TWI502760B - 熱擴散室 - Google Patents

Description

熱擴散室

所主張之發明關於熱擴散室設備之領域以及製造供太陽能面板生產之熱擴散室的方法，且更尤其是關於冷卻熱擴散室之處理室之外部表面的方法。

太陽能生產方式有賴於太陽面板，該面板依次有賴於選材在基板上面之擴散。在一實例中，使用玻璃作為基板，其曝露於氣態之硒化物以形成含銅、銦及硒化物之薄膜於基板上。已知該等氣態之硒化物對人類有毒害，其強調包含熱調節系統之審慎的處理方法。

就其本身而言，能以有效率及可靠方式防止該等氣態之硒化物種自處理室中變遷及洩露至大氣的熱調節系統能高度改善熱腔室之運作及生產輸出，該熱腔室係用以對基板提供擴散於其中之含銅、銦及硒化物之薄膜。

因此，對熱擴散室之處理室之熱調節的改良機構及方法有不斷之需求。

本揭露內容關於熱擴散室且尤其是關於熱控制系統以及用於控制熱擴散室設備之處理室溫度的方法。

依據各種例示性實施例，建構支撐圍阻室之支架。該圍阻室係配置成支撐、圍住且約束受約束在圍阻室中之處理室。在例示性實施例中，熱源模組係配置在該圍阻室與該處理室之間，且熱調節空腔係形成在該熱源模組與該處理室之間。在例示性實施例中，至少一個流體入口箱與該熱調節空腔流動連通，該流體入口箱較佳是提供平板閥，該平板閥減緩自該熱調節空腔流經該流體入口箱且至該熱調節空腔外部環境之流體的流量。較佳是，該流體入口箱更包含與該平板閥互動，以控制自該熱調節空腔之外部環境通過該平板閥且流入該熱調節空腔之流體流量的流量調整結構。

在交替之例示性實施例中，形成熱擴散室之方法包含至少以下步驟：設置支架、將圍阻室支撐在該支架上且將熱源模組配置在該圍阻室中。隨熱源模組定位，使處理室受圍、受約束且支撐在該熱源模組中，其在該熱源模組與該處理室之間形成熱調節空腔。隨熱調節空腔形成，下一步驟包含將至少一個流體入口箱固定於與該熱調節空腔流動連通之該圍阻室，其中該流體入口箱提供平板閥，該平板閥減緩自該熱調節空腔流經該流體入口箱且至該熱調節空腔外部環境之流體的流量，且其中該流體入口箱更包含與該平板閥互動，以控制自該熱調節空腔之外部環境通過該平板閥，且流入該熱調節空腔之流體流量的流量調整結構。

然後，藉由將出口歧管中之壓力降低至低於大氣壓之值，其中與熱調節空腔流動連通之出口歧管汲取通過該入口流體箱之平板閥、圍繞該處理室且排出該排淨導管的流體，其中該排淨導管係固定於出口歧管與熱調節空腔之間。

讀畢下列詳細說明以及檢閱該等相關聯圖式後，所主張發明具有此等及各種其它特性與優點之特徵即瞭然。

現將詳細參考該等圖式中所描述之本發明各種實施例之一個或更多實例。藉本發明各種實施例之解釋提供每一實例，且無意作為該發明之侷限。例如，作為實施例之一部分而例示或說明之特性可與另一實施例結合以又產生一相異實施例。對於該等所述實施例之其它修飾及變更亦被認為在所主張發明之範圍及精神內。

翻至該等圖式，第1圖顯示例示性熱擴散室100，其至少含由支架104所支撐之圍阻室102，該圍阻室102依次支撐處理室106。較佳是，該例示性熱擴散室100更包含配置在處理室106與圍阻室102間之熱源模組108，及形成在處理室106與熱源模組108間之熱調節空腔110。第1圖更顯示至少提供一與熱調節空腔110流動連通之流體入口箱112。

第2圖顯示配置用於(第1圖之)熱擴散室100之例示性實施例之例示性基板支架113。在較佳實施例中，基板支架113係由容器把持所形成且容納複數個基板115(未顯示)。作業時，依基板115之容量充填基板支架113且使其位在處理室106中。在處理室106中，基板支架113於擴散程序期間作為基板115之固定裝置。較佳是，基板115係寬度大致為650mm且長度大致為1650mm之矩形，且較佳由鈉鈣矽玻璃(soda-lime-silica glass)所形成。

由第3圖所示熱擴散室100之截面、右側正視圖提供 與熱調節空腔110作流體聯繫之入口箱112的更詳細描述。第3圖還顯示較佳是位在熱源模組108與處理室106間之複數個支架114。

在較佳例示性實施例中，熱源模組108係由複數個加熱器116所形成，其在例示性實施例中大致由總共22個加熱器組成。較佳是，每一加熱器設有加熱器殼層118、鄰接加熱器殼層118之加熱器絕緣物120及複數個加熱元件122。在例示性實施例中，對加熱元件122施加電力，且加熱元件122較佳是線圈元件。

回到第1圖，其顯示流體入口箱112更包含固定在入口歧管126之入口導管124。較佳是，如第4圖中之描述，入口歧管126傳遞流體給流體入口箱112供分配遍及處理室106。

第4圖更顯示例示性熱擴散室100包含與熱調節空腔110流動連通且固定至出口歧管130之排淨導管128，該出口歧管130選擇性提供小於大氣壓力之內壓，透過流體入口箱112汲取空氣、圍繞處理室106且排出排淨導管128的流體。

第4圖亦顯示與處理室106之鄰近接觸、延伸經過相對應之加熱器116且展現電線133(electrical lead lines)供連接自圍阻室102外部之複數個熱感測器132。在例示性熱擴散室100運作之較佳模式中，使流體之流量懸浮，亦即，流體之流量受到流體之流量調變，以提供處理室106外溫之更準確讀值。使用自複數個熱感測器132所收集之資訊以判定哪個流體入口箱112應受到流體之流量限制，且哪個應調整為最大流體之流量。

藉由透過複數個流體入口箱112調整流體之流量，可達成處理室106之更均勻冷卻。而且，在例示性熱擴散室100之交替較佳運作模式中，複數個熱感測器132提供資訊，用於調節在處理室106之加熱周期期間供應至加熱元件122之電量。亦即，在處理室106之加熱周期期間，供應電力至複數個加熱器116之每一者。藉由調變供應至複數個加熱器116之每一者的電力，且可達成處理室106之更均勻加熱。

第5圖描述流體入口箱112包含平板閥134，其減緩自熱調節空腔110流經流體入口箱112及至熱調節空腔外部環境之流動氣體。第5圖更顯示流體入口箱112包含流量調整結構136，其與平板閥134互動，控制自熱調節空腔外部通過平板閥134且流入熱調節空腔110之流體的流量。

第6圖提供流體入口箱112之更詳細視圖。在較佳實施例中，流體入口箱112更提供支撐入口導管124之引入埠138，該入口導管124與平板閥134之鄰近接觸。較佳是，流體入口箱112更提供支撐出口導管142之排出埠140，該出口導管142係與熱調節空腔110流動連通。

第7圖提供交替流體入口箱144之詳細視圖。在除設置支撐入口導管124之引入埠138外的較佳實施例中，其與平板閥134之鄰近接觸，該流體入口箱144響應檢測到第4圖之處理室106中溫度不平衡之第4圖的熱感測器132，提供與流量控制棒148互動之馬達146，以控制自熱調節空腔外部環境通過平板閥134且流入熱調節空腔110之流體的流量，其中該流量控制棒148係與該平板閥134互動。

第8圖提供流體入口箱112之強化視圖。在除設置支撐出口導管142之排出埠140外的較佳實施例中，流體入口箱112設置具有近端及末梢端的延長導管150，該近端與出口導管142之鄰近接觸且固定在出口導管142，設置延長導管150，將流目熱調節空腔外部環境之流體傳導至第5圖之熱調節空腔110。延長導管150之末梢端較佳是形成附接於其上之擴散構件152，其中該擴散構件152配置成防止自熱調節空腔外部環境傳導之流體以垂直於處理室106之液流施加至第5圖之處理室106。

第8圖又顯示流體入口箱112更設置樞軸栓154，該樞軸栓154配置在平板閥134與樞軸支架156之間。樞軸支架156固定在入口導管124鄰近。樞軸栓154與流量調整結構136結合，在汲取流體進入熱調節空腔110時，促使平板閥134之經控制、預定且可調整之位移免於與入口導管124之鄰近接觸。在源流體停止時，該樞軸栓154更促使在鄰近入口導管124處封閉平板閥134。另言之，在未將流體汲取進入熱調節空腔110時，封閉之平板閥134阻礙流體自熱調節空腔110經過至熱調節空腔之外部環境。

第9圖提供依據本發明各種實施例所傳導之熱腔室200的例示性製造方法。該製造熱腔室200之方法始於起始處理步驟202且繼之以處理步驟204。在處理步驟204，設有支架(如104)。在處理步驟206，支撐圍阻室(如102)且將其固定於支架。在處理步驟208，將熱源模組配置在圍阻室中且受約束於該圍阻室。在處理步驟210，將處理室(如106)約束在熱源模組中。較佳是，該處理室包含至少一內部表面及一外部表面。

在處理步驟212，熱調節空腔(如110)係形成在熱源模組與處理室之間，以提供調節該處理室之能力。而在處理步驟214，流體入口箱(如112)較佳是固定於與熱調節空腔流動連通之圍阻室。較佳是，流體入口箱提供平板閥(如134)，該平板閥減緩自熱調節空腔流經流體入口箱及至熱調節空腔外部環境之流體的流量，且其中該流體入口箱更包含與平板閥互動，控制自熱調節空腔之外部環境通過平板閥且流入熱調節空腔之流體之流量的流量調整結構(如136)。

在處理步驟216，較佳是將與該熱調節空腔流動連通之出口歧管(如130)中的流體壓力降低至低於大氣壓力之值，且汲取通過該流體入口箱之平板閥、圍繞該處理室且排出排淨導管(如128)之流體，結果，降低該出口歧管中壓力，其中該排淨導管係配置在出口歧管與熱調節空腔之間，且該程序終止於結束處理步驟218。

須知，即使在前述說明中已陳述本發明各種實施例之眾多特徵與優勢，以及該發明各種實施例之結構與功能細節，此詳細說明僅為例示，且可詳細變更，尤其是在本主張發明之原理至表達該等附加主張項目之該等名詞之廣義所示之完整範圍之中部件的結構與配置事物上。例如，該等特定元件可在不偏離本主張發明之精神及範圍下，依特定用途而變。

顯然，本發明極適合達成所提及之目的和優點以及本文中固有者。為此揭露，儘管目前已說明較佳實施例，然可作眾多之變更，該等變更係熟於本技藝者容易聯想到且其為後附申請專利範圍所涵蓋。

100．．．熱擴散室

102．．．圍阻室

104．．．支架

106．．．處理室

108．．．熱源模組

110．．．熱調節空腔

112．．．流體入口箱

113．．．基板支架

115．．．基板

114．．．支架

116．．．加熱器

118．．．加熱器殼層

120．．．加熱器絕緣物

122．．．加熱元件

116．．．熱源

124．．．入口導管

126．．．入口歧管

128．．．排淨導管

130‧‧‧出口歧管

132‧‧‧熱感測器

133‧‧‧電線

134‧‧‧平板閥

136‧‧‧流量調整結構

138‧‧‧引入埠

140‧‧‧排出埠

142‧‧‧出口導管

144‧‧‧流體入口箱

148‧‧‧流量控制棒

146‧‧‧馬達

150‧‧‧延長導管

152‧‧‧擴散構件

154‧‧‧樞軸栓

156‧‧‧樞軸支架

200‧‧‧熱腔室

第1圖顯示切掉部份後之所主張發明熱腔室之例示性實施例的正交投射圖。

第2圖提供配置用於第1圖熱腔室之例示性實施例之例示性基板支架的正交投射圖。

第3圖顯示第1圖熱腔室之例示性實施例的截面、右側正視圖。

第4圖例示第1圖熱腔室之例示性實施例的截面、右側正視圖，其顯示排氣岐管及導管。

第5圖提供第1圖熱腔室之例示性實施例的截面、前視圖。

第6圖顯示第1圖熱腔室之例示性實施例之流體入口箱的放大詳細截面、正視圖。

第7圖顯示第1圖熱腔室之例示性實施例之機動化流體入口箱的放大詳細截面、正視圖。

第8圖描述具備第1圖熱腔室之例示性實施例之附接入口導管之流體入口箱的放大詳細截面、正視圖。

第9圖通常例示形成第1圖熱腔室之例示性實施例方法的流程圖。

100．．．熱擴散室

102．．．圍阻室

104．．．支架

106．．．處理室

108．．．熱源模組

110．．．熱調節空腔

112．．．流體入口箱

124．．．入口導管

126．．．入口歧管

Claims (20)

1. 一種熱擴散室，包括：支架，其支撐圍阻室；處理室，其受約束在該圍阻室中；熱源模組，其配置在該圍阻室與該處理室之間；熱調節空腔，其形成在該熱源模組與該處理室之間；以及至少一個流體入口箱，其與該熱調節空腔流動連通，其中該流體入口箱提供平板閥，該平板閥減緩自該熱調節空腔流經該流體入口箱且至該熱調節空腔外部環境之流體的流量，且其中該流體入口箱更包含與該平板閥互動，以控制自該熱調節空腔之外部環境通過該平板閥且流入該熱調節空腔之流體流量的流量調整結構。
2. 如申請專利範圍第1項之熱擴散室，其中該流體入口箱更設有引入埠，該引入埠支撐與該平板閥之鄰近接觸的入口導管。
3. 如申請專利範圍第2項之熱擴散室，其中該流體入口箱更設有排出埠，該排出埠支撐與該熱調節空腔流動連通的出口導管。
4. 如申請專利範圍第3項之熱擴散室，其中該流體入口箱更設有樞軸支架，該樞軸支架與該平板閥之鄰近接觸。
5. 如申請專利範圍第4項之熱擴散室，其中該流體入口箱更設有具近端及末端之延長導管，該近端與該出口導管之鄰近接觸，該延長導管將流體自該熱調節空腔之外部環境傳導至該熱調節空腔。
6. 如申請專利範圍第5項之熱擴散室，其中該延長導管設有附接至該延長導管末端之至少一個擴散構件，其中該擴散構件係配置成防止自該熱調節空腔之外部環境傳導至該熱調節空腔之流體以垂直於該處理室之液流施加至該處理室。
7. 如申請專利範圍第6項之熱擴散室，其中該流體入口箱更設有樞軸栓，該樞軸栓配置在該平板閥與樞軸支架之間，該樞軸栓在流體被汲取進入該熱調節空腔時，促使該平板閥移位，離開與該入口導管之鄰近接觸，且在流體未被汲取進入該熱調節空腔時，妨礙流體通過該熱調節空腔至該熱調節空腔之外部環境。
8. 如申請專利範圍第7項之熱擴散室，更包括固定於該入口導管之入口歧管，該入口歧管將流體自該熱調節空腔之外部環境傳導至該入口導管。
9. 如申請專利範圍第2項之熱擴散室，更包括排淨導管，該排淨導管與該熱調節空腔流動連通且固定於出口歧管，該出口歧管選擇性提供小於該入口導管內部壓力之內壓，汲取通過該流體入口箱、圍繞該處理室且排出該排淨導管之流體。
10. 如申請專利範圍第1項之熱擴散室，其中該處理室配置成容納安置在該處理室中之基板，其中該基板具寬度至少為650mm且長度至少大致為1650mm。
11. 一種藉下列步驟形成熱擴散室之方法，該步驟包括：設置支架；將圍阻室支撐在該支架上；配置熱源模組在該圍阻室中；使處理室受約束在該熱源模組中；形成熱調節空腔，該熱調節空腔係配置在該熱源模組與該處理室之間；以及將至少一個流體入口箱固定於與該熱調節空腔作流動聯繫之該圍阻室，其中該流體入口箱提供平板閥，該平板閥減緩自該熱調節空腔流經該流體入口箱且至該熱調節空腔外部環境之流體的流量，且其中該流體入口箱更包含與該平板閥互動，以控制自該熱調節空腔之外部環境通過該平板閥且流入該熱調節空腔之流體流量的流量調整結構。
12. 申請專利範圍第11項之方法，其中該流體入口箱更設有引入埠，該引入埠支撐與該平板閥之鄰近接觸的入口導管。
13. 如申請專利範圍第12項之方法，其中該流體入口箱更設有排出埠，該排出埠支撐與該熱調節空腔流動連通的出口導管。
14. 如申請專利範圍第13項之方法，其中該流體入口箱更設有樞軸支架，該樞軸支架與該平板閥之鄰近接觸。
15. 如申請專利範圍第14項之方法，其中該流體入口箱更設有具近端及末端之延長導管，該近端與該出口導管之鄰近接觸，該延長導管將流體自該熱調節空腔之外部環境傳導至該熱調節空腔。
16. 如申請專利範圍第15項之方法，其中該延長導管設有附接至該延長導管末端之至少一個擴散構件，其中該擴散構件係配置成防止自該熱調節空腔之外部環境傳導至該熱調節空腔之流體以垂直於該處理室之液流施加至該處理室。
17. 如申請專利範圍第16項之方法，其中該流體入口箱更設有樞軸栓，該樞軸栓配置在該平板閥與樞軸支架之間，該樞軸栓在流體被汲取進入該熱調節空腔時，促使該平板閥移位，離開與該入口導管之鄰近接觸，且在流體未被汲取進入該熱調節空腔時，妨礙流體通過該熱調節空腔至該熱調節空腔之外部環境。
18. 如申請專利範圍第17項之方法，更包括將入口歧管固定於該入口導管之步驟，該入口歧管將流體自該熱調節空腔之外部環境傳導至該入口導管。
19. 如申請專利範圍第11項之方法，更包括下列步驟：將出口歧管中之壓力降低至低於該入口導管內部壓力之值，該出口歧管與該熱調節空腔流動連通；以及汲取通過該流體入口箱之平板閥、圍繞該處理室且排出排淨導管之流體，結果，降低該出口歧管中壓力，其中配置有該排淨導管。
20. 如申請專利範圍第19項之熱擴散室，其中該處理室配置成容納安置在該處理室中之基板，其中該基板具寬度至少大致為650mm且長度至少大致為1650mm。