[發(fā)明專利]超聲噴霧法制備大面積透明導(dǎo)電膜專用復(fù)合式加熱爐

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710059833.5
• 申請日: 2007-10-12
• 公開（公告）號(hào): CN101140143A
• 公開（公告）日: 2008-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙庚申;王慶章;郭天勇;趙二剛;梁凱
• 申請（專利權(quán)）人: 南開大學(xué)
• 主分類號(hào): F27D11/00
• 分類號(hào): F27D11/00;F27D19/00;F27D21/04;H01L31/18;H01L21/368
• 代理公司: 天津佳盟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 侯力

【技術(shù)領(lǐng)域】：本發(fā)明涉及一種利用超聲噴霧方法制備大面積透明導(dǎo)電膜(TCO)的設(shè)備，屬制備大面積太陽電池TCO膜工藝技術(shù)及材料領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】：能源危機(jī)與環(huán)境污染是人類面臨的重大挑戰(zhàn)，充分開發(fā)利用太陽能已成為世界各國政府可持續(xù)發(fā)展能源的戰(zhàn)略決策。太陽能光伏技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵問題是降低成本，而薄膜電池工藝技術(shù)簡單，制備能耗低，國際上普遍認(rèn)為光伏發(fā)電能大幅度降低成本的希望在薄膜電池。

TCO膜是一種透明半導(dǎo)體材料，具有優(yōu)異的光學(xué)和電學(xué)性能，在電子器件、顯示器件、建筑材料領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。同時(shí)廉價(jià)的高透明低電阻導(dǎo)電膜(TCO)是研發(fā)薄膜光伏電池的關(guān)鍵材料之一。目前國內(nèi)外均用高真空磁控濺射法規(guī)模生產(chǎn)高透明低電阻銦錫氧化物導(dǎo)電膜材料，該導(dǎo)電膜材料價(jià)格很高，而該導(dǎo)電膜我國尚不能規(guī)模制造。

在國外高透明低電阻氧化錫導(dǎo)電膜材料雖已通過常壓化學(xué)氣相沉積法規(guī)模生產(chǎn)，但價(jià)格太高，而且該技術(shù)的規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)被美日兩家大公司所壟斷。超聲噴霧制備薄膜的方法具有低成本、高質(zhì)量的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)超聲噴霧熱解工藝對(duì)環(huán)境要求很低，不需要真空，沉積溫度450℃以下，工藝控制簡單，鍍膜效果好，設(shè)備成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其它鍍膜方法。但該方法使用的普通電熱爐均勻性不好，即玻璃襯底中心與邊沿溫度不一致，且嚴(yán)重影響導(dǎo)電膜的性能，同時(shí)加熱爐長期使用容易變形。

【發(fā)明內(nèi)容】：

本發(fā)明目的是解決普通電熱爐均勻性不好即玻璃襯底中心與邊沿溫度不一致，而嚴(yán)重影響導(dǎo)電膜性能的問題。提供一種超聲噴霧法制備大面積透明導(dǎo)電膜專用復(fù)合式加熱爐。該加熱爐升溫迅速、加熱均勻，溫度控制系統(tǒng)采用PID智能控制，控溫精度高。

本發(fā)明針對(duì)在超聲噴霧快速沉積法制備TCO薄膜的工藝中的關(guān)鍵設(shè)備-電加熱爐進(jìn)行了研究，發(fā)明了新型超聲噴霧專用制備大面積透明導(dǎo)電膜(400×400cm²)復(fù)合式加熱爐。

本發(fā)明采用了上下雙層復(fù)合結(jié)構(gòu)，從以下兩個(gè)方面保證了加熱爐加熱的均勻性。

1、使加熱管均勻的分布在下加熱板內(nèi)，上面覆蓋相同面積的勻熱板并用螺絲均勻固定。保證了勻熱板在長時(shí)間的使用或很高溫度時(shí)仍能保持平面度和溫度的均勻性。

2、溫度控制系統(tǒng)采用了PID智能控制，保證了溫度的均勻性和穩(wěn)定性。

本發(fā)明提供的超聲噴霧法制備大面積透明導(dǎo)電膜專用復(fù)合式加熱爐的具體結(jié)構(gòu)，包括有加熱板，加熱板上開有管槽其中鑲嵌有電加熱管，電加熱管的兩個(gè)端頭上安裝有電源引出端并用固定螺母固定在加熱板上；在加熱板上方通過固定螺絲固定有銅質(zhì)勻熱板。勻熱板上同時(shí)開有一個(gè)盲孔，其中放置有一個(gè)用于檢測加熱爐實(shí)際溫度的熱電阻，該熱電阻與溫度控制系統(tǒng)連接。

所述的勻熱板為無加熱元件的整體式板，其面積與加熱板相同，勻熱板表面為拋光面，具有足夠的厚度，如30-40mm，通常選30mm。

所述的電加熱管的結(jié)構(gòu)包括中心的加熱體和不銹鋼制外殼，加熱體和外殼之間填充絕緣導(dǎo)熱材料。

所述的溫度控制系統(tǒng)組成包括用于溫度檢測的熱電阻，以及依次與熱電阻連接的信號(hào)放大濾波單元、A/D轉(zhuǎn)換單元、用于智能控制的單片機(jī)、驅(qū)動(dòng)及執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果：

1、復(fù)合式加熱爐設(shè)計(jì)有熱性好并且有足夠厚度銅質(zhì)材料的勻熱板，由于內(nèi)部不安裝電熱元件，長期加熱不變形，同時(shí)發(fā)熱均勻，熱效率高。

2、復(fù)合式加熱爐設(shè)計(jì)為上下雙層，由螺絲固定，克服了一般加熱爐由于使用一種材料引起的變形問題；同時(shí)采用了優(yōu)質(zhì)加熱管作為加熱源，發(fā)熱效率高，使用壽命長，安裝方便。

3、復(fù)合式加熱爐溫度控制系統(tǒng)采用了智能控制方法，各點(diǎn)溫度均勻，操作簡單，加熱速度快。溫度控制系統(tǒng)保證了溫度誤差范圍在0.5℃以內(nèi)。

【附圖說明】：

圖1是加熱爐俯視圖；

圖2是加熱爐正視圖；

圖3是溫度控制系統(tǒng)電路原理框圖。

其中：1：電加熱板，2：勻熱板，3：電加熱管，4：固定螺絲，5：電源線引出端，6：電熱管固定螺母，7：熱電阻，8：溫度控制系統(tǒng)。

【具體實(shí)施方式】：

實(shí)施例1：