JP3230359U - 遮熱板及び真空蒸着装置組立体 - Google Patents

Abstract

【課題】断熱効果を向上させ、真空蒸着装置の使用寿命を延長し、装置のメンテナンスコストを低下させる遮熱板及び真空蒸着装置組立体を提供する。【解決手段】遮熱板本体１０と、遮熱板本体に設置され、第１方向に延伸する第１突起１１と、第２方向に延伸する第２突起１２とを備える遮熱板であって、第１突起および第２突起の位置は互いに交錯し、且つ、第１方向と第２方向とはお互いに反対する方向である。【選択図】図１

Description

本考案は、太陽電池製造の技術分野に関し、例えば、遮熱板及び真空蒸着装置組立体に関する。

地球上の石油や石炭などの天然資源の枯渇に伴い、新たな天然資源の開発が最重要課題となっており、太陽エネルギーは、クリーンであるという利点で開発の焦点になっている。

太陽エネルギーの利用は、主に、太陽電池によって太陽の放射エネルギーを電気エネルギーや熱エネルギーなど、人類が利用可能な資源に変換する。高効率ヘテロ接合太陽電池は、効率が高いという利点で発展の焦点になっている。ヘテロ接合太陽電池を製造する際に、まず、電池セルを製造する必要がある。電池セルの製造は、基板の両側の表面において膜層を堆積する方式で加工されることが多く、基板の両側の表面において膜層を堆積する際に、真空蒸着装置が用いられる。

真空蒸着装置において加工用チャンバが設置され、加工用チャンバに蒸着ソースが設置され、基板が蒸着ソースの対向面に配置されることが多い。加工するときに、蒸着ソースからの高温のスパッタリング原子を真空状態において基板に堆積し、膜層を形成する。

上述した加工プロセスは、高真空・高温の環境で行われる必要があるため、加工用チャンバの保温とシール性に対する要求が厳しい。しかしながら、通常、真空チャンバの内壁はステンレス鋼（例えば、型番がＸ５ＣｒＮｉ１８であるステンレス鋼）材質であり、このような材料は、６８０Ｋ以上の高温になると、太陽電池を加工する加工素材と反応しやすいから、加工用チャンバの内壁を腐食し、真空蒸着装置の使用寿命を低下させるとともに、加工用チャンバの内表面における高温が他の部品を損傷し、装置の安全性にも不利である。そのため、加工用チャンバの内表面に対して断熱防護処理を行うことは最重要課題となる。

上記問題を解決するために、加工用チャンバの内壁に、グリットブラスト処理したステンレス鋼で構成される遮熱板が１枚設置されている。しかし、実際の使用過程において、当該遮熱板の断熱効果が不十分であり、また、当該遮熱板の使用寿命が限られ、定期交換する必要があり、装置のメンテナンスコストが向上することが発見された。

本考案は、上記問題を解決することができ、断熱効果を向上させ、真空蒸着装置の使用寿命を延長し、装置のメンテナンスコストを低下させる遮熱板及び真空蒸着装置組立体を提供する。

本考案は、遮熱板本体と、前記遮熱板本体に設置され、且つ、第１方向に延伸する第１突起と、前記遮熱板本体に設置され、且つ、第２方向に延伸する第２突起とを備え、前記第１突起及び前記第２突起の位置が互いに交錯し、且つ、前記第１方向と第２方向とはお互いに反対する方向である遮熱板を提供する。

一実施例において、前記第１突起及び前記第２突起の形状は、いずれもコーン形状であり、前記コーンの底部が前記遮熱板本体に固着されている。

一実施例において、前記第１突起及び前記第２突起は、いずれも前記遮熱板本体を打ち抜いて形成された中空のコーンである。

一実施例において、前記第１突起及び前記第２突起の頂角の角度は、いずれも２５°-３５°の範囲にある。

一実施例において、前記遮熱板本体は、厚みが０．３ｍｍ-０．７ｍｍである。

一実施例において、隣り合う前記第１突起同士の頂点間の距離は、前記遮熱板本体の厚みの２０-２５倍の範囲にある。

一実施例において、隣り合う前記第１突起及び前記第２突起の頂点間の距離は、前記遮熱板本体の厚みの１０-１３倍の範囲にある。

一実施例において、前記第１突起及び前記第２突起の高さは、いずれも前記遮熱板本体の厚みの１．１５倍-１．５倍の範囲にある。

本考案は、加工用チャンバと、上記いずれか１項に記載の遮熱板と、備え、前記遮熱板は前記加工用チャンバの内壁に設置されている真空蒸着装置組立体を更に提供する。

一実施例において、前記遮熱板の数は少なくとも２つであり、前記遮熱板の第１突起と隣り合う遮熱板の第１突起及び第２突起との位置は、互いにずらし、且つ、前記遮熱板の第２突起と隣り合う遮熱板の第１突起及び第２突起との位置は、互いにずらしている。

一実施例において、前記加工用チャンバに設置されるヒータを更に備え、前記遮熱板は前記加工用チャンバの内壁と前記ヒータとの間に設置される。

本考案に係る遮熱板は、表面形状の変更によって遮熱板の黒度も低減するため、大きな程度で放射熱伝達を遮断することができる。他方、突起の頂点が互いに交錯することで、表面の投影角を小さくし、熱伝達の距離を向上させ、放射熱伝達を遮断する目的も達成し、遮熱板の断熱効果を向上させるとともに、遮熱板の使用寿命を延長した。そのため、遮熱板を頻繁に交換する必要がなく、装置のメンテナンスコストを低下させる。

一実施例に係る遮熱板の断面模式図である。 一実施例に係る真空蒸着装置組立体の構造模式図である。 別の実施例に係る真空蒸着装置組立体の構造模式図である。

以下、本考案の実施例を詳細に説明する。上記実施例は図面に例示され、全ての図面において同一または類似する符号は、同一または類似する素子、ああるいは同一または類似する機能を有する素子を示す。以下、図面を参照しながら説明する実施例は例示的なものであり、本考案を解釈するためのものに過ぎない。

図１に示すように、本実施例に係る遮熱板は、遮熱板本体１０と、前記遮熱板本体１０に設置され、且つ、第１方向に延伸する第１突起１１及び第２方向に延伸する第２突起１２とを備え、前記第１突起１１及び前記第２突起１２の位置は互いに交錯し、且つ、前記第１方向と第２方向とはお互いに反対する方向である。

上記第１突起１１と第２突起とは、規則的に交錯して遮熱板本体１０に配置されてもよく、不規則的に交錯して遮熱板本体１０に配置されてもよい。当業者にとって、実際必要に応じて設置することができる。第１突起１１と第２突起１２とが規則的に配置されることによって、加工難度を低下させ、作業効率を向上させる。

遮熱板本体１０の両側に、それぞれ第１突起１１及び第２突起１２が設置され、遮熱板本体１０の表面形状の変更によって遮熱板の放射率も低減するため、大きな程度で放射熱伝達を遮断することができる。他方、突起の頂点が互いに交錯することで、表面の投影角を小さくし、熱伝達の距離を向上させ、放射熱伝達を遮断する目的も達成し、遮熱板の断熱効果を向上させるとともに、遮熱板の使用寿命を延長した。そのため、遮熱板を頻繁に交換する必要がなく、装置のメンテナンスコストを低下させる。

一実施例において、前記第１突起１１及び前記第２突起１２の形状は、いずれもコーン形状であり、前記コーンの底部が前記遮熱板本体１０に固着されている。好ましくは、前記第１突起１１及び前記第２突起１２は、前記遮熱板本体を打ち抜いて形成された中空のコーンであり、つまり、前記コーンの底面は開口構造であり、前記コーンの内部は中空構造である。当該中空状の第１突起１１及び第２突起１２の中空部位にガスが充填され、ガスによる遮断で、遮熱板の断熱効果はより良くなる。

第１突起１１及び第２突起１２の横断面の形状は、いずれも二等辺三角形であり、当該二等辺三角形の頂角は第１突起１１及び第２突起１２の頂点の所在する位置である。第１突起１１及び第２突起１２は、いずれも遮熱板本体１０にｎ・ｎのマトリックス状に配列されてもよい。ここで、ｎは２以上の整数であり、第１突起１１と第２突起１２の数は、遮熱板本体１０の面積によって決定されてもよい。

一実施例において、前記第１突起１１及び前記第２突起１２の頂角の角度θは、いずれも２５°-３０°である。つまり、上記二等辺三角形の頂角の角度は２５°-３５度である。

一実施例において、隣り合う前記第１突起１１同士の頂点間の距離はＬであり、Ｌは遮熱板本体１０の厚みの２０-２５倍である。隣り合う前記第１突起１１及び前記第２突起１２の頂点間の距離はＬ１であり、Ｌ１は前記遮熱板本体１０の厚みの１０-１３倍であってもよい。前記第１突起１１及び前記第２突起１２の高さはいずれもＨ１であり、Ｈ１は前記遮熱板本体１０の厚みの１．１５-１．５倍であってもよく、第１突起１１の頂点から第２突起１２の頂点までの距離は、２・Ｈ１＋ｔ＝Ｈであり、前記遮熱板本体１０の厚みはｔである。ここで、ｔは０．３ｍｍ-０．７ｍｍであってもよく、例えば０．３ｍｍ、０．５ｍｍまたは０．７ｍｍである。

試験から分かるように、上記パラメータ範囲内であれば、遮熱板は断熱効果が優れ、且つ使用寿命が明らかに延長される。

上記遮熱板は金型によって打ち抜いて形成されてもよく、手順は次の通りである。遮熱板本体１０を型腔に入れ、遮熱板本体１０の一方側を打ち抜いて第１突起１１を形成し、遮熱板本体１０を裏返して型腔に入れ、遮熱板本体１０の他方側を打ち抜いて第２突起１２を形成する。

図２と図３に示すように、本実施例は、加工用チャンバを備え、前記加工用チャンバの内壁２０にいずれかの実施例に係る遮熱板が設置されている真空蒸着装置組立体を更に提供する。

一実施例において、図２に示すように、上記遮熱板の数は１つであってもよく、遮熱板は加工用チャンバの内壁２０とヒータ３０との間に介在することにより、熱を遮断し、加工用チャンバの保温効果を向上させ、且つ、実際使用の過程において、このような構造の遮熱板の使用寿命が長く、ときときに交換する必要がなく、装置のメンテナンスコストを低下させることを発見した。

一実施例において、図３に示すように、上記遮熱板の数は少なくとも２つであり、前記遮熱板の第１突起１１と隣り合う遮熱板の第１突起１１及び第２突起１２との位置は、互いにずらし、且つ、前記遮熱板の第２突起１２と隣り合う遮熱板の第１突起１１及び第２突起１２との位置は、互いにずらしている。このような構成で、断熱効果を向上させ、使用寿命を延長する。

一実施例において、Ｓｔｅｆａｎ-Ｂｏｌｚｍａｎｎ関係式によって断熱効果を計算することができる。
φ＝εАσＴ⁴
そのうち、φは熱放射エネルギーであり、εは物体放射率、即ち黒度であり、Аは放射表面積であり、σは黒体放射定数であり、Ｔは熱放射エネルギーを計算する必要があるワークピースの温度である。

当該関係式によって、熱放射エネルギー差Δφ１２＝εАσ（（t１）⁴−（t２）⁴）を計算することができる。ここで、t１はヒータの温度であり、t２は加工用チャンバの内壁２０の温度である。実際のデータテストにより、２枚の遮熱板による組立体は、熱放射損失を９２％以上低減させることができる。

１０ 遮熱板本体
１１ 第１突起
１２ 第２突起
２０ 内壁
３０ ヒータ

Claims (11)

1. 遮熱板であって、
   遮熱板本体と、
   前記遮熱板本体に設置され、且つ、第１方向に延伸する第１突起と、
   前記遮熱板本体に設置され、且つ、第２方向に延伸する第２突起と、を備え、
   前記第１突起及び前記第２突起の位置は互いに交錯し、且つ、前記第１方向と第２方向とはお互いに反対する方向である、遮熱板。
2. 前記第１突起及び前記第２突起の形状は、いずれもコーン形状であり、前記コーンの底部が前記遮熱板本体に固着されている、請求項１に記載の遮熱板。
3. 前記第１突起及び前記第２突起は、いずれも前記遮熱板本体を打ち抜いて形成された中空のコーンである、請求項１に記載の遮熱板。
4. 前記第１突起及び前記第２突起の頂角の角度は、いずれも２５°-３５°の範囲にある、請求項１に記載の遮熱板。
5. 前記遮熱板本体は、厚みが０．３ｍｍ-０．７ｍｍである、請求項１から４のいずれか１項に記載の遮熱板。
6. 隣り合う前記第１突起同士の頂点間の距離は、前記遮熱板本体の厚みの２０-２５倍の範囲にある、請求項５に記載の遮熱板。
7. 隣り合う前記第１突起及び前記第２突起の頂点間の距離は、前記遮熱板本体の厚みの１０-１３倍の範囲にある、請求項５に記載の遮熱板。
8. 前記第１突起及び前記第２突起の高さは、いずれも前記遮熱板本体の厚みの１．１５倍-１．５倍の範囲にある、請求項５に記載の遮熱板。
9. 真空蒸着装置組立体であって、
   加工用チャンバと、
   請求項１から８のいずれか１項に記載の遮熱板と、を備え、
   前記遮熱板は前記加工用チャンバの内壁に設置されている、真空蒸着装置組立体。
10. 前記遮熱板の数は少なくとも２つであり、前記遮熱板の第１突起と隣り合う遮熱板の第１突起及び第２突起との位置は互いにずらし、且つ、前記遮熱板の第２突起と隣り合う遮熱板の第１突起及び第２突起との位置は互いにずらしている、請求項９に記載の真空蒸着装置組立体。
11. 前記加工用チャンバに設置されるヒータを更に備え、
    前記遮熱板は前記加工用チャンバの内壁と前記ヒータとの間に設置される、請求項９又は１０に記載の真空蒸着装置組立体。