[發明專利]PECVD設備的加熱系統、加熱控制方法及PECVD設備

有效

• 申請號: 202010885351.0
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN111979530B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 朱輝;劉帥;肖潔;吳得軼;張春成;趙志然
• 申請（專利權）人: 湖南紅太陽光電科技有限公司
• 主分類號: C23C16/46
• 分類號: C23C16/46;C23C16/52;C23C16/50
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 戴玲

本發明公開了一種PECVD設備的加熱系統、加熱控制方法及PECVD設備。加熱系統包括爐體和半導體加熱單元，爐體包括爐殼、爐體保溫層、爐絲、反應管和媒介管道，半導體加熱單元的熱端設有熱媒輸出管和熱媒輸入管且冷端設有冷媒輸出管和冷媒輸入管，媒介管道設于爐絲與反應管之間，熱媒輸出管和熱媒輸入管分別與媒介管道的兩端連接，冷媒輸出管和冷媒輸入管分別與媒介管道的兩端連接。方法包括一次鍍膜、主動降溫、二次鍍膜，利用半導體冷端冷媒主動對反應管吸熱降溫。設備包括預熱箱和上述加熱系統，預熱箱內設有第一熱媒管道，其兩端分別與熱媒輸出管和熱媒輸入管連接。本發明采用半導體一個熱源實現多種加熱循環回路和多種冷卻循環回路。

技術領域

本發明涉及光伏電池片的生產設備，尤其涉及一種PECVD設備的加熱系統、加熱控制方法及PECVD設備。

背景技術

硅片經過制絨、擴散、刻蝕、退火、表面鍍膜、背鈍化、激光消融、絲印燒結等工序后成為電池片，不同電池工藝流程有所不同。表面鍍膜是光伏電池生產過程中的核心工序之一，而PECVD是表面鍍膜的設備，PECVD設備包括爐體柜、凈化臺和源柜三大部分。反應室位于爐體柜內，是進行鍍膜反應的場所，通常在450℃-500℃進行。為了減少工藝時間，會在石墨舟進入反應室內之前，先進行預熱，使其溫度提升到200℃-250℃左右，進而減少升溫時間，從而實現縮短工藝時間。另一方便石墨舟進行鍍膜工藝出反應室后，需要進行冷卻，現在一般是通過小風機吹風冷卻，效果一般。

現有的預熱通常采用紅外加熱燈管，紅外燈管相對熱功率低，能量消耗比較大，比較容易損壞壽命較短，另外紅外加熱燈管放置在玻璃管中，增加了預熱箱體積。對于高溫石墨舟自然冷卻時間過長，增加風機以后可以縮短一些冷卻時間，但是效果還是不夠明顯。對法蘭加水冷后，能降低密封圈的溫度延長使用壽命，爐體外壁溫度較高，可能會造成爐體柜門板溫度高甚至發黃，人不小心觸碰容易發生燙傷，如果通過增加保溫棉厚度實現爐壁低溫，爐體直接將大大增加，其次可以通過對爐體進行水冷，具有一定的效果。

近些年來，興起了半導體加熱制冷的熱潮。半導體加熱制冷，基于帕爾帖效應，珀爾帖效應的論述很簡單：當電流通過熱電偶時，其中一個結點散發熱而另一個結點吸收熱。電流正向流過時，上部制冷，下部發熱；當電流反向流過時，上部發熱，下部制冷。半導體加熱熱端溫度高，可以通過熱媒傳導出來，比如：導熱油，冷端溫度可以低至0℃甚至更低，可以通過冷媒傳導出來，比如氟化物。半導體既能實現加熱同時又能夠實現制冷，目前在生產電池片的PECVD設備上從未使用，因此，在PECVD設備上具有應用前景。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種利用半導體的熱端加熱對反應管進行輔助加熱，冷端制冷對反應管進行冷卻，以達到工藝過程中需要降溫需求，一個能源能夠同時滿足設備對加熱和冷卻的需求，能源利用率高，大大縮短了工藝時間的PECVD設備的加熱系統、加熱控制方法；以及利用半導體熱端加熱對反應管進行輔助加熱，半導體冷端制冷對反應管進行冷卻，同時在半導體熱端在引出一個支管，對預熱箱進行加熱，以對預熱箱內工藝前的石墨舟進行預熱PECVD設備。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種PECVD設備的加熱系統，包括爐體和半導體加熱單元，所述爐體包括爐殼、爐體保溫層、爐絲、反應管和媒介管道，所述爐體保溫層套于爐殼內，所述反應管套于爐體保溫層內，所述爐絲纏繞在反應管的外周，所述半導體加熱單元的熱端設有熱媒輸出管和熱媒輸入管且冷端設有冷媒輸出管和冷媒輸入管，所述媒介管道設于爐絲與反應管之間或者設于反應管內，所述熱媒輸出管和熱媒輸入管分別與媒介管道的入口和出口連接，所述冷媒輸出管和冷媒輸入管分別與媒介管道的入口和出口連接。

作為上述技術方案的進一步改進：

所述熱媒輸出管與媒介管道的入口之間設有補熱劑支管，所述冷媒輸出管與媒介管道的入口之間設有補冷劑支管。