專利名稱：一種輝光設備可調節(jié)輝光監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種監(jiān)控系統(tǒng)，尤其適用于硅太陽能電池制造過程中，對等離子體 刻蝕和等離子體鍍膜等具有等離子輝光特性的設備的工作狀態(tài)進行監(jiān)控與相關數 據的實時采集。
背景技術：
在現有的硅太陽能電池制造工藝中， 一般的國產刻蝕機和平板式PECVD設備 (等離子增強化學氣相沉積設備)不具有對等離子刻蝕和PECVD沉積鍍膜過程予 以監(jiān)控與數據實時釆集的功能，而在實際的生產過程中，由于上述刻蝕機和平板 式PECVD等輝光設備的本身故障、工作人員的操作失誤及動力供應故障等因素， 往往會導致輝光設備腔體內的輝光強度發(fā)生波動，造成產品異常，以致生產出不 符合質量要求的產品，以刻蝕機為例，由于各種不穩(wěn)定因素，比如工藝氣體流量 的變化、反應倉內真空壓力的變化、石英件的粉塵的堆積及老化及微波電源的功 率變化等等，都會造成對硅片質量的影響，而上述因素的變化也都可以從輝光的 變化上表現出來，這些不穩(wěn)定因素造成硅片刻蝕不凈等缺陷，這些缺陷會對太陽 能電池片的質量產生很大的影響，直接導致太陽能電池產品質量不合格。
長期以來，對等離子體輝光反應過程實施監(jiān)控和對輝光功率進行控制是太陽能 電池制造行業(yè)一直夢寐攻克卻難以解決的技術難題，目前， 一般的輝光監(jiān)控方式 是對輝光功率進行監(jiān)控，都是取樣電流或電壓通過反饋比較達到監(jiān)控目的，但是 該種監(jiān)控方式存在以下缺陷(l)因為微波電源都是在個高頻(達到上千赫茲)高 壓(達到一千多伏)，所以微波電源會干擾監(jiān)控系統(tǒng)信號，引起監(jiān)控系統(tǒng)的錯誤動 作，因此該種監(jiān)控方式并不十分可靠；(2)因為只對微波電源的功率變化起到監(jiān)控， 而對其它變化無法進行有效監(jiān)控，因此不能直接的實現輝光反應的狀態(tài)監(jiān)控，也 就無法實現更為穩(wěn)定的反應條件，輝光強度仍容易出現波動現象；(3)由于前述原 因，現有的監(jiān)控系統(tǒng)并不能得知其它參數是否穩(wěn)定的狀況。
綜上所述，現有只對輝光功率進行監(jiān)控的輝光監(jiān)控方式并不能對等離子體輝光 反應過程和對輝光功率實施有效的監(jiān)控。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種可靠性強、監(jiān)控方式簡單、可實現輝光穩(wěn)定且能 夠大幅度提高太陽能電池質量的輝光設備可調節(jié)輝光監(jiān)控系統(tǒng)。
本發(fā)明的目的通過以下的技術措施來實現 一種輝光設備可調節(jié)輝光監(jiān)控系 統(tǒng)，其特征在于包括用于監(jiān)測輝光強度的光敏傳感器、連接電纜及控制器，所述 光敏傳感器通過連接電纜連接所述控制器，所述光敏傳感器用于設在輝光設備中 輝光發(fā)生腔體的外圍，光敏傳感器監(jiān)測輝光發(fā)生腔體的等離子體輝光強度獲取監(jiān) 測信號，該監(jiān)測信號通過連接電纜傳送至控制器，所述控制器接收所述監(jiān)測信號 后采取相應的操控動作。
本發(fā)明的工作原理是當輝光設備正常生產輝光時，輝光設備的輝光發(fā)生腔 體內會產生可見光，隨著氣體流量、腔內壓力、輝光電源等參數的變化，可見光 強度也會發(fā)生改變，光敏傳感器監(jiān)測到上述變化過程中的輝光強度變化，并將監(jiān) 測數據發(fā)送給控制器，由控制器通過內部程序邏輯運算實現相關的操控動作。
本發(fā)明采用光敏傳感器對輝光強度進行直接監(jiān)測，與現有對輝光功率進行監(jiān) 控的方式相比，微波電源對監(jiān)控系統(tǒng)的信號干擾小，不易產生誤動作，使得本發(fā) 明監(jiān)控可靠性大大增強；本發(fā)明直接實現了對輝光反應的監(jiān)控，進而實現了穩(wěn)定 的反應條件，使得硅片能夠在一個具有非常穩(wěn)定反應條件的環(huán)境中進行反應，由 控制器接收監(jiān)測信號后采取相應的操控動作，因此可避免輝光設備產生故障、人 為操作失誤或者動力供應故障而導致的輝光波動，確保了太陽能電池產品的質量。
作為本發(fā)明的種實施方式，所述光敏傳感器為開關量光敏傳感器，所述控 制器上設有與其電力連接的警示裝置，所述丌關量光敏傳感器具有用于設定輝光 強度的控制電路，當開關量光敏傳感器監(jiān)測的輝光強度達到輝光強度的設定值時， 開關量光敏傳感器向控制器發(fā)送一開關量信號，由控制器接收該信號并丌啟警示 裝置。
作為本發(fā)明的另一種實施方式，所述光敏傳感器為模擬量光敏傳感器，所述 模擬量光敏傳感器對輝光強度進行模擬量轉化并將轉化信號傳送至控制器，由控 制器進行輝光電源功率的數據記錄及控制輝光電源功率的輸出，以實現對輝光強 度的調節(jié)。
作為本發(fā)明的實施方式，所述光敏傳感器包括開關量光敏傳感器和模擬量光 敏傳感器，所述控制器上設有與其電力連接的警示裝置，所述開關量光敏傳感器 具有用于設定輝光強度的控制電路，所述開關量光敏傳感器和模擬量光敏傳感器分別通過連接電纜連接至控制器；當開關量光敏傳感器監(jiān)測的輝光強度達到輝光 強度的設定值時，開關量光敏傳感器向控制器發(fā)送開關量信號，由控制器接收該 信號并開啟警示裝置；而所述模擬量光敏傳感器則對輝光強度進行模擬量轉化并 將轉化信號傳送至控制器，由控制器進行輝光電源功率的數據記錄及控制輝光電 源功率的輸出，以實現對輝光強度的調節(jié)。
本發(fā)明的開關量光敏傳感器及其控制電路實現對輝光強度的定量反饋，即當 反應輝光強度降低或者升高到設定強度時，輸出開關量信號；模擬量光敏傳感器 將現場輝光強度進行模擬量轉化后，將轉化信號傳送至控制器，而控制器通過預 先得到的轉化信號和輝光功率的對應關系，將轉化信號轉化為實際輝光電源功率 處理，即對輝光電源功率進行數據記錄和反饋控制輝光電源功率輸出。因此本發(fā) 明通過模擬信號和數字信號直接對輝光強度進行監(jiān)控，微波電源對數字信號和模 擬信號的干擾小，使得本發(fā)明的可靠性較強。
作為本發(fā)明的一種改進，所述輝光設備中設有內護罩，所述內護罩將所述輝 光發(fā)生腔體圍括于其中，所述光敏傳感器設于內護罩的內側壁上，光敏傳感器與 輝光發(fā)生腔體側壁之間的距離是5 20cm。
本發(fā)明還具有以下實施方式
所述控制器設于電器柜中，控制器上還設有可實現人工操控的操作界面，該操 作界面可采用觸摸式顯示屏，而控制器具有多種實施方式，例如采用可編程控制 器(PLC)或者工控機等；警示裝置可采用嗡鳴器和/或以不同色彩燈管顯示不同 報警級別的指示燈等以實現報警功能。
與現有技術相比，本發(fā)明具是有如下顯著的效果
a)本發(fā)明是采用光敏傳感器對輝光強度進行直接監(jiān)測，監(jiān)控信號所受到微波
電源的干擾較小，監(jiān)測結果更為可靠；
(2) 本發(fā)明采用光敏傳感器與控制器之間的信號傳送，由控制器接收監(jiān)控信號 并進行處理以實現對輝光強度的監(jiān)控，監(jiān)控方式比較簡單；
(3) 本發(fā)明是對綜合性能表現的監(jiān)控，直接實現了對輝光反應狀態(tài)的監(jiān)控，使 得輝光更為穩(wěn)定，可大幅度提高太陽能電池質量；
(4) 本發(fā)明輝光監(jiān)控系統(tǒng)可普遍適用于輝光設備的輝光強度監(jiān)控，適用范圍比 較廣泛。
下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。 圖1是本發(fā)明實施例1工作狀態(tài)示意圖； 圖2是本發(fā)明實施例1電路控制示意圖。
具體實施例方式
實施例1
如圖1所示，本發(fā)明一種輝光設備可調節(jié)輝光監(jiān)控系統(tǒng)，包括用于監(jiān)測輝光
強度的光敏傳感器、連接電纜及控制器3，控制器3采用可編程控制器(PLC)， 光敏傳感器包括開關量光敏傳感器11和模擬量光敏傳感器12，可編程控制器上設 有與其電力連接的警示裝置，警示裝置采用嗡鳴器6和以不同色彩燈管顯示不同 報警級別的指示燈7，開關量光敏傳感器11具有用于設定輝光強度的控制電路， 設定強度由控制電路中的調節(jié)器實施調節(jié)，開關量光敏傳感器11和模擬量光敏傳 感器12分別通過連接電纜2、 21連接至可編程控制器；關量光敏傳感器11和模 擬量光敏傳感器12設于輝光設備中輝光發(fā)生腔體5的外圍，輝光設備中設有內護 罩6，內護罩6將輝光發(fā)生腔體5圍括于其中，關量光敏傳感器11和模擬量光敏 傳感器12設于內護罩的內側壁上，此時，上述兩個光敏傳感器與輝光發(fā)生腔體5 側壁之間的距離是10cm，安裝時，在內護罩6上開洞并調整好上述光敏傳感器與 輝光發(fā)生腔體5的距離，并調節(jié)好角度后，用膠固定；為了使開關量光敏傳感器 11和模擬量光敏傳感器12不受其它光源的干擾，將輝光發(fā)生腔體5密封。 本發(fā)明的工作過程如下
當開關量光敏傳感器11監(jiān)測的輝光強度達到輝光強度的設定值時，開關量光 敏傳感器11向可編程控制器發(fā)送開關量信號，由可編程控制器接收該信號后，通 過運算預編程程序實現丌啟嗡鳴器6和指示燈7;另一方面，模擬量光敏傳感器 12則對輝光強度進行模擬量轉化并將轉化信號傳送至可編程控制器，可編程控制 器通過預先得到的轉化信號與輝光電源功率的對應關系，將轉化信號轉化為實際 輝光電源功率處理，即進行輝光電源功率的數據記錄及控制輝光電源功率的輸出， 以實現對輝光強度的調節(jié)。
可編程控制器設于電器柜9中，可編程控制器具有可實現人工操控的操作界 面，在本實施例中，操作界面采用觸摸式顯示屏8。
如圖2所示，是本發(fā)明的電路控制示意圖，開關量光敏傳感器SD采用JGK-2
7數字量輸出，開關量光敏傳感器SD的數字信號輸出端與可編程控制器PLC的數 字信號輸入端連接，可編程控制器PLC的各指示信號輸出端與表示不同報警級別 指示燈HL的指示信號輸入端連接，可編程控制器PLC的報警信號輸出端與嗡鳴 器speaker的報警信號輸入端連接；模擬量光敏傳感器SA(模擬量控制，-10VDC +10￥00的模擬信號輸出端與數/模轉換模塊？乂2^4八/0的模擬信號輸入端連接， 模擬量光敏傳感器SA通過數/模轉換模塊FX2N-4A/D對現場輝光強度進行模擬量 轉化后，將轉化信號(-10VDC—10VDC)傳送至可編程控制器。
本發(fā)明通過數字信號和模擬信號直接對輝光強度實施監(jiān)測，微波電源對該監(jiān) 測信號干擾小，因此本發(fā)明的抗干擾性強，實踐證明無誤動作，可靠性高，能夠 直接實現輝光反應的監(jiān)控，實現更加穩(wěn)定的反應條件。本實施例為本發(fā)明的最佳 實施方式。
實施例2
本實施例與實施例1的不同之處在于光敏傳感器只采用開關量光敏傳感器， 開關量光敏傳感器與輝光發(fā)生腔體側壁之間的距離是5cm，控制器采用工控機， 當丌關量光敏傳感器監(jiān)測的輝光強度升高或者降低到輝光強度的設定值時，開關 量光敏傳感器向工控機發(fā)送一開關量信號，由工控機接收該信號，通過運算預編 程程序實現開啟嗡鳴器和指示燈。
實施例3
本實施例與實施例1的不同之處在于光敏傳感器只采用模擬量光敏傳感器， 模擬量光敏傳感器與輝光發(fā)生腔體側壁之間的距離是20cm，模擬量光敏傳感器對 輝光強度進行模擬量轉化并將轉化信號傳送至可編程控制器，可編程控制器通過 預先得到的轉化信號與輝光電源功率的對應關系，將轉化信號轉化為實際輝光電 源功率處理，即進行輝光電源功率的數據記錄及控制輝光電源功率的輸出，以實 現對輝光強度的調節(jié)。
本發(fā)明的實施方式不限于此，根據本發(fā)明的上述內容，按照本領域的普通技 術知識和慣用手段，在不脫離本發(fā)明上述基本技術思想前提下，本發(fā)明還可以做 出其它多種形式的修改、替換或變更，均落在本發(fā)明權利保護范圍之內。
權利要求
1、一種輝光設備可調節(jié)輝光監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于包括用于監(jiān)測輝光強度的光敏傳感器、連接電纜及控制器，所述光敏傳感器通過連接電纜連接所述控制器，所述光敏傳感器用于設在輝光設備中輝光發(fā)生腔體的外圍，光敏傳感器監(jiān)測輝光發(fā)生腔體的等離子體輝光強度獲取監(jiān)測信號，該監(jiān)測信號通過連接電纜傳送至控制器，所述控制器接收所述監(jiān)測信號后采取相應的操控動作。
2、 根據權利要求1所述的輝光設備可調節(jié)輝光監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述 光敏傳感器為開關量光敏傳感器，所述控制器上設有與其電力連接的警示裝置， 所述開關量光敏傳感器具有用于設定輝光強度的控制電路，當開關量光敏傳感器 監(jiān)測的輝光強度達到輝光強度的設定值時，開關量光敏傳感器向控制器發(fā)送一開 關量信號，由控制器接收該信號并開啟警示裝置。
3、 根據權利要求1所述的輝光設備可調節(jié)輝光監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述 光敏傳感器為模擬量光敏傳感器，所述模擬量光敏傳感器對輝光強度進行模擬量 轉化并將轉化信號傳送至控制器，由控制器進行輝光電源功率的數據記錄及控制 輝光電源功率的輸出，以實現對輝光強度的調節(jié)。
4、 根據權利要求1所述的輝光設備可調節(jié)輝光監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述 光敏傳感器包括開關量光敏傳感器和模擬量光敏傳感器，所述控制器上設有與其 電力連接的警示裝置，所述開關量光敏傳感器具有用于設定輝光強度的控制電路，所述丌關量光敏傳感器和模擬量光敏傳感器分別通過連接電纜連接至控制器；當 開關量光敏傳感器監(jiān)測的輝光強度達到輝光強度的設定值時，開關量光敏傳感器 向控制器發(fā)送開關量信號，由控制器接收該信號并開啟警示裝置；而所述模擬量 光敏傳感器則對輝光強度進行模擬量轉化并將轉化信號傳送至控制器，由控制器 進行輝光電源功率的數據記錄及控制輝光電源功率的輸出，以實現對輝光強度的 調節(jié)。
5、 根據權利要求1所述的輝光設備可調節(jié)輝光監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述 輝光設備中設有內護罩，所述內護罩將所述輝光發(fā)生腔體圍括于其中，所述光敏 傳感器設于內護罩的內側壁上。
6、 根據權利要求5所述的輝光設備可調節(jié)輝光監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述 光敏傳感器與輝光發(fā)生腔體側壁之間的距離是5 20cm。
7、 根據權利要求1 4任一所述的輝光設備可調節(jié)輝光監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在 于所述控制器是可編程控制器或工控機。
8、 根據權利要求2或4所述的輝光設備可調節(jié)輝光監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于 所述警示裝置為嗡鳴器和/或以不同色彩燈管顯示不同報警級別的指示燈。
9、 根據權利要求1 4任一所述的輝光設備可調節(jié)輝光監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于 所述控制器設于電器柜中，所述控制器上還設有可實現人工操控的操作界面。
10、 根據權利要求9所述的輝光設備可調節(jié)輝光監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述操作界面為觸摸式顯示屏。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種輝光設備可調節(jié)輝光監(jiān)控系統(tǒng)，包括用于監(jiān)測輝光強度的光敏傳感器、連接電纜及控制器，所述光敏傳感器通過連接電纜連接所述控制器，所述光敏傳感器用于設在輝光設備中輝光發(fā)生腔體的外圍，光敏傳感器監(jiān)測輝光發(fā)生腔體的等離子體輝光強度獲取監(jiān)測信號，該監(jiān)測信號通過連接電纜傳送至控制器，所述控制器接收所述監(jiān)測信號后采取相應的操控動作。本發(fā)明采用光敏傳感器對輝光強度進行直接監(jiān)測，干擾小，不易產生誤動作，可靠性強；本發(fā)明直接實現了對輝光反應的監(jiān)控，進而實現了穩(wěn)定的反應條件，可避免輝光設備產生故障、人為操作失誤等導致的輝光波動，確保了太陽能電池產品的質量。
文檔編號G05D25/00GK101598951SQ200910040490
公開日2009年12月9日 申請日期2009年6月23日 優(yōu)先權日2009年6月23日
發(fā)明者戴德鵬 申請人:揚州晶澳太陽能研發(fā)有限公司