一種加熱板支撐定位裝置的製作方法
2023-11-11 17:59:32 3
專利名稱：一種加熱板支撐定位裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種加熱板支撐定位裝置，具體地講是涉及一種化學氣相沉積工藝中的加熱板支撐定位裝置。
背景技術：
光伏應用的未來市場發展，特別是用於與電網相連的光伏電廠的應用，關鍵取決於降低太陽能電池生產成本的潛力。薄膜太陽能電池生產過程能耗低，具備大幅度降低原材料和製造成本的潛力；同時，薄膜太陽能電池在弱光條件下仍可發電。因此，目前市場對薄膜太陽能電池的需求正逐漸增長，而製造薄膜太陽能電池的技術更成為近年來的研究熱
點οZnO是一種N型直接帶隙半導體材料，室溫下禁帶寬度Eg為3. 37eV。由於其原材料豐富且無毒，具有高電導和高透過率，並且在H等離子體環境中性能穩定，因此，在太陽能電池領域，ZnO作為透明導電氧化物薄膜可進一步提高Si薄膜太陽能電池的效率和穩定性，加快產業化進程。作為陷光結構的絨面ZnO薄膜前電極和背反射電極顯得尤為重要。ZnO的生長方法有很多，包括脈衝雷射沉積、低壓金屬有機物化學氣相沉積、射頻 /中頻/直流濺射、電子束和熱反應蒸發、等離子體化學氣相沉積、噴霧熱分解和溶膠-凝膠法等。近年來，以玻璃為基板材料的非晶矽薄膜太陽能電池憑藉其成本低廉、工藝成熟、應用範圍廣泛等優勢，逐漸從各種類型的薄膜太陽能電池中脫穎而出。其中較為成熟的是低壓化學氣相沉積工藝，該工藝要求低壓真空環境和一定的反應溫度，反應溫度及溫度均勻性是影響薄膜性能的重中之重。在LPCVD (等離子體低壓化學氣相沉積)製備BZO玻璃的過程中，如圖1所示的反應腔室結構，1為噴淋板；2為滾輪；3為加熱板；4為支撐裝置；5為工藝腔腔室底部。反應前驅物 H6、H2或Ar、DEZ (g)、H20 (g)或C2H50H、O2等的混合氣體(DEZ (g)是二乙基鋅的蒸汽)，通過工藝腔腔蓋正下方的噴淋板均勻分氣，均勻的混合氣體噴塗到噴淋板正下方放置在加熱板上的玻璃基板，在溫度的驅動力下DEZ化)與吐0 (g)或C2H5OH反應生成ZnO薄膜，B2H6為摻雜劑，這是一個典型的氣相化學反應
DEZ (g) +H2O (g) = ZnO (s)+C2H6 B2H6+H20 = B2O3 (s)+ H2
溫度是化學反應進行的必須條件，所以當玻璃在被加熱腔加熱後由滾輪傳輸到工藝腔的加熱板上進行化學反應時，加熱板必須要能使玻璃維持在化學反應所需的溫度，一般來講該化學反應的溫度在200°C左右，所以工藝腔室加熱板也必須加熱到200°C左右，玻璃直接放置在加熱板上，保持玻璃的溫度維持在200°C左右，保證上述化學反應的持續進行。另外，加熱板由支撐裝置支撐著，支撐裝置的底部固定於工藝腔腔室底部。加熱板的材質一般主要是Al材質，因為Al材質密度小，導熱性能好，熱場比較容易分布均勻，並且Al材質比較容易機械加工和表面處理，另外Al材質重量輕，運輸、裝卸比較方便。其他可以用作加熱板的材質還有不鏽鋼或其他金屬材質，對加熱板材質的普遍要求是材料的熱傳導性能好，這樣能保證大面積加熱板上的溫度均勻性，從而保證放置在其上的玻璃基板的溫度均勻性。—般來講，加熱板的支撐裝置必須要保證以下三個條件1、因為所有的金屬材質在受熱的時候都會發生膨脹，所以要求支撐加熱板的支撐裝置能保證加熱板溫度從室溫到 200°C區間變化時，都能起到支撐和固定加熱板的作用；2、支撐裝置還需要保證加熱板在受熱膨脹和降溫冷卻過程中，加熱板正中心的位置相對於工藝腔室不發生變化(即加熱板正中心能被定位在固定的位置)；3、還需保證該支撐裝置要有較小的導熱性能，不能因其與加熱板的接觸而導致加熱板局部位置的熱損失增大，從而影響加熱板的溫度均勻性。目前行業內普遍通過螺絲固定的方式將加熱板支撐在腔室中，螺絲底部與腔室底部擰緊固定。在加熱板加熱和冷卻的過程中加熱板會熱膨脹和冷縮，若支撐螺絲的上部與加熱板底部擰緊固定，加熱板的熱形變作用力會直接作用在與加熱板固定的螺絲上，導致螺絲發生形變或斷裂，起不到支撐作用；若螺絲上端直接頂在加熱板上，並不與之固定，這樣加熱板在熱膨脹的時候會在支撐螺絲和加熱板的接觸面上滑動，在沒有其他裝置進行定位的情況下，不能保證加熱板中心點定位在腔室的固定位置。此時，加熱板相對於反應腔室會產生一定的偏移，當玻璃被滾輪傳輸到加熱板上的時候，玻璃相對於腔室的位置沒有發生變化，而加熱板相對於腔室的位置發生了變化，從而導致玻璃會被放置在加熱板的不同位置，因此需要單獨設計一套加熱板的定位裝置使加熱板能定位在工藝腔室的固定位置。 單獨定位裝置設計難度比較大，增加了額外的技術難題和成本，而且也不利於加熱板的拆裝和維護。另外，採用螺絲支撐加熱板的這種設計沒有調節加熱板水平的功能，因為由於機械加工和裝配的精度，加熱板安裝在工藝腔室後很難保持水平，當加熱板不水平時，放置在加熱板上的玻璃也不會水平，這樣導致噴淋板和加熱板之間的間距出現不均勻，嚴重影響 BZO膜層的均勻性，而採用螺絲支撐加熱板時，若要調節水平，只能將加熱板吊起來後，手動調節腔室底部的螺絲來改變高度，一般支撐一塊加熱板至少要用八個螺絲。通常，很難通過手動調節螺絲的辦法來保證加熱板都的水平，並且其高度差在Imm以內。
發明內容
本發明提供一種加熱板支撐定位裝置，結構簡單、能夠解決加熱板支撐和定位的問題，同時保持加熱板溫度均勻性，防止熱損失，還可調節加熱板的水平，且拆卸維護方便。為解決上述技術問題，本發明技術方案如下
一種加熱板支撐定位裝置，包括加熱板和固定支撐裝置等，固定支撐裝置下端與反應腔室底部連接，加熱板上的四個角均為經切割的斜邊，斜邊與通過加熱板中心的對角線呈 90度；加熱板兩個長邊的正中間位置和四個斜邊均設有與固定支撐裝置相連接、固定的單元；固定支撐裝置上端與加熱板可調式連接。其中所述的兩個長邊的正中間位置的連線應當通過上述加熱板中心。所述臨近每個斜邊的加熱板內側下部開有與斜邊平行的槽，阻礙了加熱板內部的溫度向四個角擴散，減少了熱損失，斜邊側面開有兩個螺絲孔。所述固定支撐裝置包括支撐柱本體、緊固螺絲等。其中，支撐柱本體為L型，彎折處呈90度角，下端為與腔室底部平行的支撐面。
所述支撐面上開有用於與腔室底部螺紋連接的兩個以上的孔，一般為了簡化裝置、節省材料及組裝複雜程度，優選為兩個；支撐柱本體上端開有兩個與加熱板螺紋連接的可支持上下調節加熱板高度的孔，優選為圓條形孔，上述與固定支撐裝置相連接、固定的單元為通過支撐柱本體上端的兩個可支持上下調節加熱板高度的孔與支撐柱本體螺紋連接的結構。圓條形孔的設計使其可以先鬆開該處的螺絲，在一個小範圍內下上下調節加熱板的高度，達到方便調節加熱板水平的目的；兩個孔中間開有圓弧形的凹槽，圓弧形的開槽減少支撐柱本體與加熱板的接觸面積，減少熱損失。所述支撐柱本體上除上下兩端外，中間部分開有若干孔，用於阻礙支撐柱本體的溫度擴散，減少熱損失。所述支撐柱本體材質為不鏽鋼或不鏽鋼與其它金屬的合金，相比加熱板的Al材質，其熱傳導性能差，部分阻礙了加熱板經由該支撐柱本體的熱損失。本發明提供的加熱板支撐定位裝置，通過在加熱板六個對稱部位設置上下固定的支撐定位裝置，使其上下可調，解決了加熱板支撐和定位的問題，可調節加熱板的水平，拆卸維護方便；並通過在加熱板和支撐定位裝置上開孔以及選用熱傳導性能較差的材料，減少接觸面積，減少了加熱板的熱損失，保持了加熱板溫度均勻性。
圖1是現有技術的反應腔室內部結構示意圖2是本發明的加熱板及其支撐定位裝置的俯視結構示意圖； 圖3是本發明的加熱板支撐定位裝置局部立體結構示意圖； 圖4是本發明的支撐柱本體的主視結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明。實施例1
一種加熱板支撐定位裝置，如圖2所示，包括加熱板3和固定支撐裝置等，固定支撐裝置下端與反應腔室底部連接，加熱板3上的四個角均為經切割的斜邊，斜邊與通過加熱板中心6的對角線呈90度；加熱板3兩個長邊的正中間位置和四個斜邊均設有與固定支撐裝置相連接、固定的單元；固定支撐裝置上端與加熱板3可調式連接。其中兩個長邊的正中間位置的連線通過上述加熱板中心6。如圖3所示，臨近每個斜邊的加熱板內側下部開有與斜邊平行的槽8，阻礙了加熱板3內部的溫度向四個角擴散，減少了熱損失，斜邊側面開有兩個螺絲孔。固定支撐裝置包括支撐柱本體7、緊固螺絲12等，其中，支撐柱本體7為L型，彎折處呈90度角，下端為與腔室底部平行的支撐面。支撐面上開有用於與腔室底部螺紋連接的兩個孔11，以螺絲與反應腔室底部固定。如圖4所示，上述與固定支撐裝置相連接、固定的單元為，支撐柱本體7上端開有兩個與加熱板3螺紋連接的圓條形孔13，以螺絲與加熱板上的斜邊連接、固定。可以先鬆開圓條形孔13的螺絲，在一個小範圍內下上下調節加熱板3的高度，直至調節加熱板3至水平位置；兩個孔中間開有圓弧形的凹槽9，圓弧形的凹槽9減少支撐柱本體7與加熱板3的接觸面積，減少熱損失。支撐柱本體7上除上、下兩端外的中間部分開有交叉分布的4個孔10，用於阻礙支撐柱本體7的溫度擴散，減少熱損失。支撐柱本體7材質為不鏽鋼，相比加熱板的Al材質，其熱傳導性能差，部分阻礙了加熱板3經由該支撐柱本體7的熱損失。
權利要求
1.一種加熱板支撐定位裝置，包括加熱板和固定支撐裝置，固定支撐裝置下端與反應腔室底部連接，其特徵在於所述加熱板上的四個角均為經切割的斜邊，斜邊與通過加熱板中心的對角線呈90度；加熱板兩個長邊的正中間位置和四個斜邊均設有與固定支撐裝置相連接、固定的單元；固定支撐裝置上端與加熱板可調式連接。
2.根據權利要求1所述的加熱板支撐定位裝置，其特徵在於所述臨近每個斜邊的加熱板內側下部開有與斜邊平行的槽，斜邊側面開有兩個螺絲孔。
3.根據權利要求1所述的加熱板支撐定位裝置，其特徵在於所述固定支撐裝置包括支撐柱本體和緊固螺絲。
4.根據權利要求3所述的加熱板支撐定位裝置，其特徵在於所述支撐柱本體為L型，彎折處呈90度角，下端為與腔室底部平行的支撐面。
5.根據權利要求1所述的加熱板支撐定位裝置，其特徵在於所述支撐面上開有用於與腔室底部螺紋連接的兩個以上的孔，支撐柱本體上端開有兩個與加熱板螺紋連接的可支持上下調節加熱板高度的孔，兩個孔中間開有圓弧形的凹槽。
6.根據權利要求5所述的加熱板支撐定位裝置，其特徵在於所述支撐柱本體上端與加熱板螺紋連接的兩個可支持上下調節加熱板高度的孔為圓條形孔。
7.根據權利要求1或6所述的加熱板支撐定位裝置，其特徵在於所述與固定支撐裝置相連接、固定的單元為通過支撐柱本體上端的兩個孔與支撐柱本體螺紋連接的結構。
8.根據權利要求3-6中任意一項所述的加熱板支撐定位裝置，其特徵在於所述支撐柱本體上除上下兩端外的中間部分開有若干孔。
9.根據權利要求8所述的加熱板支撐定位裝置，其特徵在於所述支撐柱本體材質為不鏽鋼或不鏽鋼與其它金屬的合金。
全文摘要
本發明涉及一種加熱板支撐定位裝置，具體地講是涉及一種化學氣相沉積工藝中加熱板支撐定位裝置。該裝置包括加熱板和固定支撐裝置，固定支撐裝置下端與反應腔室底部連接，加熱板上的四個角為經切割的斜邊，斜邊與通過加熱板中心的對角線呈90度；加熱板兩個長邊的正中間位置和四個斜邊均設有與固定支撐裝置相連接、固定的單元；固定支撐裝置上端與加熱板可調式連接。該裝置結構簡單、能夠解決加熱板支撐和定位的問題，同時保持加熱板溫度均勻性，防止熱損失，還可調節加熱板的水平，且拆卸維護方便。
文檔編號C23C16/46GK102418087SQ20111042866
公開日2012年4月18日 申請日期2011年12月20日 優先權日2011年12月20日
發明者吳國發, 崔軍, 辛科 申請人:漢能科技有限公司