一种真空蒸镀用基片温度控制装置

摘要

本发明公开了一种真空蒸镀用基片温度控制装置，包括水冷基板以及开设在水冷基板上的进水口和出水口，还包括辅助降温装置，所述辅助降温装置置于水冷基板与电池基片之间，所述辅助降温装置通过连接管与辅助冷却设备相连，所述降温系统包括密闭设置的气囊和填充在气囊内部的可流动散热介质，所述降温系统与水冷基板的底面和电池基片贴合。在原有水冷降温组件和电池基片之间增加辅助降温装置，辅助降温装置可以同时和水冷降温组件及电池基片形成紧密面接触，提高降温效率，同时，辅助降温装置与蒸镀舱室外的辅助冷却设备相连，在水冷降温加上辅助降温装置达不到降温需求时，通过开启辅助冷却设备，对辅助降温装置进行降温，这种双重制冷的方法可以有效提高降温效率，改善降温效果，避免电池膜层过热受损。

说明书

技术领域

本发明属于真空蒸镀技术领域，具体涉一种真空蒸镀用基片温度控制装置。

背景技术

近年来发现的钙钛矿型太阳能电池由于高转换效率、低成本、环境友善、产品可挠化等优点正在受到越来越广泛的关注。其中，新型钙钛矿性太阳能电池的光电转换效率在短短几年内提升了数倍，表现出非常优异的光电性能，而钙钛矿太阳能电池的制备过程中经常用到PVD(物理气相沉积)技术，其中尤其以真空蒸镀最为常用，蒸镀过程中往往伴随着长时间的高温，钙钛矿电池基板在蒸镀时会由于温度过高而损坏电池功能层，因此，基板的温度控制问题亟待解决。而传统的基片降温技术通常采用刚性的水冷降温组件，由于大面积电池基片置于蒸镀位置时会发生一定程度的弯曲，而刚性的水冷降温组件不能和电池基片的紧密接触，而且最重要的是，高真空环境缺乏传热介质，在无法形成紧密接触的情况下，基片降温效果差。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明的主要目的是提供一种真空蒸镀用基片温度控制装置，其具有改进的降温系统，在原有水冷降温组件和电池基片之间增加辅助降温装置，辅助降温装置可以同时和水冷降温组件及电池基片形成紧密面接触，提高降温效率，同时，辅助降温装置与蒸镀舱室外的辅助冷却设备相连，在水冷降温加上辅助降温装置达不到降温需求时，通过开启辅助冷却设备，对辅助降温装置进行降温，这种双重制冷的方法可以有效提高降温效率，改善降温效果，避免电池膜层过热受损。

为达上述目的，本发明采用的技术方案是：一种真空蒸镀用基片温度控制装置，包括水冷基板以及开设在水冷基板上的进水口和出水口，还包括辅助降温装置，所述辅助降温装置置于水冷基板与电池基片之间，所述辅助降温装置通过连接管与辅助冷却设备相连，所述降温系统包括密闭设置的气囊和填充在气囊内部的可流动散热介质，所述降温系统与水冷基板的底面和电池基片贴合。

进一步的，所述连接管为不锈钢管道，所述辅助降温装置为气囊。

进一步的，所述辅助降温装置内设置有支撑装置，所述支撑装置竖向设置在辅助降温装置中，在使用过程中，所述支撑装置的顶部支撑在水冷板的下表面，所述支撑装置的底部支撑在电池基片的上表面。

进一步的，所述支撑装置为可伸缩立柱。

进一步的，所述支撑装置为弹簧。

进一步的，所述气囊为橡胶气囊。

进一步的，所述支撑装置均匀分布在所述辅助降温装置内，所述支撑装置的两端连接辅助降温装置上下两面。

进一步的，所述辅助降温装置的上表面能够完全贴合水冷基板的底面。

进一步的，所述流动散热介质为散热硅脂，且辅助降温装置内部无任何气体残留。

进一步的，所述辅助降温装置的内部压力大于散热硅脂的饱和蒸汽压。

在使用过程中，本发明通过设置支撑装置，用于支撑并限制气囊上下两面的膨胀和收缩，起到保形的作用，并在此基础上使得气囊更好的贴合水冷基板和自然弯曲状态下的电池基片，同时与水冷基板和电池基片形成有效的面接触，提高降温效率；当降温效果仍不能满足降温需求时，开启辅助冷却设备17，辅助冷却设备17在对散热硅脂进行降温的同时，推动散热硅脂在连接管和气囊中形成循环流动，迅速带走多余热量，进一步提高降温效率，快速将电池基片控制在在理想的温度状态。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果，本发明通过对降温系统进行合理改进，在原有水冷降温组件和电池基片之间增加辅助降温装置，辅助降温装置可以同时和水冷降温组件及电池基片形成紧密面接触，提高降温效率。同时，辅助降温装置与蒸镀舱室外的辅助冷却设备相连，在水冷降温加上辅助降温装置达不到降温需求时，通过开启辅助冷却设备，对辅助降温装置进行降温，这种双重制冷降温的方法可以有效提高降温效率，改善降温效果，避免电池膜层过热受损；充分解决了现有技术中，降温装置只能使冷却基板和待降温组件形成点接触，无法形成大面积的面接触，在缺乏传热介质的高真空环境中，降温效果不理想的问题，本发明在冷却基板和待降温组件之间添加辅助降温的气囊，内部填充散热硅脂，气囊内部有可伸缩立柱，用于保持气囊的基本形状，并使气囊更好贴合水冷基板和自然弯曲状态下的电池基片，形成有效面接触，提高降温效率，改善降温效果。在此基础上增加辅助冷却设备，通过连接管连接气囊，对散热硅脂进行降温，并推动散热硅脂循环流动，在双重可调节的降温系统的作用下，大大提高降温效率，改善降温效果，且使得温度调节窗口增大，适用范围更广泛。

附图说明

图1为改进型降温系统的范例示意图。

图2为辅助降温装置15的范例示意图。

附图中，水冷基板11，进水口12，出水口13，电池基片14，辅助降温装置15，连接管16，辅助冷却设备17，卡槽18，紧固装置19，高强度橡胶气囊151，散热硅脂152，可伸缩立柱153。

水冷基板11下方边缘的卡槽18，紧固装置19。该辅助降温装置15具有高强度橡胶气囊151，及填充其内部的散热硅脂152，与橡胶囊上下两面紧密连接的可伸缩立柱153，高强度橡胶气囊151通过连接管16与辅助冷却设备17连接。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

如图1所示，一种真空蒸镀用基片温度控制装置，包括水冷基板11以及开设在水冷基板11上的进水口12和出水口13，还包括辅助降温装置15，所述辅助降温装置15为气囊，优选的选择橡胶气囊151；所述辅助降温装置15置于水冷基板11与电池基片14之间，所述辅助降温装置15通过连接管16与辅助冷却设备17相连，在本发明的某些优选实施例中，所述连接管16为不锈钢管道；所述降温系统包括密闭设置的气囊和填充在气囊内部的可流动散热介质，所述降温系统与水冷基板11的底面和电池基片14贴合。

如图2所示，气囊内设置有支撑装置153，所述支撑装置竖向设置在气囊中，在使用过程中，所述支撑装置153均匀分布在所述气囊内，所述支撑装置153的两端连接气囊15上下两面，且所述支撑装置153的顶部支撑在水冷板的下表面，所述支撑装置153的底部支撑在电池基片14的上表面。

在本发明的某一实施例中，所述支撑装置153为可伸缩立柱，在本发明的另一实施例中，所述支撑装置153为弹簧。

在本发明的某一优选实施例中，所述气囊15的上表面能够完全贴合水冷基板11的底面。

在本发明的优选实施例中，所述流动散热介质为散热硅脂152，且气囊15内部无任何气体残留，所述气囊15的内部压力大于散热硅脂152的饱和蒸汽压，既保证了散热硅脂152膏状形态的良好传热效果，又避免散热硅脂152的汽化膨胀。。

另外，还需要说明的是，电池基片14置于水冷基板11下方边缘的卡槽18中，卡槽18通过紧固装置19与水冷基板11进行连接，所述紧固装置19为调节螺栓，通过调节螺栓的旋转调节可控制卡槽18在上升或者下降，进而实现卡槽18与水冷基板11之间间距的调节，在电池基片14因自重发生弯曲时，调节紧固装置19缩小卡槽18与水冷基板11之间的间距，使水冷基板11与电池基片14靠近，同时与扁平状的气囊15形成紧密面接触，提高降温效率，避免电池膜层过热受损；如果此时降温效果仍不能满足降温需求时，可以开启辅助冷却设备17，辅助冷却设备17在对散热硅脂152进行降温的同时，推动散热硅脂152在刚性不锈钢管道16和气囊152中形成循环流动，迅速带走多余热量，进一步提高降温效率，使得电池基片14处在理想的温度状态。

本发明实施例中所述的辅助冷却设备17可采用现有的循环冷却水中常用的冷却设备，其使用原理相同，不再进行详细描述。

本发明的优势在于现有的降温装置只能使冷却基板和待降温组件形成点接触，无法形成大面积的面接触，在缺乏传热介质的高真空环境中，降温效果不理想，本发明在冷却基板和待降温组件之间添加辅助降温的气囊，内部填充散热硅脂，气囊内部有可伸缩立柱，用于保持气囊的基本形状，并使气囊更好贴合水冷基板和自然弯曲状态下的电池基片，形成有效面接触，提高降温效率，改善降温效果。且在此基础上增加辅助冷却设备，通过刚性不锈钢管道连接气囊，对散热硅脂进行降温，并推动散热硅脂循环流动，在双重可调节的降温系统的作用下，大大提高降温效率，改善降温效果，且使得温度调节窗口增大，适用范围更广泛。