CN109136884A - 平板式pecvd设备载板自动传输控制装置、pecvd设备及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种平板式PECVD设备载板自动传输控制装置，包括载板位置检测组件，安装于各腔室内，用于检测载板的位置；以及控制单元，与载板位置检测组件相连，用于根据载板的位置信号控制载板在各腔室内的运行速度。本发明还公开了一种PECVD设备，包括控制装置、依次对接的上料台、第一上料腔、第一预热腔、第一工艺腔、第一冷却腔、第二上料腔、第二预热腔、第二工艺腔、第二冷却腔、下料腔和下料台；各腔室均对应有驱动电机，控制单元与各驱动电机相连。本发明还公开了一种控制方法，包括步骤：S01、通过载板位置检测组件检测载板的位置；S02、根据载板的位置控制载板在各腔室内的运行速度。本发明的控制装置、设备及方法均具有生产效率高等优点。

Description

平板式PECVD设备载板自动传输控制装置、PECVD设备及方法
技术领域
本发明主要涉及光伏技术领域，特指一种平板式PECVD设备载板自动传输控制装置、平板式PECVD设备及控制方法。
背景技术
光伏产业经历了十余年快速***式的增长，前期的技术积累基本已经消耗殆尽，整个产业进入了市场调整和产业转型升级阶段。随着我国工业化进程的不断加快，对能源的需求会越来越迫切。而在风能、潮汐能、地热、核能、光热、光伏等新兴能源体系中，光伏发电是目前世界研究最热门的领域。随着光伏技术的不断进步，光伏能源必然会成为常规能源的重要组成部分。
目前与传统晶硅电池兼容性最好的是背钝化结构（PERC）电池，量产效率已经达到21.15%。PERC电池与传统电池的区别在于在背面铝背场与硅片中间增加一层Al2O3钝化膜，用来减少光生载流子的表面复合，从而提高光伏电池的短路电流，进而提高转换效率。在经过2012年至2015年的研究和市场应用，ALD、APCVD等方法由于无法产业化生产要求逐步退出规模化市场，仅数家科研机构在做探索性研究。目前PECVD方法以其产能高、成膜均匀、自动化程度高、成本低等优势是行业内的主流发展方向，因此用于PERC电池镀膜的平板式PECVD设备是光伏行业急需产业化的工艺装备。
传统生产线由于自动化程度低，对操作人员的熟练程度依赖较高，平板式PECVD设备的研制，不但能降低人工成本还能极大提高生产效率，但载板传输过程中，存在的卡框、撞框现象也是目前存在的一个比较突出的问题，如何提高设备产能以及传输的安全性是一个值得探索方向。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、自动化程度高、生产效率高的平板式PECVD设备载板自动传输控制装置和平板式PECVD设备，并相应提供一种操作简介、生产效率高的控制方法。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种平板式PECVD设备载板自动传输控制装置，包括
载板位置检测组件，安装于平板式PECVD设备的各腔室内，用于实时检测载板的位置；以及
控制单元，与所述载板位置检测组件相连，用于根据载板的位置信号控制载板在各腔室内的运行速度。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述载板位置检测组件包括多个位置检测件，安装于各腔室内。
各腔室内均安装有两个位置检测件，安装于腔室的前后两端。
本发明还公开了一种平板式PECVD设备，包括依次对接的上料台、第一上料腔、第一预热腔、第一工艺腔、第一冷却腔、第二上料腔、第二预热腔、第二工艺腔、第二冷却腔、下料腔和下料台；各腔室均对应有驱动电机；还包括如上所述的控制装置，其中控制单元与各驱动电机相连，通过控制驱动电机以实现调整各腔室的传输速度。
本发明还公开了一种基于如上所述的平板式PECVD设备载板自动传输控制装置的控制方法，包括以下步骤：
S01、通过载板位置检测组件实时检测载板的位置；
S02、控制单元根据载板的位置信号控制载板在各腔室内的运行速度。
作为上述技术方案的进一步改进：
各腔室内均安装有两个位置检测件，安装于腔室的前后两端；当后端的位置检测件检测到载板时，停止上一腔室的传输或/和关闭上一腔室与当前腔室之间闸阀门；当前端的位置检测件检测到载板时，控制当前腔室逐渐减速直至停止运输。
当前端的位置检测件检测到载板时，控制当前腔室逐渐减速直至停止运输；在停止运输后，当下一腔室与当前腔室之间压力平衡后，开启下一腔室与当前腔室之间的闸阀门，并同时启动当前腔室和下一腔室的传输。
在步骤S02中，控制单元根据载板的位置信号控制各腔室内的驱动电机以实现控制各腔室的运行速度。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的平板式PECVD设备载板自动传输控制装置、控制方法以及平板式PECVD设备，通过实时对载板的位置进行精准检测，从而通过控制单元对各腔室内的传输速度进行实时调整，从而实现对载板的精确传输与控制，极大的提高生产效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中标号表示：1、第一上料腔；2、第一预热腔；3、第一工艺腔；4、第一冷却腔；5、第二上料腔；6、第二预热腔；7、第二工艺腔；8、第二冷却腔；9、下料腔、10、上料台、11、下料台、12、载板。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
如图1所示，本实施例的平板式PECVD设备载板自动传输控制装置，具体应用于平板式PECVD设备中，其中平板式PECVD设备包括依次对接的上料台10、第一上料腔1、第一预热腔2、第一工艺腔3、第一冷却腔4、第二上料腔5、第二预热腔6、第二工艺腔7、第二冷却腔8、下料腔9和下料台11，各腔室之间的传输均是在真空条件下完成，采用闸阀或者密封圈连接，用来隔绝空气。控制装置包括载板位置检测组件，安装于平板式PECVD设备的各腔室内，用于实时检测载板的位置；以及控制单元，与所述载板位置检测组件相连，用于根据载板的位置信号控制载板在各腔室内的运行速度。本发明的平板式PECVD设备载板自动传输控制装置，通过实时对载板的位置进行精准检测，从而通过控制单元对各腔室内的传输速度进行实时调整，从而实现对载板的精确传输与控制，极大的提高生产效率。
本实施例中，载板位置检测组件包括多个位置检测件（如位置检测传感器），分布在各腔室的前后两端，具体地，如图1所示，共包括位置检测传感器det1.1~ det11.2，每个腔室均分为两个。可以理解的是，在此并不对位置检测件的数量进行限定，在其它实施例，也可以采用每个腔室分布三个、四个或更多个的布局方式。
如图1所示，本发明还相应公开了一种平板式PECVD设备，具体包括依次对接的上料台10、第一上料腔1、第一预热腔2、第一工艺腔3、第一冷却腔4、第二上料腔5、第二预热腔6、第二工艺腔7、第二冷却腔8、下料腔9和下料台11，各腔室均对应有驱动电机，控制单元则通过控制驱动电机的转速以实现各腔室的传输速度。
本发明还相应公开了一种基于如上所述平板式PECVD设备载板自动传输控制装置的控制方法，包括以下步骤：
S01、通过载板位置检测组件实时检测载板的位置；
S02、控制单元根据载板的位置信号控制载板在各腔室内的运行速度。
本实施例中，如上所述，各腔室内均安装有两个位置检测件，安装于腔室的前后两端；当后端的位置检测件检测到载板时，停止上一腔室的传输或/和关闭上一腔室与当前腔室之间闸阀门；当前端的位置检测件检测到载板时，控制当前腔室逐渐减速直至停止运输。
本实施例中，当前端的位置检测件检测到载板时，控制当前腔室逐渐减速直至停止运输；在停止运输后，当下一腔室与当前腔室之间压力平衡后，开启下一腔室与当前腔室之间的闸阀门，并同时启动当前腔室和下一腔室的传输。
下面结合一具体实施例，对本发明的控制方法做进一步说明：
其中上料台10对应的电机M1；第一上料腔1简称上料腔1#，对应的电机为M2，两侧对应有闸阀门Gate 1和Gate 2；第一预热腔2简称预热腔1#，对应的电机为M3；第一工艺腔3简称工艺腔1#，对应的电机为M4；第一冷却腔4简称冷却腔1#，对应的电机为M5和M6；第二上料腔5简称上料腔2#，对应电机为M7，两侧对应有闸阀门Gate 3和Gate 4；第二预热腔6简称预热腔2#，对应电机为M8；第二工艺腔7简称工艺腔2#，对应电机M9；第二冷却腔8简称冷却腔2#，对应电机M10和M11；下料腔9对应电机M12，两侧对应有闸阀门Gate 5和Gate 6，下料台10对应电机M13。
设备正常运行，根据工艺需求，此时上料腔1#处于常压，载板12通过人工或者通过自动化设备传输至上料台10上。当上料台10上的位置检测传感器det1.1检测到载板12经过后，发出感应信号并反馈，控制单元向电机M1发出传输指令，电机M1以设定的速度X对载板12进行水平传输；当位置检测传感器det1.2检测到载板12经过时，向电机M2发出传输指令，电机M2以设定速度X开启，同时向闸阀1#发出指令，由气缸驱动闸阀门1#（Gate 1）开，载板12经闸阀1#传输至上料腔1；上料腔1上的位置检测开关det2.1检测到载板12经过后，发出感应信号并反馈，控制单元向电机M1发出传输停止转动指令，同时向闸阀1#发出指令，由气缸驱动闸阀门关闭；当上料腔1上的位置检测开关det2.2检测到载板12经过时，向电机M2发出传输减速停止指令，载板12在摩擦力的作用下慢慢停下来，避免载板12过冲撞到闸阀2#（Gate 2）上，与此同时上料腔1通过真空***抽真空，由常压恢复至低压。
当上料腔1#和预热腔1#两侧的压力平衡后，控制单元向闸阀2#发出指令，由气缸驱动闸阀2#门开，同时向电机M2、M3发出传输指令，电机M2、M3以设定速度X开启，带动载板12向前传输；当预热腔1#上的位置检测传感器det3.1检测到载板12经过后，发出感应信号并反馈，控制单元向电机M2发出传输停止转动指令，同时向闸阀2#发出指令，由气缸驱动对应闸阀门关闭；预热腔1#上的位置检测开关det3.2检测到载板12经过时，向电机M4发出传输指令，电机M4以设定速度Y开启，带动载板12继续向前传输至工艺腔1#，其中，由于工艺的需要，Y设定值要小于X设定值；工艺腔1#上的位置检测开关det4.2检测到载板12经过时，向电机M5、M6发出传输指令，电机M5、M6以设定速度X开启，带动载板12继续向前传输至冷却腔1#；冷却腔1#上的位置检测开关det5.1检测到载板12经过后，发出感应信号并反馈，控制单元向电机M4发出传输停止转动指令，当冷却腔1#上的位置检测开关det5.2检测到载板12经过时，向电机M5、M6发出传输减速停止指令，载板12在摩擦力的作用下慢慢停下来，避免载板12过冲撞到闸阀3#（图1中Gate 3）上。
此时，控制单元检测闸阀3#两侧压力是否平衡，若平衡时，控制单元向闸阀3#发出指令，由气缸驱动对应闸阀门3，同时向电机M6、M7发出传输指令，电机M6、M7以设定的速度X对载板12进行水平传输，载板12经闸阀3#传输至上料腔2#；当位置检测传感器det6.1检测到载板12经过后，发出感应信号并反馈，控制单元向电机M6发出传输停止转动指令，同时向所述闸阀3#发出指令，由气缸驱动闸阀门关闭；当上料腔2上的位置检测开关det6.2检测到载板12经过时，向电机M7发出传输减速停止指令，载板12在摩擦力的作用下慢慢停下来，避免载板12过冲撞到闸阀4#（图1中Gate 4）上。
控制单元检测闸阀4#两侧压力是否平衡，若平衡时，控制单元向闸阀4#发出指令，由气缸驱动对应闸阀门开，同时向电机M7、M8发出传输指令，电机M7、M8以设定速度X开启，带动载板12向前传输；当预热腔2#上的位置检测传感器det7.1检测到载板12经过后，发出感应信号并反馈，控制单元向电机M7发出传输停止转动指令，同时向所述闸阀4#发出指令，由气缸驱动对应闸阀门关闭；预热腔2#上的位置检测开关det7.2检测到载板12经过时，向电机M9发出传输指令，电机M9以设定速度Y2开启，带动载板12继续向前传输至工艺腔2#，其中，由于工艺的需要，Y2设定值要小于X设定值，Y1和Y2的设定指不一定相同；工艺腔2#上的位置检测开关det8.2检测到载板12经过时，向电机M10、M11发出传输指令，电机M10、M11以设定速度X开启，带动载板12继续向前传输至冷却腔2#；冷却腔2#上的位置检测开关det9.1检测到载板12经过后，发出感应信号并反馈，控制单元向电机M9发出传输停止转动指令，当冷却腔2#上的位置检测开关det9.2检测到载板12经过时，向电机M10、M11发出传输减速停止指令，载板12在摩擦力的作用下慢慢停下来，避免载板12过冲撞到闸阀5#（图1中的Gate5）上。
此时，控制单元检测闸阀5#两侧压力是否平衡，若平衡时，控制单元向闸阀#5发出指令，由气缸驱动对应闸阀门开，同时向电机M11、M12发出传输指令，电机M11、M12以设定的速度X对载板12进行水平传输，载板12经闸阀5#传输至下料腔9；当位置检测传感器det10.1检测到载板12经过后，发出感应信号并反馈，控制单元向电机M11发出传输停止转动指令，同时向闸阀5#发出指令，由气缸驱动对应闸阀门关闭；当下料腔9上的位置检测开关det10.2检测到载板12经过时，向电机M12发出传输减速停止指令，载板12在摩擦力的作用下慢慢停下来，避免载板12过冲撞到闸阀6#（图1中的Gate 6）上。
控制单元检测闸阀6#两侧压力是否平衡，下料腔9充气由低压恢复到常压后，控制单元向闸阀6#发出指令，由气缸驱动对应闸阀门6#开，同时向电机M12、M13发出传输指令，电机M12、M13以设定速度X开启，带动载板12向前传输；当下料台11上的位置检测传感器det11.1检测到载板12经过后，发出感应信号并反馈，控制单元向电机M12发出传输停止转动指令，同时向闸阀6#发出指令，由气缸驱动对应闸阀门关闭；当下料台11上的位置检测开关det11.2检测到载板12经过时，向电机M13发出传输减速停止指令，载板12在摩擦力的作用下慢慢停下来，完成一次工艺过程。
本实施例中，各腔室之间的传输方法综合到一起既可实现载板不等速自动传输控制，同时腔室之间还可以根据工艺需求，灵活组合，实现镀单层Al2O3、单层SixNy、Al2O3+SixNy、Al2O3+SixNy+SixNy等薄膜工艺。
本实施例中，位置检测传感器可以设置在各腔室的上下两侧或者左右两侧，且各腔室两侧分布的位置检测传感器之间的中心距离总是要大于载板的长度，便于速度控制。此外，闸阀门的开关方向均朝工艺腔侧，从而使腔体抽真空时能形成压差，有助于密封。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (8)

1.一种平板式PECVD设备载板自动传输控制装置，其特征在于，包括
载板位置检测组件，安装于平板式PECVD设备的各腔室内，用于实时检测载板的位置；以及
控制单元，与所述载板位置检测组件相连，用于根据载板的位置信号控制载板在各腔室内的运行速度。
2.根据权利要求1所述的平板式PECVD设备载板自动传输控制装置，其特征在于，所述载板位置检测组件包括多个位置检测件，安装于各腔室内。
3.根据权利要求2所述的平板式PECVD设备载板自动传输控制装置，其特征在于，各腔室内均安装有两个位置检测件，安装于腔室的前后两端。
4.一种平板式PECVD设备，包括依次对接的上料台、第一上料腔、第一预热腔、第一工艺腔、第一冷却腔、第二上料腔、第二预热腔、第二工艺腔、第二冷却腔、下料腔和下料台；各腔室均对应有驱动电机；其特征在于，还包括如权利要求1至3中任意一项所述的控制装置，其中控制单元与各驱动电机相连，通过控制驱动电机以实现调整各腔室的传输速度。
5.一种基于权利要求1至3中任意一项所述的平板式PECVD设备载板自动传输控制装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S01、通过载板位置检测组件实时检测载板的位置；
S02、控制单元根据载板的位置信号控制载板在各腔室内的运行速度。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，各腔室内均安装有两个位置检测件，安装于腔室的前后两端；当后端的位置检测件检测到载板时，停止上一腔室的传输或/和关闭上一腔室与当前腔室之间闸阀门；当前端的位置检测件检测到载板时，控制当前腔室逐渐减速直至停止运输。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，当前端的位置检测件检测到载板时，控制当前腔室逐渐减速直至停止运输；在停止运输后，当下一腔室与当前腔室之间压力平衡后，开启下一腔室与当前腔室之间的闸阀门，并同时启动当前腔室和下一腔室的传输。
8.根据权利要求5至7中任意一项所述的控制方法，其特征在于，在步骤S02中，控制单元根据载板的位置信号控制各腔室内的驱动电机以实现控制各腔室的运行速度。
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