抽真空装置、镀膜设备及电池生产系统的制作方法

1.本发明涉及电池生产技术领域，尤其涉及一种抽真空装置、镀膜设备及电池生产系统。


背景技术：

2.太阳能电池是一种利用太阳光直接发电的半导体器件，在太阳能电池的生产过程中，一般利用管式pecvd沉积设备或者管式hwcvd沉积设备等气相沉积设备在硅片上沉积薄膜。在气相沉积设备工作过程中，气相沉积设备的工作腔室呈真空状态。故在气相沉积开始之前，需要对工作腔室进行抽真空处理。在对工作腔室进行抽真空时，需要控制抽真空的速度，避免因工作腔室的真空度变化太快导致的工作腔室的内部产生应力集中而破裂的问题。
3.为保证气相沉积设备的工作腔室的使用寿命，并且降低完成抽真空处理所需要的时间，提高生产效率，现有技术中一般对气相沉积设备同时配置主抽真空系统和辅助抽真空系统，在抽真空时，先利用辅助抽真空系统进行慢抽至工作腔室内达到一定的真空度，然后再利用主抽真空系统进行快抽，直至达到工艺要求的真空度。
4.但现有技术中的辅助抽真空系统包括真空罐、真空管道、泵以及阀门等零部件，结构复杂，利用泵对真空罐进行抽真空，至真空罐内的真空度达到一定值时，再利用真空罐对工作腔室进行抽真空处理，操作复杂，且无法调节辅助抽真空系统的抽真空速度，对于不同容积的工作腔室进行抽真空时，无法将慢抽阶段的时间控制在工艺要求范围内。
5.因此，如何解决现有技术中无法调节慢抽阶段的抽真空速度的问题，成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。


技术实现要素：

6.本发明提供一种抽真空装置、镀膜设备及电池生产系统，用以解决现有技术中无法调节慢抽阶段的抽真空速度的缺陷。
7.本发明提供一种抽真空装置，包括：
8.真空泵；
9.主抽管路，第一端与所述真空泵相连接，第二端能够与气相沉积设备的工作腔室相连接，所述主抽管路上设置有用于控制所述主抽管路的通断状态的第一控制阀；
10.辅抽管路，两端均与所述主抽管路相连接，且所述辅抽管路的两端分别位于所述第一控制阀的两侧，所述辅抽管路包括第二控制阀和至少两条并联设置的支管路，任意两条所述支管路的内直径相异，且各条所述支管路的内直径均小于所述主抽管路的内直径，所述第二控制阀设置为能够可选择地控制至少一条所述支管路与所述主抽管路相连通。
11.根据本发明提供的一种抽真空装置，各条所述支管路的流通截面积之和小于所述主抽管路的流通截面积；
12.和/或，各条所述支管路中，内直径最大的所述支管路的内直径小于或者等于50毫
米。
13.根据本发明提供的一种抽真空装置，还包括第一接头和第二接头，所述第一接头设置于所述第一控制阀的进口侧，所述第二接头设置于所述第一控制阀的出口侧；
14.各条所述支管路中，内直径最小的所述支管路为第一支管路，其余所述支管路为第二支管路；
15.所述第一接头和所述第二接头均具有第一接口、第二接口和第三接口，所述第一接口与所述主抽管路相连接，所述第一支管路的两端分别连接于所述第一接头的所述第二接口和所述第二接头的所述第二接口，所述第三接口与所述第二支管路一一对应，所述第二支管路的两端分别连接于所述第一接头的所述第三接口和所述第二接头的所述第三接口。
16.根据本发明提供的一种抽真空装置，各条所述支管路中，内直径最小的所述支管路为第一支管路，其余所述支管路为第二支管路；
17.所述第一接头和所述第二接头均包括接头本体，所述接头本体包括：
18.主通管，第一端形成有所述第一接口，所述主通管的第二端形成有所述第二接口；
19.分支管，与所述第二支管路一一对应，所述分支管的第一端与所述主通管相连接，所述分支管的第二端形成有所述第三接口。
20.根据本发明提供的一种抽真空装置，所述主通管为等径管，所述主通管的内直径与所述第一支管路的内直径相等；
21.所述分支管为变径管，所述分支管包括第一等径段、变径段和第二等径段，所述第一等径段与所述主通管相连接，所述第二等径段与所述第二支管路相连接，所述第一等径段的内直径小于所述第二等径段的内直径，所述变径段位于所述第一等径段与所述第二等径段之间，且所述变径段的两端分别与所述第一等径段和所述第二等径段平滑连接。
22.根据本发明提供的一种抽真空装置，所述第二控制阀包括：
23.第一阀门，设置于所述第一接头的所述第一接口与所述主抽管路之间，所述第一阀门设置为能够控制所述第一接口与所述主抽管路之间的通断状态；
24.第二阀门，与所述第一接头的所述分支管一一对应，所述第二阀门设置于所述第一接头的所述分支管与所述第二支管路之间，所述第二阀门设置为能够控制所述第一接头的所述分支管与所述第二支管路之间的通断状态。
25.根据本发明提供的一种抽真空装置，所述主抽管路的第二端设置有能够发生弯曲变形的柔性管道。
26.根据本发明提供的一种抽真空装置，还包括：
27.过滤装置，设置于所述主抽管路，所述过滤装置设置为能够对气体进行过滤。
28.本发明还提供一种镀膜设备，包括气相沉积设备和用于对所述气相沉积设备的工作腔室进行抽真空处理的抽真空装置，所述抽真空装置为上述的抽真空装置。
29.本发明还提供一种电池生产系统，包括上述的镀膜设备。
30.本发明提供的抽真空装置，包括真空泵、主抽管路和辅抽管路，主抽管路的第一端与真空泵相连接，第二端与气相沉积设备的工作腔室相连接，在主抽管路上设置有第一控制阀，通过第一控制阀可以控制主抽管路的通断状态。通过第一控制阀控制主抽管路处于连通状态时，利用真空泵可以通过主抽管路对气相沉积设备的工作腔室进行抽真空处理。
辅抽管路的两端均与主抽管路相连接，且辅抽管路的两端分别位于第一控制阀的两侧。辅抽管路包括第二控制阀和支管路，支管路设置有至少两条，且各条支管路相并联设置，第二控制阀用于可选择地控制至少一条支管路与主抽管路相连通。通过第一控制阀控制主抽管路处于截止状态，且通过第二控制阀控制至少一条支管路与主抽管路相连通，利用真空泵可以通过辅抽管路对气相沉积设备的工作腔室进行抽真空处理。上述各条支管路的内直径均小于主抽管路的内直径，利用辅抽管路进行抽真空处理的速度低于利用主抽管路进行抽真空处理的速度，主抽管路适用于快抽阶段，辅抽管路适用于慢抽阶段。上述各个支管路中，任意两个支管路的内直径相异，利用不同的支管路进行抽真空时具有不同的抽真空速度。利用本发明提供的抽真空装置对不同容积的工作腔室抽真空时，可以根据工作腔室的容积大小以及对慢抽阶段的工艺时间的要求，通过第二控制阀切换与主抽管路相连通的支管路即可调整抽真空速度，解决了现有技术中无法调节慢抽阶段的抽真空速度的问题。
31.进一步，在本发明提供的镀膜设备中，由于具备如上所述的抽真空装置，因此同样具备如上所述的各种优势。
32.进一步，在本发明提供的电池生产系统中，由于具备如上所述的镀膜设备，因此同样具备如上所述的各种优势。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
34.图1是本发明提供的抽真空装置的结构示意图一；
35.图2是图1中i的放大图；
36.图3是本发明提供的抽真空装置的结构示意图二；
37.图4是图3中x的放大图；
38.图5是本发明提供的第一接头的结构示意图。
39.附图标记：
40.1、真空泵；2、主抽管路；3、第一接头；4、第二接头；5、第一接口；6、第二接口；7、第一支管路；8、第二支管路；9、主通管；10、分支管；11、第一阀门；12、第二阀门；13、柔性管道；14、过滤装置；15、蝶阀；16、真空挡板阀；17、第三接口。
具体实施方式
41.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.下面结合图1至图5描述本发明的抽真空装置。
43.如图1至图5所示，本发明实施例提供的抽真空装置，包括真空泵1、主抽管路2和辅抽管路。
44.具体来说，主抽管路2的第一端与真空泵1相连接，第二端与气相沉积设备的工作腔室相连接。在主抽管路2上设置有第一控制阀，通过第一控制阀可以控制主抽管路2的通断状态。通过第一控制阀控制主抽管路2处于连通状态时，利用真空泵1可以通过主抽管路2对气相沉积设备的工作腔室进行抽真空处理。
45.具体地，第一控制阀包括蝶阀15和真空挡板阀16，通过真空挡板阀16可以控制主抽管路2的通断状态，通过蝶阀15可以在快抽阶段调节抽真空速度。
46.辅抽管路的两端均与主抽管路2相连接，且辅抽管路的两端分别位于第一控制阀的两侧。
47.辅抽管路包括第二控制阀和支管路，支管路设置有至少两条，且各条支管路相并联设置，第二控制阀用于可选择地控制至少一条支管路与主抽管路2相连通。支管路可以但不限于选用真空软管。
48.通过第一控制阀控制主抽管路2处于截止状态，且通过第二控制阀控制至少一条支管路与主抽管路2相连通，利用真空泵1可以通过辅抽管路对气相沉积设备的工作腔室进行抽真空处理。
49.上述各条支管路的内直径均小于主抽管路2的内直径，利用辅抽管路进行抽真空处理的速度低于利用主抽管路2进行抽真空处理的速度，主抽管路2适用于快抽阶段，辅抽管路适用于慢抽阶段。
50.上述各个支管路中，任意两个支管路的内直径相异，不同的支管路具有不同的流导值，利用不同的支管路进行抽真空时具有不同的抽真空速度。
51.如此设置，利用本发明实施例提供的抽真空装置对不同容积的工作腔室抽真空时，可以根据工作腔室的容积大小以及对慢抽阶段的工艺时间的要求，通过第二控制阀切换与主抽管路2相连通的支管路即可调整抽真空速度，解决了现有技术中无法调节慢抽阶段的抽真空速度的问题。
52.本发明实施例中，各条支管路的流通截面积之和小于主抽管路2的流通截面积，即，各个支管路的流道值之和小于主抽管路2的流导值。
53.支管路的流通截面积为支管路的内圆的面积，通过支管路的内直径可以计算得到。
54.在利用辅抽管路进行抽真空处理时，可以仅利用一条支管路进行抽真空，也可以同时利用两条、三条甚至同时利用所有的支管路进行抽真空处理。利用所有的支管路进行抽真空处理时的抽真空速度，低于利用主抽管路2进行抽真空处理的抽真空速度。如此设置，使慢抽阶段的抽真空速度的种类大于支管路的条数，增加了利用辅抽管路进行抽真空处理时的抽真空速度的可调范围，使本发明实施例提供的抽真空装置的适用性更强。
55.本实施例中，将主抽管路2的内直径设置为80毫米以上。将各条支管路中，内直径最大的支管路的内直径小于或者等于50毫米，可以在慢抽阶段有效避免因工作腔室的真空度下降过快导致的应力集中而损坏的问题。
56.具体实施例中，辅抽管路包括三条支管路，三条支管路的内直径分别为25毫米、40毫米和50毫米。
57.本实施例中，抽真空装置还包括第一接头3和第二接头4。
58.抽真空处理时，工作腔室内的气体由主抽管路2的第二端向第一端流通，故第一控
制阀远离真空泵1的一侧为第一控制阀的进口侧，第一控制阀靠近真空泵1的一侧为第一控制阀的出口侧。第一接头3设置于第一控制阀的进口侧，第二接头4设置于第一控制阀的出口侧，通过第一接头3与第二接头4将辅抽管路的两端与主抽管路2连接在一起。
59.本发明实施例中，辅抽管路的各条支管路中，内直径最小的支管路为第一支管路7，其余支管路为第二支管路8。需要说明的是，各个第二支管路8的内直径也各不相同。
60.第一接头3与第二接头4均具有第一接口5、第二接口6和第三接口17。
61.第一接口5与主抽管路2相连接。
62.第一支管路7的两端分别连接于第一接头3的第二接口6与第二接头4的第三接口17。
63.第一接头3的第三接口17的数量与第二支管路8的数量相同，第一接头3的各个第三接口17的直径各不相同，且分别与第二支管路8的直径一一对应。
64.相应地，第二接头4的第三接口17的数量与第二支管路8的数量相同，第二接头4的各个第三接口17的直径各不相同，且分别与第二支管路8的直径一一对应。
65.第一接头3的各个第三接口17分别与各条第二支管路8的一端相连接，第二接头4的各个第三接口17分别与各条第二支管路8的另一端相连接。与同一条第二支管路8的两端相连接的第一接头3的第三接口17和第二接头4的第三接口17的直径相等。
66.第一接头3和第二接头4的结构相同，均包括接头本体。
67.接头本体包括主通管9和分支管10，主通管9的第一端设置有第一接口5，用于与主抽管路2相连接。主通管9的第二端设置有第二接口6，用于与第一支管路7相连接。
68.分支管10的数量与第二支管路8的数量相等，且分支管10与第二支管路8一一对应。分支管10的第一端与主通管9相连接，分支管10的第二端设置有第三接口17，用于与第二支管路8相连接。
69.参照图2，辅抽管路包括三条支管路，接头本体包括一个主通管9和两个分支管10。
70.各个分支管10与主通管9形成为一体式结构。具体地，可以分别加工好主通管9和各个分支管10后，通过焊接的方式将各个分支管10与主通管9固定连接在一起。也可以通过浇铸的方式使各个分支管10与主通管9一体加工成型。
71.主通管9的两端分别设置连接法兰，相应地，在主抽管路2的相应位置以及第一支管路7的端部设置连接法兰，利用螺栓可以将主通管9与主抽管路2连接在一起，利用螺栓可以将主通管9与第一支管路7连接在一起。
72.在分支管10远离主通管9的一端设置连接法兰，相应地，在第二支管路8的端部设置连接法兰，利用螺栓可以将分支管10与第二支管路8连接在一起。
73.具体可以通过焊接的方式在主通管9的两端、分支管10远离主通管9的一端、主抽管路2的相应位置以及第一支管路7的端部设置连接法兰。
74.本实施例中，主通管9为等径管，主通管9的内直径与第一支管路7的内直径相等。主通管9的端面与主通管9的轴线相垂直，使得主通管9的端面与连接法兰面接触，增加了主通管9与连接法兰之间的接触面积，提高了主通管9与连接法兰之间的焊接结构的可靠性，且能够在抽真空处理时减少气体的泄漏，使气体流动更加均匀。
75.进一步实施例中，分支管10为变径管，分支管10的内直径沿远离主通管9的方向逐渐增加，即，分支管10远离主通管9的一端的内直径大于分支管10靠近主通管9的一端的内
直径。
76.分支管10包括第一等径段、变径段和第二等径段，第一等径段与主通管9相连接，第二等径段的内直径与相应的第二支管路8的内直径相等。第一等径段的内直径小于第二等径段的内直径，变径段位于第一等径段与第二等径段之间，且变径段的两端分别与第一等径段和第二等径段平滑连接。具体地，可以将变径段的母线的两端设置为圆弧形。
77.如此设置，第二等径段的端面与第二等径段的轴线相垂直，使得第二等径段的端面与连接法兰面接触，增加了第二等径段与连接法兰之间的接触面积，提高了第二等径段与连接法兰之间的焊接结构的可靠性，且能够在抽真空处理时减少气体的泄漏，使气体流动更加均匀，同时有利于增加辅抽管路的流导值。
78.本发明实施例中，第二控制阀包括第一阀门11和第二阀门12。
79.第一阀门11设置于第一接头3的第一接口5与主抽管路2之间，用于控制第一接口5与主抽管路2之间的通断状态。
80.具体地，第一阀门11可以但不限于选用真空角阀，真空角阀具有两个开口方向相垂直的接口，这两个接口分别连接于主抽管路2和第一接头3的第一接口5。
81.第二阀门12的数量与第一接头3的分支管10的数量相等，且第二阀门12与第一接头3的分支管10一一对应。将第二阀门12设置于第一接头3的分支管10与第二支管路8之间，用于控制第一接头3的分支管10与第二支管路8之间的通断状态。
82.第二阀门12可以但不限于选用真空截止阀，真空截止阀的两个接口分别连接第一接头3的分支管10与第二支管路8。
83.第二阀门12可以选用手动控制的真空截止阀，在慢抽阶段，可以人为地控制各个第二阀门12的动作，以切换与主抽管路2相连通的支管路。
84.本实施例中，在主抽管路2的第二端设置有柔性管道13，柔性管道13能够发生弯曲变形。主抽管路2一般为刚性、不可变形的，通过柔性管道13的弯曲变形能力，可以降低对主抽管路2的长度尺寸的精度要求，方便主抽管路2与气相沉积设备的工作腔室之间的装配连接。
85.具体实施例中，柔性管道13可以但不限于选用波纹管。
86.本实施例中的抽真空装置还包括过滤装置14，过滤装置14设置于主抽管路2，且与辅抽管路相串联设置。在抽真空处理时，工作腔室内的气体通过过滤装置14时，可以对气体进行过滤，避免杂质随气体进入真空泵1中，减少真空泵1损坏的可能。
87.具体实施例中，将过滤装置14邻近真空泵1设置，在过滤装置14与主抽管路2之间也设置有波纹管。通过波纹管降低对主抽管路2与过滤装置14的相对位置的精度要求，方便装配。
88.下面结合图1至图5，具体描述本发明实施例中的抽真空装置。抽真空装置包括真空泵1、过滤装置14、主抽管路2、蝶阀15、真空挡板阀16、三条真空软管、第一接头3、第二接头4、真空角阀和两个手动控制的真空阀。
89.主抽管路2的一端与真空泵1相连接，另一端用于与气相沉积设备的工作腔室相连接。过滤装置14设置在主抽管路2上，且邻近真空泵1设置。主抽管路2通过波纹管与过滤装置14相连接。蝶阀15和真空挡板阀16设置于主抽管路2，且呈串联设置。
90.第一接头3具有一个第一接口5、第二接口6和两个第三接口17，第二接口6的直径
小于第三接口17的直径，两个第三接口17的直径不同，第一接头3的第一接口5连接于主抽管路2，且位于真空挡板阀16远离蝶阀15的一侧。真空角阀设置在第一接头3的第一接口5与主抽管路2之间。
91.第二接头4具有一个第一接口5、第二接口6和两个第三接口17，第二接口6的直径小于第三接口17的直径，两个第三接口17的直径不同，第二接头4的第一接口5连接于主抽管路2，且位于蝶阀15远离真空挡板阀16的一侧。
92.三条真空软管的内直径各不相同，分别为第一真空软管、第二真空软管和第三真空软管，第一真空软管的内直径为25毫米，第二真空软管的内直径为40毫米，第三真空软管的内直径为50毫米。主抽管路2的内直径为80毫米。
93.第一接头3的第二接口6和第二接头4的第二接口6分别与第一真空软管的两端相连接，第一接头3的直径相对较小的第三接口17和第二接头4的直径相对较小的第三接口17分别与第二真空软管的两端相连接，第一接头3的直径相对较大的第三接口17和第二接头4的直径相对较大的第三接口17分别与第三真空软管的两端相连接。两个手动控制的真空阀分别设置在第二真空软管与第一接头3的一个第三接口17之间以及第三真空软管与第一接头3的另一个第三接口17之间。
94.关闭蝶阀15和真空挡板阀16，打开真空角阀，使真空泵1运行，可以利用第一真空软管进行抽真空处理，此时，辅抽管路的总流导值为c0；
95.打开与第二真空软管对应的手动控制的真空阀，使与第三真空软管对应的手动控制的真空阀保持关闭状态，可以同时利用第一真空软管和第二真空软管进行抽真空处理，此时，辅抽管路的总流导值为c1；
96.打开与第三真空软管对应的手动控制的真空阀，关闭与第二真空软管对应的手动控制的真空阀，可以同时利用第一真空软管和第三真空软管进行抽真空处理，此时，辅抽管路的总流导值为c2；
97.同时打开与第二真空软管对应的手动控制的真空阀以及与第三真空软管对应的手动控制的真空阀，可以同时利用第一真空软管、第二真空软管和第三真空软管进行抽真空处理，此时，辅抽管路的总流导值的c3。
98.由于第一真空软管的内直径小于第二真空软管的内直径，第二真空软管的内直径小于第三真空软管的内直径，故，上述各个总流导值的大小关系为c0＜c1＜c2＜c3。从而，辅抽管路可以具有四个不同的流导值，使得抽真空装置具有四种不同的抽真空速度，可以根据实际的抽真空时间需求，选用不同内直径的真空软管以及真空软管的数量，实现抽真空时间可调的效果，操作方便、可靠。
99.本实施例中的抽真空装置的结构简单，在确保气相沉积设备的工作腔室不会因真空度骤变产生应力集中而破损的前提下，能够调节抽真空速度，使抽真空时间可调。而且，本实施例中的抽真空装置既能够满足快抽阶段的要求，又能够满足慢抽阶段的要求，无需附加外在的真空系统，结构简单，制作成本低。
100.另一方面，本发明实施例还提供一种镀膜设备，包括气相沉积设备和上述任一实施例提供的抽真空装置，抽真空装置用于对气相沉积设备的工作腔室进行抽真空处理。上述实施例中的抽真空装置既能够实现快抽，又能够实现慢抽，在还能够调整慢抽阶段的抽真空速度。故，本实施例中的镀膜设备具有慢抽阶段的抽真空时间可调的优点。本发明实施
例中的镀膜设备的有益效果的推导过程与上述抽真空装置的有益效果的推导过程大体类似，故此处不再赘述。
101.又一方面，本发明实施例还提供一种电池生产系统，包括上述任一实施例提供的镀膜设备。具有上述镀膜设备的全部优点，在此不再赘述。本发明实施例中的电池生产系统的有益效果的推导过程与上述镀膜设备的有益效果的推导过程大体类似，故此处不再赘述。
102.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。