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貝加萊光伏行業解決方案——PCC應用于晶硅電池擴散爐控制技術

   2012-10-08 27760
核心提示:1.擴散爐作用擴散爐主要用于對晶硅表面行程PN結,由于太陽能電池的基本原理在于行程PN結,處于激發狀態的光子的能量將使得PN結中的電
 1.擴散爐作用
擴散爐主要用于對晶硅表面行程PN結,由于太陽能電池的基本原理在于行程PN結,處于激發狀態的光子的能量將使得PN結中的電子產生空穴的移動,這樣即形成了電流,因此,擴散是晶硅太陽能電池片中的關鍵一環,其生產過程的化學反應過程由以下的反應構成:
擴散爐提供此反應的設備,提供反應所需的溫度、壓力條件及物料裝載與卸載的傳動機構。
2.擴散爐機柜構成
擴散爐由裝載系統、擴散爐體、起源柜、電源柜與控制系統構成。
2.1裝載系統
由槳、槳托、傳動系統、手動上料臺、提升裝置、晶硅片儲存盒、真空吸筆裝置、冷卻箱、過濾箱構成,槳由升降電機和聯動裝置構成進行提升,可采用皮帶傳動方式。
2.2起源柜
由酸排、熱排系統構成,對于其中的廢酸進行排放,并且也對熱量進行排放以便確保門打開后的吸收,這個單元也包括了冷卻水系統、尾氣瓶排放區、氣體控制區(氮氣、氧氣和CDA)、Bubbler放置區。
 
2.3電氣控制系統
由IPC、分布式I/O、熱電偶、可控硅加熱器等構成,提供對整個生產過程的實時工藝參數控制及監控過程確保生產質量與安全。
2.4電源柜
則是提供加熱可控硅所需的開關電源等。
3.擴散爐功能要求
3.1配方管理器
這個單元是對整個配方的管理,創建和更改配方
提供系統擴散工藝的不同晶硅的工藝配方,包括以下參數
3.1.1工藝時間
3.1.2溫度由級聯溫度控制單元進行控制
爐體內部超溫報警熱電偶、工藝溫度檢測熱電偶
爐體外層由多個可控硅加熱單元構成,對爐內進行加熱,確保爐溫。
冷卻系統的進出水溫度檢測。
3.1.3壓力
3.1.4氣流
3.1.5裝載機的控制與通信
3.2狀態實時監控
監視啟動、停止、工藝參數(溫度、壓力、氣流)等狀態
3.3爐門控制系統
由于通往爐內的氣體為有毒有害氣體,必須確保氣體,這包括對爐門控制的步進電機驅動,以及酸排、排風、吸氣等執行動作。
4.        控制系統構成
貝加萊為某知名擴散爐制造商提供了完整的控制系統,其系統結構和配置圖如下:
4.1分布式控制系統
系統由多個PLC構成,分別控制多個不同的爐體內的溫度、氣流、壓力等,并且有單獨的門控制系統。
4.2安全系統
由于擴散生產存在對人體有害的氣體,對于爐門的控制采用了安全系統,當發現有氣體泄露時安全系統確保系統不會對操作人員產生傷害。
4.3爐門的傳動控制
由IP67等級的分布式I/O構成,可以任意安裝來控制爐門的開關,并且也可以用于控制槳托的提升,IP67的步進控制非常靈活。
4.4集中的數據顯示
由一個Panel PC構成,安裝Windows XP的系統可以實現系統配方的良好管理,通過Ethernet POWERLINK與多CPU進行通信。
5.        系統特點
貝加萊控制系統具有復雜算法設計能力,特別適合于多段溫區的溫度控制場合,包括流量、壓力控制,Automation Studio提供良好的軟件功能塊:
●         趨勢圖顯示組件,可以快速的組態系統,實現溫度、壓力的變化趨勢;
●         狀態監控,可以組態整個擴散爐流程,對其中各個控制點和監測點進行可視化的顯示;
●         安全系統集成達到SIL 3等級,滿足IEC61508標準設計;
 
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