專利名稱：一種lpcvd工藝腔加熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LPCVD工藝腔加熱系統(tǒng)，具體地講是涉及一種對(duì)薄膜電池用TCO 超白浮法平板玻璃加熱的LPCVD工藝腔加熱系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著能源的日益短缺，可再生綠色能源的開(kāi)發(fā)和利用越來(lái)越受到人們的關(guān)注，尤其是對(duì)太陽(yáng)能的利用，帶動(dòng)了太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，特別是光伏電池和大面積光伏模塊器件的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。其中，薄膜太陽(yáng)能電池就以其大面積、輕薄透明等特點(diǎn)在民用設(shè)施建筑物等的太陽(yáng)能發(fā)電領(lǐng)域擁有廣闊的發(fā)展前景。低壓化學(xué)氣相沉積法LPCVD是在低壓狀態(tài)下，利用氣態(tài)物質(zhì)通過(guò)熱分解反應(yīng)或者化學(xué)反應(yīng)，在基體表面上形成固態(tài)薄膜。LPCVD擁有均勻的階梯覆蓋性、很好的組成成份和結(jié)構(gòu)的控制、具有較高的沉積速率和輸出量、以及低廉的制程成本，適合大批量生產(chǎn)應(yīng)用； 另外，LPCVD不需要載子氣體，大大降低了顆粒污染源，因此其被廣泛應(yīng)用于薄膜電池產(chǎn)業(yè)中，對(duì)薄膜電池用TCO超白浮法平板玻璃進(jìn)行薄膜沉積。在LPCVD中對(duì)于TCO超白浮法平板玻璃加熱有四種方式熱阻絲加熱、射頻(RF) 感應(yīng)加熱、光能加熱和等離子增強(qiáng)加熱。其中，射頻感應(yīng)加熱方式或者光能加熱方式，是借由射頻感應(yīng)或在反應(yīng)器內(nèi)裝紅外線、紫外線加熱燈管來(lái)引入熱源，對(duì)TCO玻璃和載具加熱， 而不會(huì)對(duì)反應(yīng)腔的爐壁加熱，但是在一些冷壁反應(yīng)器系統(tǒng)中，還是會(huì)發(fā)生爐壁被加熱的情況，所以必須借助冷卻爐壁(通入冷卻循環(huán)水)的方式來(lái)降低或避免在爐壁上反應(yīng)或沉積薄膜，而且反應(yīng)爐管的幾何形狀由反應(yīng)壓力和熱源供應(yīng)方式嚴(yán)格限制，這是影響輸出量的一個(gè)重要因素，使其在工業(yè)應(yīng)用中有很大的限制；等離子增強(qiáng)加熱，由射頻感應(yīng)所產(chǎn)生的灼熱放電，把能量轉(zhuǎn)換到反應(yīng)氣體上，它的基板溫度低，沒(méi)有在鍍膜時(shí)熱穩(wěn)定性的問(wèn)題，能增進(jìn)鍍膜的速率，提供唯一成份及特性的薄膜，但是生產(chǎn)量、生產(chǎn)力的限制(特別是大尺寸的晶片)以及因松散的粘附性所造成的微塵物污染是最大的問(wèn)題。目前，主流的LPCVD加熱方式是技術(shù)比較成熟的熱阻絲加熱和紅外加熱，紅外加熱因?yàn)槭峭ㄟ^(guò)紅外加熱設(shè)備對(duì)周邊環(huán)境進(jìn)行加熱，即對(duì)設(shè)備加熱的同時(shí)也對(duì)環(huán)境進(jìn)行加熱，針對(duì)性不強(qiáng)，而熱阻絲加熱是一種在反應(yīng)腔室中可控性較強(qiáng)和性價(jià)比較高的加熱方式， 歐瑞康公司的TC01200設(shè)備的工藝腔中就采用了熱阻絲加熱的方式。在實(shí)際應(yīng)用中，熱阻絲加熱主要采用三區(qū)加熱，不能很好的控制加熱板的溫度，導(dǎo)致加熱板的溫度均勻性不佳， 進(jìn)而導(dǎo)致TCO玻璃的鍍膜不均勻，影響成品質(zhì)量。因而，如何采用熱阻絲加熱方式對(duì)TCO玻璃進(jìn)行均勻持續(xù)的加熱是薄膜電池生產(chǎn)中一個(gè)急需解決的核心問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種LPCVD工藝腔加熱系統(tǒng)，具有加熱板溫度易控、加熱均勻、鍍膜均勻、成品率高的特點(diǎn)。本發(fā)明采用如下技術(shù)解決方案一種LPCVD工藝腔加熱系統(tǒng)，包括控制系統(tǒng)、加熱部件、被加熱體三部分；其中，被加熱體為加熱板；加熱部件包括四根加熱絲，加熱絲嵌入到加熱板中；控制系統(tǒng)包括四個(gè)溫控器和四個(gè)固態(tài)繼電器，四個(gè)溫控器分別對(duì)應(yīng)四根加熱絲，每個(gè)溫控器與對(duì)應(yīng)的固態(tài)繼電器通過(guò)兩根控制線連接，固態(tài)繼電器的輸出端與加熱絲連接。所述加熱絲中三個(gè)加熱絲嵌入在加熱板下表面，一個(gè)加熱絲嵌入在加熱板上表面的邊緣條Edge Bar。所述嵌入在加熱板下表面的加熱絲的位置分布通過(guò)在整個(gè)腔室中對(duì)加熱板溫度分布有影響的冷卻系統(tǒng)、加熱板的尺寸、腔室尺寸、噴淋板的尺寸、噴淋板孔分布等要素進(jìn)行模擬后得出。加熱絲對(duì)加熱板的控溫過(guò)程中需要對(duì)諸多要素進(jìn)行考慮，不但對(duì)硬件加工精度有較高的要求，對(duì)最終的控溫操作中參數(shù)也有著更高的要求。所以在實(shí)際操作中，需要在對(duì)設(shè)備調(diào)試過(guò)程中進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并且對(duì)溫控表進(jìn)行整定和參數(shù)修正，最終得出符合實(shí)際需要的PID參數(shù)。所述嵌入在加熱板下表面的三個(gè)加熱絲為環(huán)形內(nèi)外分布。所述加熱板的上表面與TCO玻璃接觸且沒(méi)有空隙，以保證TCO玻璃的溫度一致性； 加熱板下表面在嵌入加熱絲時(shí)需要有良好的接觸和固定，以減少加熱過(guò)程中的熱量損耗， 提高加熱效率。加熱板需要很高的加工精度。在長(zhǎng)期使用中如果因?yàn)槟承┰驅(qū)е录訜岚宓臏囟扔袆×业牟▌?dòng)，那么則可能導(dǎo)致加熱板變形，進(jìn)而影響成品質(zhì)量，所以為了延長(zhǎng)加熱板的使用周期，在控溫方案中對(duì)加熱板升溫，降溫等溫度變化需要有嚴(yán)格的控制過(guò)程。所述溫控器可以選擇使用熱電偶、鉬電阻、模擬量電壓輸入、模擬量電流輸入中一種或幾種的多重輸入型。所述溫控器的調(diào)整功能包括自動(dòng)整定、自我整定選擇等。有進(jìn)行運(yùn)行/停止、自動(dòng) /手動(dòng)、簡(jiǎn)易程序的啟動(dòng)/復(fù)位功能進(jìn)行切換等諸多功能。在實(shí)際應(yīng)用中可以很好的控制加熱。整個(gè)方案中沒(méi)有動(dòng)設(shè)備，所以不需要進(jìn)行位置調(diào)整，其中需要進(jìn)行考慮的主要參數(shù)有1、腔室中因?yàn)橹T多因素影響反應(yīng)在加熱板上的溫度分布；2、反應(yīng)所需要的溫度范圍及需要控制的精度；3、設(shè)備的加工精度，如果在使用過(guò)程中有變化，則需要在維護(hù)中進(jìn)行調(diào)離
iF. ο本發(fā)明提供的一種LPCVD工藝腔加熱系統(tǒng)，采用新的四區(qū)加熱方案，增加一條加熱絲對(duì)邊緣條Edge bar進(jìn)行加熱，在加熱板下表面為三個(gè)區(qū)進(jìn)行加熱，這樣可以對(duì)TCO玻璃的加熱有更好的控制，有利于在控溫過(guò)程中保持溫度均勻、提高控溫精度、進(jìn)而提高TCO 玻璃的薄膜沉積的質(zhì)量和成品率、滿足實(shí)際需要。


圖1是本發(fā)明的加熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明加熱板上表面加熱絲分布示意圖；圖3是本發(fā)明加熱板下表面加熱絲分布示意圖。
具體實(shí)施例方式下表面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
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實(shí)施例1 一種LPCVD工藝腔加熱系統(tǒng)，包括控制系統(tǒng)、加熱部件、加熱板1三部分； 其中，加熱部件包括四根加熱絲2，加熱絲2嵌入到加熱板1中；控制系統(tǒng)包括四個(gè)溫控器3 和四個(gè)固態(tài)繼電器4，四個(gè)溫控器3分別對(duì)應(yīng)四根加熱絲2，每個(gè)溫控器3與對(duì)應(yīng)的固態(tài)繼電器4通過(guò)兩根控制線連接，固態(tài)繼電器4的輸出端與加熱絲2連接。加熱絲2中三個(gè)加熱絲2嵌入在加熱板1下表面，一個(gè)加熱絲2嵌入在加熱板1上表面的邊緣條Edge Bar。 根據(jù)冷卻方式為通入冷卻循環(huán)水冷卻、加熱板1的尺寸為1330X710mm、工藝腔內(nèi)部尺寸為 1650 X 1120 X 370mm、噴淋板的尺寸為1470 X 860mm、噴淋板孔交錯(cuò)分布等要素模擬后得出。 嵌入在加熱板1下表面的三個(gè)加熱絲2為環(huán)形內(nèi)外分布。加熱板1的上表面與TCO玻璃接觸且沒(méi)有空隙。溫控器3為使用K型熱電偶。溫控器3的調(diào)整功能包括自動(dòng)整定、自我整定選擇等。 使用本發(fā)明LPCVD工藝腔加熱系統(tǒng)中加熱板對(duì)TCO超白浮法平板玻璃在183 士 1 °C 下加熱5min，鍍膜厚度1700nm，鍍膜厚度誤差為3%。
權(quán)利要求
1.一種LPCVD工藝腔加熱系統(tǒng)，包括控制系統(tǒng)、加熱部件、被加熱體三部分；其中，被加熱體為加熱板(1)；加熱部件包括四根加熱絲0)，加熱絲( 嵌入到加熱板(1)中；控制系統(tǒng)包括四個(gè)溫控器⑶和四個(gè)固態(tài)繼電器G)，四個(gè)溫控器⑶分別對(duì)應(yīng)四根加熱絲0)， 每個(gè)溫控器(3)與對(duì)應(yīng)的固態(tài)繼電器(4)通過(guò)兩根控制線連接，固態(tài)繼電器(4)的輸出端與加熱絲( 連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LPCVD工藝腔加熱系統(tǒng)，其特征在于所述加熱絲O)中三個(gè)加熱絲⑵嵌入在加熱板⑴下表面，一個(gè)加熱絲(2)嵌入在加熱板⑴上表面的邊緣條。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LPCVD工藝腔加熱系統(tǒng)，其特征在于所述嵌入在加熱板(1) 下表面的加熱絲O)的位置分布通過(guò)在整個(gè)腔室內(nèi)對(duì)溫度分布有影響的冷卻系統(tǒng)、加熱板 (1)的尺寸、腔室尺寸、噴淋板的尺寸、噴淋板孔分布等要素進(jìn)行模擬后得出。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LPCVD工藝腔加熱系統(tǒng)，其特征在于所述嵌入在加熱板(1) 下表面的三個(gè)加熱絲( 為環(huán)形內(nèi)外分布。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LPCVD工藝腔加熱系統(tǒng)，其特征在于所述加熱板(1)的上表面與TCO玻璃接觸且沒(méi)有空隙。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LPCVD工藝腔加熱系統(tǒng)，其特征在于所述溫控器(3)為使用熱電偶、鉬電阻、模擬量電壓輸入、模擬量電流輸入中一種或幾種的多重輸入型。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LPCVD工藝腔加熱系統(tǒng)，其特征在于所述溫控器(3)的調(diào)整功能包括自動(dòng)整定、自我整定選擇。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種LPCVD工藝腔加熱系統(tǒng)，具體地講是一種適用于薄膜電池對(duì)TCO超白浮法平板玻璃加熱的LPCVD工藝腔加熱系統(tǒng)。其包括控制系統(tǒng)、加熱部件、被加熱體三部分；其中，被加熱體為加熱板；加熱部件包括四根加熱絲，加熱絲嵌入到加熱板中；控制系統(tǒng)包括四個(gè)溫控器和四個(gè)固態(tài)繼電器，四個(gè)溫控器分別對(duì)應(yīng)四根加熱絲，每個(gè)溫控器與對(duì)應(yīng)的固態(tài)繼電器通過(guò)兩根控制線連接，固態(tài)繼電器的輸出端與加熱絲連接。本發(fā)明具有加熱板溫度易控、加熱溫度精度高、加熱均勻、鍍膜均勻、成品率高的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C23C16/46GK102400111SQ20111037232
公開(kāi)日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2011年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月21日
發(fā)明者喬志強(qiáng) 申請(qǐng)人:漢能科技有限公司