板上工件镀膜质量的问题。

8.本实用新型提供的镀膜设备，镀膜设备的工艺编辑器可以预先输入所需的镀膜次数，计数器可以根据后传送带的升降次数计算镀膜回传次数，当镀膜回传次数达到预先输入的镀膜次数时，后驱动电机驱动后传送带运动到与顶层传送带对接的第一位置后不再做升降运动，顶层传送带输出的载板可以通过后传送带向外输出，实现工件多次镀膜、镀膜完成后工件向外输出的全自动运行，提高生产效率；而且，通过设置镀膜次数可以对工件的镀膜厚度进行控制。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施方式，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为现有技术中真空镀膜设备的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中真空镀膜设备的结构示意图。

附图标记说明：1、工艺腔室；2、旋转靶材；3、顶层传送带；4、底层传送带；5、后传送带；6、后驱动电机；7、前传送带；8、前驱动电机；9、遮挡板；10、前缓冲腔室；11、后缓冲腔室；12、第一位置传感器；13、第二位置传感器；14、载板；15、底层传送电机。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图2所示的一种镀膜设备，包括工艺腔室1、工艺传输机构和回传输送机构。其中，工艺腔室1具有前端和后端，工艺腔室1的前端连通有前缓冲腔室10，工艺腔室1的后端连通有后缓冲腔室11。后缓冲腔室11、工艺腔室1 和前缓冲腔室10的空间互相联通，且在进行镀膜工艺时处于同一密闭空间。

工艺腔室1的上方设有旋转靶材2，旋转靶材2与电源的阴极接通。工艺传输机构位于工艺腔室1内且位于旋转靶材2下方，用于放置工件的载板14 在工艺传输机构上从工艺腔室1的前端输送到工艺腔室1的后端，旋转靶材2 在电源的作用下，发生电离并沉积在工件表面完成镀膜。

在本实施例中，工艺传输机构包括设置在工艺腔室1内的顶层传送带3和驱动顶层传送带3运动的电机，顶层传送带3位于旋转靶材2的正下方，驱动顶层传送带3运动的顶层传送电机安装在工艺腔室1的外部，传动轴通过密封件连接至工艺腔室1，以避免电机工作过程产生的热量对工艺腔室1内温度的影响。在其他替换的实施方式中，工艺传输机构还可以采用其他直线运动机构，比如板链式传动机构、滚筒式传动机构等。

在本实施例中，顶层传送带3由多个位于同一水平上的输送带模组依次拼接而成，以实现载板14在工艺腔室1内的长距离输送，且有利于载板14长距离输送的输送精度。

在本实施例中，回传输送机构包括底层传送带4、前输送带7和后输送带5，顶层传送带3输出端输出的载板14依次经过后传送带5、底层传送带4和前传送带7后回传到顶层传送带3的输入端，载板14上的工件在顶层传送带3上完成二次镀膜。其中，底层传送带4的输送方向与顶层传送带3的输送方向相反。

回传输送机构还包括底层传送电机15、后驱动电机6和前驱动电机8，底层传送电机15用于驱动底层传送带4水平运动，后驱动电机6用于驱动后传送带5升降，前驱动电机8用于驱动前传送带7升降。后传送带5在后驱动电机 6的驱动下具有与顶层传送带3的输出端对接以便载板14从顶层传送带3运送到后传送带5上的第一位置、以及与底层传送带4的输入端对接以便载板14 从后传送带5运送到底层传送带4的第二位置；前传送带7在前驱动电机8的驱动下具有与底层传送带4的输出端对接以便载板14从底层传送带4运送到前传送带7上的第三位置、以及与顶层传送带3的输入端对接以便载板14从前传送带7运送到顶层传送带3的第四位置。底层传送电机15、后驱动电机6和前驱动电机8均设置于工艺腔室1的外部，各传动轴通过密封件分别连接至对应的腔室。这种由底层传送带4、后传送带5和前传送带7组成回传输送机构，可以实现载板14上工件回传并进行二次及以上次数镀膜时的全自动传送，自动化程度高，有利于提高镀膜效率。

具体的，底层传送带4也由多个位于同一水平上的输送带模组依次对接而成，以实现载板14在工艺腔室1内的长距离输送，且有利于载板14长距离输送的输送精度。

在本实施例中，底层传送带4位于工艺腔室1内，且底层传送带4位于顶层传送带3的正下方，而且底层传送带4和顶层传送带3的输送速度相同。这种双层传输结构的设计，可以减少镀膜设备的占地面积。在替换的实施方式中，底层传送带4可以位于工艺腔室1外的另一真空腔室中，或者底层传送带4与顶层传送带3处于工艺腔室1的同一水平面内，此时在底层传送带4和旋转靶材之间需要设置遮挡板。

在本实施例中，后传送带5位于后缓冲腔室11内，前传送带7位于前缓冲腔室10内。如此设置，配合底层传送带4位于工艺腔室1内的结构设计，使载板14的回传输送过程全部在与工艺腔室1内环境相同的环境下进行，载板14 不需要反复离开工艺腔室1的负压环境，避免了载板14上工件因离开工艺腔室 1而受到普通空气中的各种气体影响而影响镀层性质、进而影响电池效率的问题。

进一步的，顶层传送带3和底层传送带4之间设有遮挡板9，遮挡板9的面积不小于旋转靶材2在工艺腔室1的镀膜范围。遮挡板9可以为底层传送带 4上的载板14增加遮挡，使得载板14回传过程和载板14上工件镀膜过程互不影响，甚至可以同时进行，有利于提高生产效率。

在本实施例中，后缓冲腔室11内设有用于检测顶层传送带3上的载板14 的位置，以使得控制单元在其检测到载板14运动到顶层传送带3的输出端时向后驱动电机6发送控制后传送带5上升到第一位置的控制信号的第一位置传感器12。前缓冲腔室10内还设有用于检测底层传送带4上的载板14的位置，以使得控制单元在其检测到载板14运动到底层传送带4的输出端时向前驱动电机 8发送控制前传送带7下降到第三位置的控制信号的第二位置传感器13。这里的控制单元可以是为位置检测专设的小型控制器，也可以是镀膜设备中控制系统的一部分，这里不做限定。

优选的是，前缓冲腔室10内还设有用于检测前传送带7是否有载板14的探测传感器，和/或，后缓冲腔室11内还设有用于检测后传送带5上是否放置有载板的探测传感器。通过探测传感器，能清楚了解载板14的位置，尤其是在前缓冲腔室10、后缓冲腔室11的位置，从而能更准确地控制后传送带5、前传送带7与底层传送带4、顶层传送带3对接的时机。

在本实施例中，镀膜设备还包括能预先输入镀膜次数的工艺编辑器，工艺腔室内设有用于对后传送带的升降次数进行计数的计数器。当计数器的计数次数达到工艺编辑器预先输入的镀膜次数时，工艺编辑器控制后驱动电机6驱动后传送带5运动到与顶层传送带3对接的第一位置，顶层传送带3输出的载板 14通过后传送带5向外输出。计数器可以根据后传送带5的升降次数计算镀膜回传次数，当镀膜回传次数达到预先输入的镀膜次数时，后驱动电机6驱动后传送带5运动到与顶层传送带3对接的第一位置后不再做升降运动，顶层传送带3输出的载板14可以通过后传送带5向外输出，实现工件多次镀膜、镀膜完成后工件向外输出的全自动运行，提高生产效率；而且，通过设置镀膜次数可以对工件的镀膜厚度进行控制。

载板14上的工件在工艺腔室1内进行镀膜的工艺流程如下：载板14随顶层传送带3输送到顶层传送带3的输出端的过程中，载板14上放置的工件完成一次镀膜；当位于工艺腔室1后端的第一位置传感器12检测到载板14离开顶层传送带3的输出端并进入后缓冲腔室11时，第一位置传感器12向后驱动电机6发送控制后传送带5上升到与顶层传送带3的输出端对接的第一位置的控制信号；后传送带5在后驱动电机6的驱动作用下，从与底层传送带4输入端对接的第二位置上升到与顶层传送带3输出端对接的第一位置，载板14从顶层传送带3传送到后传送带5上；然后，后驱动电机6驱动后传送带5从第一位置下降到第二位置，载板14从后传送带5传送到底层传送带4的输入端，载板 14在底层传送带4上由底层传送带4的输入端传送到底层传送带4的输出端；接着，当前缓冲腔室10内的第二位置传感器13检测到载板14离开底层传送带 4的输出端并进入前缓冲腔室10、且探测传感器检测到前传送带7上没有载板 14时，前驱动电机8驱动前传送带7从顶层传送带3输入端对接的第四位置下降到与底层传送带4输出端对接的第三位置，载板14从底层传送带4传送到前传送带7上，当探测传感器检测到前传送带7上有载板14后，前驱动电机8 驱动前传送带7从第三位置上升到第四位置，前传送带7与顶层传送带3对接，前传送带7上的载板14可以传送到顶层传送带3上进行二次镀膜；如此往复，可以实现载板14上工件多次镀膜的连续进行，当工件镀膜次数达到预先输入的镀膜次数时，后驱动电机6驱动后传送带5运动到与顶层传送带3对接的第一位置后不再做升降运动，顶层传送带3输出的载板14可以通过后传送带5直接向外输出，实现完成多次镀膜后工件的自动化输出。这种工件在工艺腔室内经过多次镀膜形成的膜层的致密性更好，在满足膜层厚度和质量要求的前提下，相对于单次镀膜工艺，可以降低镀膜时的电源功率，进而降低工艺腔室1内的环境温度，降低温度对太阳能电池转换效率的影响，有利于提高太阳能电池的转化效率。

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实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种镀膜设备，包括工艺腔室(1)以及配置在所述工艺腔室(1)内的工艺传输机构和旋转靶材(2)，所述工艺传输机构用于传输载板，所述旋转靶材(2)用于对所述载板上的工件进行镀膜，其特征在于，还包括：

设置于所述工艺腔室(1)前端的前缓冲腔室(10)，以及设置于所述工艺腔室(1)后端的后缓冲腔室(11)，所述工艺传输机构将所述载板从所述工艺腔室(1)的前端输送到所述工艺腔室(1)的后端；

回传输送机构，包括配置在所述工艺腔室(1)内且输送方向与所述工艺传输机构的输送方向相反的底层传送带(4)、配置在所述前缓冲腔室(10)内将所述底层传送带(4)输出的所述载板运送至所述工艺传输机构前端的前传送带(7)、以及配置在所述后缓冲腔室(11)内将所述工艺传输机构输出的所述载板运送至所述底层传送带(4)上的后传送带(5)。

2.根据权利要求1所述的镀膜设备，其特征在于，所述工艺传输机构为配置在所述工艺腔室(1)内的顶层传送带(3)，所述底层传送带(4)位于所述顶层传送带(3)的下方。

3.根据权利要求2所述的镀膜设备，其特征在于，还包括后驱动电机(6)和前驱动电机(8)，所述后驱动电机(6)用于驱动所述后传送带(5)升降，所述前驱动电机(8)用于驱动所述前传送带(7)升降；其中，

所述后传送带(5)在所述后驱动电机(6)的驱动下具有与所述顶层传送带(3)的输出端对接以便所述载板从所述顶层传送带(3)运送到所述后传送带(5)上的第一位置、以及与所述底层传送带(4)的输入端对接以便所述载板从所述后传送带(5)运送到所述底层传送带(4)的第二位置；

所述前传送带(7)在所述前驱动电机(8)的驱动下具有与所述底层传送带(4)的输出端对接以便所述载板从所述底层传送带(4)运送到所述前传送带(7)上的第三位置、以及与所述顶层传送带(3)的输入端对接以便所述载板从所述前传送带(7)运送到所述顶层传送带(3)的第四位置。

4.根据权利要求3所述的镀膜设备，其特征在于，还包括底层传送电机(15)，用于驱动所述底层传送带水平运动；

所述底层传送电机(15)、所述后驱动电机(6)和所述前驱动电机(8)均设置于所述工艺腔室(1)的外部，各传动轴通过密封件分别连接至对应的腔室。

5.根据权利要求3所述的镀膜设备，其特征在于，所述顶层传送带(3)和所述底层传送带(4)之间设有遮挡板(9)，所述遮挡板(9)的面积不小于所述旋转靶材(2)在所述工艺腔室(1)的镀膜范围。

6.根据权利要求3所述的镀膜设备，其特征在于，还包括第一位置传感器(12)和第二位置传感器(13)，其中：

所述第一位置传感器(12)，设置于所述后缓冲腔室(11)内，用于检测所述顶层传送带(3)上的所述载板的位置，以使得控制单元在其检测到所述载板运动到所述顶层传送带(3)的输出端时向所述后驱动电机(6)发送控制所述后传送带(5)上升到所述第一位置的控制信号；

所述第二位置传感器(13)，设置于所述前缓冲腔室(10)内，用于检测所述底层传送带(4)上的所述载板的位置，以使得控制单元在其检测到所述载板运动到所述底层传送带(4)的输出端时向所述前驱动电机(8)发送控制所述前传送带(7)下降到所述第三位置的控制信号。

7.根据权利要求6所述的镀膜设备，其特征在于，所述前缓冲腔室(10)内还设有用于检测所述前传送带(7)上是否放置有所述载板的探测传感器，和/或，所述后缓冲腔室(11)内还设有用于检测所述后传送带(5)上是否放置有所述载板的探测传感器。

8.根据权利要求2－7任一项所述的镀膜设备，其特征在于，所述顶层传送带(3)和所述底层传送带(4)的传输速度相同。

9.根据权利要求2－7任一项所述的镀膜设备，其特征在于，所述顶层传送带(3)由多个输送带模组依次拼接而成，和/或，所述底层传送带(4)由多个输送带模组依次拼接而成。

10.根据权利要求3－7任一项所述的镀膜设备，其特征在于，所述镀膜设备还包括能预先输入镀膜次数的工艺编辑器，所述工艺腔室(1)内设有用于对所述后传送带(5)的升降次数进行计数的计数器，当所述计数器的计数次数达到所述工艺编辑器预先输入的镀膜次数时，所述工艺编辑器控制所述后驱动电机(6)驱动所述后传送带(5)运动到与所述顶层传送带(3)对接的第一位置，所述顶层传送带(3)输出的载板通过所述后传送带(5)向外输出。

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