用于线性地传送的衬底的可变的加热或冷却的动态系统技术方案

本发明专利技术涉及用于线性地传送的衬底的可变的加热或冷却的动态系统。提供一种系统(100)，用于对沿传送方向在第一衬底的后缘(112)和后面的衬底的前缘(110)之间具有空隙(114)的分立的线性地传送的衬底(108)进行加热或冷却。该系统包括室(102)和在室内可操作地构造成使衬底以一定传送速率穿过的传送器(132)。诸如加热或冷却单元的多个受单独控制的温度控制单元(116)沿着传送方向线性地设置在室内。控制器(118)与温度控制单元通讯，并且构造成根据在室内传送的衬底相对于温度控制单元的空间位置而使温度控制单元的输出从稳态温度输出循环，以便减小衬底穿过室所导致的在衬底中的温度差异。

【技术实现步骤摘要】

本主题大体涉及用于加热传送通过其中的构件的系统，并且更具体而言，涉及用于加热诸如在光生伏打(PV)模块的生产中的玻璃衬底的线性地传送的衬底的系统。
技术介绍
多种制造过程需要对被传送通过室的构件进行受控的加热或冷却，目的在于沿着构件实现均匀的温度轮廓。这种过程的一个实例是生产薄膜光生伏打(PV)模块(“面板”)，其中，在使光反应材料的薄膜层淀积到衬底的表面上之前，単独的玻璃衬底被线性地传送通过预热级。在淀积过程之前获得对衬底的均匀加热是重要的。不均匀的加热会导致处理问题，例如衬底的弯曲、膜层淀积不均匀、膜性能属性不一致等，它们全部都会不利地影响PV模块的整体性能。 分立的衬底持续地线性地流过稳态加热或冷却室易于在构件中产生温度不均匀性。这样的不均匀性可为多种因素的组合的结果，这包括存在于构件之间的空隙或空间、使构件移动经过固定的加热或冷却元件，以及构件的传送速率不均匀。关于构件之间的空隙，因为与构件的内部或中心区域相比，构件的边缘具有更大的表面积，所以边缘区域具有减小的热质量，并且在边缘区域被传送经过稳态加热或冷却元件时，边缘区域将更快速地加热或冷却。传统的稳态加热或冷却室无法充分地补偿这些边缘引起的温度不规则性。沿着衬底温度差异的另ー个潜在原因在于在某些系统中，衬底被快速地传送到加热室中，使得在开始加热衬底的前缘和后缘时，在前缘和后缘之间产生可以忽略的时差。之后，衬底被以较恒定的速度传送通过室。这会在衬底线性地移动出加热区时沿着衬底的长度导致有増大的温度梯度，因为后缘部分比前缘部分停留在加热区中更长时间。因此，在エ业中正存在对用于均匀地加热或冷却分立的线性地传送的构件(尤其是在PV模块的生产期间被传送通过加热或冷却室的玻璃衬底)的改进的系统和方法的需要。
技术实现思路
将在以下描述中部分地阐述本专利技术的各方面和优点，或者根据描述，本专利技术的各方面和优点可为显而易见的，或者可通过实践本专利技术来学习本专利技术的各方面和优点。根据本专利技术的一个实施例，提供了一种用于具有前缘和后缘的分立的线性地传送的衬底的可变的加热或冷却的系统。该系统对由于传送通过稳态温度室而将在衬底中以别的方式引起的温度差异进行补偿。该系统包括室，以及在室内的、用以使衬底以一定传送速率穿过室的传送器，该传送速率可为恒定速率。多个受单独控制的温度控制单元沿着传送方向设置在室内。温度控制单元可为加热单元或冷却単元。控制器与温度控制单元通讯，并且构造成根据在室内被传送的衬底相对于相应的温度控制单元的空间位置而使温度控制单元中的一个或多个的输出从稳态温度输出循环(即减小/增大或者增大/减小)。照这样，由于衬底穿过室中的恒定温度而将在衬底中以别的方式导致的温度差异被减小。因而，应当理解，在衬底被传送通过室时，它们未被以恒定的稳态温度加热。在系统的ー个特定的实施例中，室包括光生伏打(PV)模块生产线中的多个对准的处理模块，各个模块具有至少ー个温度控制单元。例如，处理模块可在PV生产线中限定预热处理区段，并且具有与控制器通讯的可控的加热器单元，借此，在衬底穿过处理模块时，根据衬底的空间位置而使加热器单元的热输出循环。在ー个特定的实施例中，缓冲模块在预热处理区段之前，并且传送器构造成以快速的传送速率快速地将衬底从缓冲模块传送到处理模块中的第一个中，其中，随后以降低的恒定传送速率将衬底传送通过其余的下游模块。控制器构造成根据衬底相对于模块的空间位置而使处理模块中的至少ー个的输出循环，以对由于以降低的恒定传送速率将衬底传送出第一处理模块而将以别的方式引起的温度梯度进行补偿。多个线性地间隔开的边缘检测器可在室中设置在第一处理模块的下游，并且与控制器通讯，以提供指示衬底相对于被循环的处理模块的实际空间位置的信号。关于这个实施例，控制器可构造成在检测到衬底的前缘到达边缘检测器中的第一个之后减小被循环的处理模块的输出，以及在前缘到达下游边缘检测器之后增大模块的输出。 在一个备选实施例中，控制器可构造成根据衬底相对于模块的计算空间位置而使被循环的处理模块的输出循环。这个计算可以衬底的传送速率(预先限定的或測量到的)和已知长度为基础。 本专利技术还包括用于加热或冷却室中的分立的线性地传送的衬底以减小衬底中的温度差异的多种方法实施例。该方法包括以一定传送速率线性地将衬底传送通过室，该室具有沿着传送方向设置在其中的多个温度控制单元。根据室内的衬底相对于相应的温度控制単元的实际空间位置或计算空间位置而使温度控制单元的输出从稳态温度循环，以便减小由于衬底穿过稳态温度室而将在衬底中以别的方式导致的温度差异。在某些实施例中，通过在衬底被传送通过室时相对于温度控制单元而检测衬底的前缘和后缘来控制温度控制単元的输出。在其它实施例中，通过例如基于衬底的传送速率和预先限定的长度计算衬底的前缘和后缘相对于温度控制单元的空间位置来控制温度控制单元的输出。在其中衬底最初被以快速的传送速率传送到室中且之后被以恒定传送速率传送通过室的系统中，该方法可包括根据衬底相对于单元的空间位置而使温度控制单元中的至少ー个的输出循环，以对由于衬底在最初被快速地传送到室中之后被以恒定的传送速率传送而将以别的方式引起的潜在的温度梯度进行补偿。该方法可包括在邻近的衬底的前缘和后缘之间有空隙的情况下将衬底传送通过室，以及根据室内的衬底的前缘和后缘的实际空间位置或计算空间位置而按顺序使温度控制単元的输出循环，以减小由于衬底穿过稳态温度室而将以别的方式导致的边缘引起的温度差异。该方法可用于控制光生伏打(PV)模块生产线中的真空室，其中，温度控制单元是设置在真空室的预热区段中的受单独控制的加热器单元，或者设置在室的冷却区段中的冷却单元。上面所论述的系统组件的实施例的变型和改良在本专利技术的范围和精神内，并且可在本文中对它们进行进一歩的描述。參照以下描述和所附权利要求，将更好地理解本专利技术的这些和其它特征、方面与优点。附图说明在说明书中阐述了本专利技术的完整和能够实施的公开，包括其最佳模式，说明书參照了附图，其中图I是根据本专利技术的各方面的系统的ー个实施例的侧视平面图；图2是示出了衬底前进通过系统的图I的实施例的侧视平面图；图3是根据本专利技术的各方面的系统的另一个实施例的侧视平面图； 图4是根据本专利技术的各方面的系统的又ー个不同的实施例的侧视平面图；图5是传统的PID控制器的框图；图6是修改成具有用以考虑衬底在温度处理室内的相对空间位置的经空域调制的功能的PID控制环路的框图和相关联的图例；图7是结合了本专利技术的各方面的光生伏打(PV)制造系统的侧视平面图；以及，图8是图7的系统的透视图。部件列表10气相淀积系统14 衬底16真空室18预热区段20预热模块21加热器单元22气相淀积模块24气相淀积设备26冷却区段28冷却模块29冷却单元30后热区段32后热模块34真空锁定台36加载模块38缓冲模块40出口真空锁定台42出口缓冲模块44出口锁定模块46加载传送器48进料系统52控制器54系统控制器56真空泵58真空泵60真空泵62 阀65传送器66传送器68传感器100 系统 102 室104 入口106 出 ロ108 衬底110 前缘112 后缘114 空隙116温度控制单元118控制器120加热器单元122加热器元件124初始边缘检测器125边缘本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2011.03.24 US 13/0706731.一种用于分立的线性地传送的衬底(108)的可变的加热或冷却的系统(100)，其补偿所述衬底中的温度差异，所述系统包括 室(102)； 在所述室内的传送器(132)，其用以使所述衬底以一定传送速率穿过所述室，所述衬底相对于通过所述室的传送方向具有前缘(110)和后缘(112)； 沿着所述传送方向设置在所述室内的多个受单独控制的温度控制单元(116);以及， 与所述温度控制单元通讯的控制器(118)，所述控制器构造成根据在所述室内传送的所述衬底相对于所述温度控制单元的空间位置而使所述温度控制单元的输出从稳态温度输出循环，以便减小所述衬底穿过所述室所导致的在所述衬底中的温度差异。2.根据权利要求I所述的系统(100)，其特征在于，所述室(102)包括在所述衬底线性地传送通过其中的光生伏打(PV)模块生产线(10)中的多个对准的处理模块(20，28)，各个所述模块包括至少ー个所述温度控制单元(116)。3.根据权利要求2所述的系统(100)，其特征在于，所述处理模块(20)限定预热处理区段(18)，并且包括与所述控制器(118)通讯的可控的加热器单元(120)，借此，在所述衬底穿过所述处理模块时，根据所述衬底的空间位置来使所述加热器単元的热输出循环。4.根据权利要求3所述的系统(100)，其特征在于，所述系统(100)进ー步包括在所述预热处理区段(18)之前的缓冲模块(38)，所述传送器(132)构造成以快速的传送速率将所述衬底(108)从所述缓冲模块快速地传送到所述处理模块(20)中的第一个中，其中，所述衬底随后被以降低的恒定传送速率传送，所述控制器(118)构造成根据所述衬底相对于所述处理模块的空间位置而使所述处理模块中的至少ー个的输出循环，以对以所述降低的恒定传送速率将所述衬底传送出所述第一处理模块进行补偿。5.根据权利要求4所述的系统(100)，其特征在于，所述系统(100)进ー步包括在所述室(102)中设置在所述第一处理模块(20)下游的多个线性地间隔开的边缘检测器(124-127)，所述边缘检测器与所述控制器(118)通讯，以提供指示所述衬底(108)相对于所述被循环的处理模块的实际空间位置的信号，所述控制器构造成在检测到所述衬底的前缘(110)到达所述边缘检测器中的第一个之后减小所述被循环的处理模块的输出，以及在所述前缘到达下游的边缘检测器之后增大所述被循环的处理模块的输出。6.根据权利要求4所述的系统(100)，其特征在于，所述控制器(118)构造成根据所述衬底(108)相对于所述被循环的处理模块(20)的计算空间位置而使所述处理模块(20)的输出循环。7.一种用于使薄膜层气相淀积在光生伏打(PV)模块衬底(14)上的系统(10),包括 真空室(16)，所述真空室进ー步包括气相淀积设备(24)，所述气相淀积设备(24)构造成使升华的源材料的薄膜淀积到传送通过其中的衬底的上表面上； 传送器系统(66)，其可操作地设置在所述真空室内，并且构造成以一定传送速率以串联布置将所述衬底传送通过所述真空室； 沿所述衬底的传送方向在所述真空室内设置在所述气相淀积设备的上游的预热区段(18)，所述预热区段包括 沿着所述传送方向线性地设置在所述真空室内的多个受单独控制的加热器单元(21)；以及，与所述加热器単元中的各个通讯的控制器(52)； 在所述真空室之前的缓冲台(38)，所述缓冲台进ー步包括构造成以大于所述真空室中的传送速率的快速的传送速率将所述衬底传送到所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·M·佩普勒，J·J·琼斯，S·T·霍罗兰，
申请(专利权)人：初星太阳能公司，
类型：发明
国别省市：