高效原子沉积层镀膜设备自动上下料系统的制作方法

2021-01-30 22:01:06|

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本实用新型涉及一种自动上下料系统，尤其涉及一种高效原子沉积层镀膜设备自动上下料系统。属于真空镀膜技术领域。

背景技术：

高效晶硅电池是光伏产业的一个重要发展趋势。为最大限度增加晶硅电池的光电转换效率，晶硅电池表面钝化工艺是高效电池制造的必要手段之一。并且随着电池生产技术的进一步提高在不断改进和提高。

原子层沉积(atomiclayerdeposition，ald)技术是一个以表面化学气相反应为基础的薄膜沉积技术。它通过将两种以上的化学气体前驱物分开导入反应腔，使得每一种前驱物在基地表面分别发生充分饱和的表面化学反应，其间对饱和表面反应后的气相反应产物及未反应的气体吹扫干净，因此可以将物质以单原子膜形式镀在基底表面，并对所沉积的薄膜的厚度及均匀度精确控制在原子层厚度范围内。有别于传统的薄膜沉积技术，例如物理气相沉积(physicalvapordeposition,pvd)、化学气相沉积(chemicalvapordeposition)等，ald在非平面复杂结构及三维结构表面可形成高质量、无针孔、保形性薄膜等独特性能。原子层沉积技术作为最先进的薄膜沉积技术之一，已广泛应用于先进的微电子、显示器、mems、感应器、光伏电池等制造业。对于高效晶硅电池,原子层沉积所制薄膜材料，例如三氧化二铝，二氧化硅等可作为场效应钝化膜,通过降低晶硅表面缺陷延长电子和空穴对的结合时间，从而增加少子寿命，达到增加光电转换效率。

由于太阳能电池片进行原子层沉积镀膜钝化需要一定时间，为了提高产能，需要将很多电池片一次性自动的推入腔室，传统的上下料片采用人工或半自动方式，效率很低。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种高效原子沉积层镀膜设备自动上下料系统，以提高生产效率，降低生产成本。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案为：一种高效原子沉积层镀膜设备自动上下料系统，包括机架和腔室，所述腔室设置于机架中间，在所述机架一侧安装有用于上下料镀膜电池片的第一垂直模组，在位于腔室入口处设置有用于将镀膜电池片送入或送出腔室的第二垂直模组；

在所述第二垂直模组两侧的机架上分别设置有第一输送机构和第二输送机构，所述第一输送机构位于第一垂直模组和第二垂直模组之间，同时在所述第一输送机构的输送方向两侧分别设置有起到衔接作用的第一接料机构和第二接料机构，第一接料机构实现花篮在第一垂直模组与第一输送机构之间的接驳，所述第二接料机构实现花篮在第一输送机构与第二垂直模组之间的接驳；

在所述第二输送机构靠近第二垂直模组处的机架上设置有第三接料机构，所述第三接料机构实现花篮在第二输送机构与第二垂直模组之间的接驳；

在所述第二输送机构上设置有冷却系统，经过镀膜以后的电池片进入冷却系统冷却，冷却完毕后由第二输送机构，配合第三接料机构、第二输送机构送入第一输送机构，再由第一输送机构配合第一接料机构送入第一垂直模组，完成上下料。

优选地，所述第一输送机构和第二输送机构为由输送电机控制的传送带结构，均有相同数量的偶数个传送带，通过同步带轮实现同步输送，并且偶数个传送带两两成组，每组传送带用于输送一个盛装电池片的花篮，并且在成组的传送带上分别设置用于限位花篮的挡板。

优选地，所述腔室具有分体式仓门，仓门的底部通过直线导轨与机架配合，并且通过仓门推拉气缸与仓门连接，所述第二垂直模组位于仓门的开合处。

优选地，所述第一接料机构、第二接料机构和第三接料机构为相同的结构，包括固定底板，所述固定底板与机架固定连接，在所述升降板上通过直线导轨配合设置有花篮固定板，在所述花篮固定板上固定设置有花篮托板，盛装电池片的花篮置于花篮托板上，在所述升降板的一侧安装有伺服电机，所述伺服电机的输出端设置有丝杆，所述丝杆与直线导轨平行布置，在所述丝杆上配合设置有移动滑块，所述移动滑块与花篮固定板固定连接。

优选地，在所述固定底板上设置有顶升气缸，所述顶升气缸的输出端与固定底板上方平行设置的升降板连接，在所述升降板的底部四角分别设置有导向杆，所述导向杆向下穿过固定底板后通过固定框架固定。

优选地，在所述腔室中设置有腔室轨道，所述腔室轨道具有多根，其水平布置，轨道呈t字型，两根腔室轨道之间可容纳花篮穿过，并且通过t字型结构与花篮上方的滑轮配合挂住。

优选地，所述第二垂直模组与安装在机架上的横移模组相连，第二垂直模组和横移模组相互垂直布置，横移模组沿腔室的轴向布置，通过横移模组将第二垂直模组上的镀膜电池片送入腔室内部进行镀膜。

优选地，所述冷却系统包括底座支架，所述底座支架将整个冷却系统固定在机架上，在所述底座支架上均匀间隔布置有冷却单元，所述冷却单元位于第二输送机构的传送带上方，相邻两个冷却单元形成花篮输送通道。

优选地，所述冷却单元由并排间隔布置的冷却气支管和冷却水支管组成，所述冷却单元的两端分别设置有前端冷却气竖管和后端冷却水竖管，所述前端冷却气竖管与冷却单元中的冷却气支管连通，所述后端冷却水竖管与冷却单元中的冷却水支管连通，同时在所述冷却气支管的内侧面上开设喷气口，所有的前端冷却气竖管与一根冷却气总管7连通，并且在冷却气总管上连接进气接头，在所述冷却单元的前端侧面设置有前端冷却水竖管，在所述冷却单元中具有一根冷却水出水支管，所有的冷却水出水支管通过一根冷却水出水总管相连通，并且在冷却水出水总管上连接有出水接头，所述冷却单元中除冷却水出水支管外的冷却水支管与前端冷却水竖管相连通，所有前端冷却水竖管与一根冷却水总管相连通，所述冷却水总管上设置有进水接头。

优选地，在所述冷却单元上方设置有花篮轨道，所述花篮轨道与花篮上方的滑轮配合。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型可以有效的将电池片自动传输至镀膜腔室内，镀膜后再自动的将电池片传输至冷却工位，冷却后再自动下料，解决的主要是针对原子沉积层镀膜设备的一次性上下料的问题。

本实用新型通过气冷和水冷结合的冷却方式可以有效的将电池片进行降温，方便后道电池片的处理，且四个花篮同时进行冷却处理比较高效。

附图说明

图1为本实用新型实施例中的结构示意图。

图2为图1的俯视图。

图3为图1的前端侧视图。

图4为本实用新型实施例中输送机构的结构示意图。

图5为本实用新型实施例中接料机构的结构示意图。

图6为本实用新型实施例中腔室内部轨道的结构示意图。

图7为本实用新型实施例中冷却系统的结构示意图。

图8为本实用新型实施例中冷却系统另一视角的结构示意图。

图9为图7的俯视图。

图10为图9中的ff向剖视图。

图11为图9中的gg向剖视图。

图12为图9中的hh向剖视图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1-3所示，本实施例中的一种高效原子沉积层镀膜设备自动上下料系统，包括机架1和腔室2，所述腔室2设置于机架1中间，腔室2的仓门2.1可自动开合。

在所述机架1一侧安装有第一垂直模组3，用于上下料镀膜电池片，在位于腔室2的仓门2.1开合处设置有第二垂直模组4，用于将镀膜电池片送入或送出腔室2。所述第二垂直模组4与安装在机架1上的横移模组5相连，第二垂直模组4和横移模组5相互垂直布置，横移模组5沿腔室2的轴向布置，通过横移模组5将第二垂直模组4上的镀膜电池片送入腔室内部进行镀膜。

在所述第二垂直模组4两侧的机架1上分别设置有第一输送机构6和第二输送机构7，所述第一输送机构6位于第一垂直模组3和第二垂直模组4之间，同时在所述第一输送机构6的输送方向两侧分别设置有起到衔接作用的第一接料机构8和第二接料机构9，第一接料机构8将第一垂直模组3上盛装电池片的花篮接入第一输送机构6或将第一输送机构6上盛装电池片的花篮接入第一垂直模组3。

在所述第二输送机构7靠近第二垂直模组4处的机架上设置有第三接料机构10，所述第二接料机构9实现将第一输送机构6送来的盛装电池片的花篮接入第二垂直模组4或者将第二垂直模组4上盛装电池片的花篮送入第一输送机构6；所述第三接料机构10实现将第二输送机构7送来的盛装电池片的花篮接入第二垂直模组4或者将第二垂直模组4上盛装电池片的花篮送入第二输送机构7。

在所述第二输送机构7上设置有冷却系统11，经过镀膜以后的电池片进入冷却系统冷却，冷却完毕后由第二输送机构7，配合第三接料机构10、第二输送机构7送入第一输送机构6，再由第一输送机构6配合第一接料机构8送入第一垂直模组3，完成镀膜。

如图4所示，所述第一输送机构6和第二输送机构7为由输送电机控制的传送带结构，在本实施例中第一输送机构6和第二输送机构7均有相同数量的偶数个传送带，通过同步带轮实现同步输送，并且偶数个传送带两两成组，每组传送带(即两条传送带)用于输送一个盛装电池片的花篮，并且在成组的传送带上分别设置用于限位花篮的挡板，防止花篮跑偏，使其始终延直线输送。

如图5所示，所述第一接料机构8、第二接料机构9和第三接料机构10为相同的结构，包括固定底板101，所述固定底板101与机架1固定连接，在所述固定底板101上设置有顶升气缸102，所述顶升气缸102的输出端与固定底板101上方平行设置的升降板103连接，为了确保升降板103的升降平衡，在所述升降板103的底部四角分别设置有导向杆104，所述导向杆104向下穿过固定底板101后通过固定框架105固定，在所述升降板103上通过直线导轨106配合设置有花篮固定板107，所述直线导轨106的运动方向与第一输送机构6和第二输送机构7一致，在所述花篮固定板107上固定设置有花篮托板108，盛装电池片的花篮置于花篮托板108上，在所述升降板103的一侧安装有伺服电机109，所述伺服电机109的输出端设置有丝杆110，所述丝杆110与直线导轨平行布置，在所述丝杆110上配合设置有移动滑块111，所述移动滑块111与花篮固定板107固定连接，在伺服电机的作用下，实现花篮固定板107上的花篮托板108运动，从而实现花篮在垂直模组与输送机构之间的接驳，所述顶升气缸102带动升降板103运动，从而调节花篮的高度，使得花篮能够在伺服电机的作用下准确送入指定位置。

为了实现腔室2的仓门2.1自动开合，将所述仓门2.1的底部通过直线导轨与机架1配合，并且通过仓门推拉气缸12与仓门2.1连接，在仓门推拉气缸12的作用下，配合直线导轨实现仓门的准确开合。

如图6所示，在所述第一垂直模组3和第二垂直模组4上分别设置有模组托板201，在所述模组托板201上间隔设置有限位分隔条，通过限位分隔条将花篮分隔开来并且限位固定，防止花篮掉落。其中第二垂直模组4的作用是将花篮送入腔室完成镀膜，并且将镀膜后的花篮移出腔室，为了使花篮在送入腔室时处于固定的位置，在所述腔室2中设置有腔室轨道2.2，所述腔室轨道2.2具有多根，其水平布置，轨道呈t字型，两根腔室轨道2.2之间可容纳花篮穿过，并且通过t字型结构与花篮上方的滑轮配合挂住，当第二垂直模组4将花篮送入腔室2，并且花篮已挂于腔室轨道2.2后，在横移模组5的作用下带动第二垂直模组4沿腔室轴向运动，使得挂在腔室轨道2.2上的花篮向腔室内部运动一段距离，然后横移模组5反向运动，使花篮脱离模组托板，直到模组托板运动到腔室、仓门开合处，第二垂直模组带动模组托板向上运动直至仓门可关闭状态，等到电池片镀膜结束后，第二垂直模组配合横移模组将镀膜后的花篮移出腔室，如此往复进行。

如图7-12所示，完成镀膜后的电池片温度较高，需要进入第二输送机构7处的冷却系统11进行冷却降温，所述冷却系统11包括底座支架301，所述底座支架301将整个冷却系统固定在机架1上，在所述底座支架301上均匀间隔布置有冷却单元302，所述冷却单元302位于第二输送机构7的传送带上方，相邻两个冷却单元302形成花篮输送通道，所述冷却单元302由并排间隔布置的冷却气支管303和冷却水支管304组成，所述冷却单元302的两端分别设置有前端冷却气竖管305和后端冷却水竖管306，所述前端冷却气竖管305与冷却单元302中的冷却气支管303连通，所述后端冷却水竖管306与冷却单元302中的冷却水支管304连通，同时在所述冷却气支管303的内侧面上开设喷气口，喷气口对准花篮内的电池片进行喷气冷却，所有的前端冷却气竖管305与一根冷却气总管307连通，并且在冷却气总管307上连接进气接头，在所述冷却单元302的前端侧面设置有前端冷却水竖管308，在所述冷却单元302中具有一根冷却水出水支管309，在本实施例中所述冷却水出水支管309位于冷却单元302底部，因为底部位置对于电池片的冷却影响最小，所有的冷却水出水支管309通过一根冷却水出水总管310相连通，并且在冷却水出水总管310上连接有出水接头，所述冷却单元302中除冷却水出水支管309外的冷却水支管304与前端冷却水竖管308相连通，所有前端冷却水竖管308与一根冷却水总管311相连通，所述冷却水总管311上设置有进水接头。为了方便花篮在运动稳定，在所述冷却单元302上方设置有花篮轨道312，所述花篮轨道312与花篮上方的滑轮配合。

除上述实施例外，本实用新型还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本实用新型权利要求的保护范围之内。

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