基于管式PECVD設備石墨舟傳送帶粘鏈裝置的設計及應用

趙彩霞， 張云鵬， 張 波， 楊飛飛

(山西潞安太陽能科技有限責任公司，山西 長治 046000)

引 言

光伏太陽能PECVD即等離子增強型化學氣相沉積，是制備晶體硅太陽能電池的重要步驟之一。它用于在硅片表面沉積一層氮化硅減反射膜，其工作原理是通過脈沖射頻激發受熱的稀薄氣體進行輝光放電形成等離子體，利用輝光放電使樣品升溫到450°的高溫，然后通入適量的反應氣體SiH4和NH3，氣體經一系列化學反應和離子體反應，在太陽能電池片表面沉積一層深藍色的減反射膜——氮化硅膜，以減少太陽光的反射，從而提高硅片的光電轉化效率[1-2]。

光伏太陽能PECVD設備是通過石墨舟做為載體進行工藝的，石墨舟從裝片處裝片完成進入爐管位置是通過石墨舟傳送帶來實現的。并且在車間生產過程中，經常有剛從爐管工藝完后的石墨舟內的碎硅片掉落到傳送帶上。如果掉落到傳送帶上的碎硅片溫度比較高，會將傳送帶燙壞。之前，每次發生故障時，用手工的方法進行粘結，維修時間過長，使用的周期短，會浪費大量的傳送帶，嚴重影響車間成本控制。并且由于傳送帶連接處粘不牢發生石墨舟撞擊的事故，存在安全隱患。盡可能的縮短維修時間，延長傳送帶的使用壽命，保證車間的安全生產迫在眉睫。本文主要探討了對石墨舟傳送帶粘鏈裝置的設計研究及應用。

1 石墨舟傳送帶粘鏈裝置的設計

在石墨舟傳送帶燙傷斷裂后，手工的方法進行粘結，維修時間過長，使用的周期很短，傳送帶不帶彈性并且是條狀傳送帶，傳送帶粘鏈非常的困難。如果在傳送帶進行緊固的情況下，進行粘鏈，可以更加牢靠。因此，設計了一套傳送帶粘鏈裝置，見第141頁圖1。此裝置包括9個部分：1：框架臺；2：固定塊；3：滑動塊；4：滑動底塊；5：滑動軌；6：引力夾；7：粘鏈臺；8：粘鏈槽；9：支架。

圖1 粘鏈裝置三維示意圖

框架臺是用來支持整個裝置的，它是整個裝置的結構和輪廓，其他部件都是安裝在框架臺上。它保證整個裝置能有機的集合到一起和確保裝置起到粘鏈的作用；固定塊有2個，分布在框架的左右兩測，它直接固定到框架臺上。主要作用是給引力夾一個支點，保證引力夾在緊固傳送帶時有一個支撐的作用力點。同時在固定塊的底部要有一個凹面，要保證傳送帶能從固定塊底部的凹面穿過去，這樣整個傳送帶才能保證是一個整體；滑動塊有2個，與引力夾連接，在滑動底塊的上部并且相互連接。主要作用是在引力夾的作用下，使固定的傳送帶產生位移，使傳送帶拉升重疊?；瑒訅K底部不需要凹面，它是與滑動底塊相互連接，保證沒用縫隙的情況下，將傳送帶夾緊并在滑動軌上進行位置移動；滑動底塊有2個，位于滑動軌的下方，與滑動塊的下部相互連接?；瑒拥讐K和滑動塊用螺栓連接，構成了整個滑動裝置。將傳送帶放置與他們中間，然后螺栓緊固，保證傳送帶能固定到整個框架臺上；滑動軌有2條，位于滑動塊與滑動底塊的中間位置，主要起到滑動塊在上面能滑動的作用；引力夾有2個，在整體框架臺的左右兩測，它與固定塊和滑動塊相互連接。引力夾主要作用是拉動傳送帶向內移動，從而將傳送帶拉緊，保證傳送帶兩端有重疊的部分。它和固定塊和滑動塊是整個裝置的核心部分；粘鏈臺在框架臺的中間部位，為傳送帶的粘鏈提供平臺；粘鏈槽是在粘鏈臺的內部專門制作的槽體，寬度為22 mm。傳送帶粘鏈時，將傳送帶嵌入到槽體內部，保證傳送帶能更好的粘鏈。支架在框架臺的底部，用螺栓通過支架可將石墨舟與整個傳送帶粘鏈裝置固定到一起，保證整個裝置固定牢靠。粘鏈裝置正視圖如圖2所示，俯視圖如圖3所示，側視圖如圖4所示。

圖2 粘鏈裝置正視圖

圖4 粘鏈裝置側視圖

2 石墨舟傳送帶粘鏈裝置的應用

首先將滑動塊和滑動底塊分別移到兩端，然后測量傳送帶長度，將傳送帶固定在齒輪上，開口傳送帶的兩端分別穿入固定塊的底部，再穿過滑動塊和滑動底塊的中間，傳送帶兩端基本能連接上，將固定塊和滑動塊螺栓分別鎖緊。傳送帶被緊固在裝置上。用扳手擰引力夾的螺栓，兩端的傳送帶就可以疊加到一起，然后加熱粘鏈，最后對傳送帶進行打磨，成為連接好的傳送帶，如圖5所示。

圖5 連接好的傳送帶

對設計前和設計使用后粘結傳送帶的壽命進行了對比。如圖6所示：

圖6 對設計前和設計使用后粘結傳送帶壽命的對比

從圖6來看，設計前PECVD1#機臺到PECVD 12#機臺傳送帶的平均壽命大約為90 d，設計使用后傳送帶的平均壽命約為355 d。設計后較設計前的使用壽命延長了很多，延長了約265 d。較之前的手工方法，效果更好。

3 結語

PECVD設備石墨舟傳送帶粘鏈裝置設計并應用后，解決了石墨舟傳送帶斷裂的問題。一是縮短了維修時間，提高了傳送帶的使用壽命，節約了成本。二是解決傳送帶粘不牢的問題，減少了故障的次數，保證了車間正常生產。三是不會發生因傳送帶斷裂而發生的石墨舟撞擊的事故，保證了車間的安全生產。因此，此方法可解決傳送帶粘不牢的問題，可極大提高了傳送帶的使用壽命，提高工作效率，節約生產成本，增加了生產的安全系數，應用前景較為廣闊。無論從實用角度、安全角度和經濟角度，都具有重要的意義。