[发明专利]超声喷雾法制备大面积透明导电膜专用复合式加热炉

说明书

【技术领域】：本发明涉及一种利用超声喷雾方法制备大面积透明导电膜(TCO)的设备，属制备大面积太阳电池TCO膜工艺技术及材料领域。

【背景技术】：能源危机与环境污染是人类面临的重大挑战，充分开发利用太阳能已成为世界各国政府可持续发展能源的战略决策。太阳能光伏技术发展的关键问题是降低成本，而薄膜电池工艺技术简单，制备能耗低，国际上普遍认为光伏发电能大幅度降低成本的希望在薄膜电池。

TCO膜是一种透明半导体材料，具有优异的光学和电学性能，在电子器件、显示器件、建筑材料领域具有广阔的应用前景。同时廉价的高透明低电阻导电膜(TCO)是研发薄膜光伏电池的关键材料之一。目前国内外均用高真空磁控溅射法规模生产高透明低电阻铟锡氧化物导电膜材料，该导电膜材料价格很高，而该导电膜我国尚不能规模制造。

在国外高透明低电阻氧化锡导电膜材料虽已通过常压化学气相沉积法规模生产，但价格太高，而且该技术的规模生产技术被美日两家大公司所垄断。超声喷雾制备薄膜的方法具有低成本、高质量的优点，同时超声喷雾热解工艺对环境要求很低，不需要真空，沉积温度450℃以下，工艺控制简单，镀膜效果好，设备成本远远低于其它镀膜方法。但该方法使用的普通电热炉均匀性不好，即玻璃衬底中心与边沿温度不一致，且严重影响导电膜的性能，同时加热炉长期使用容易变形。

【发明内容】：

本发明目的是解决普通电热炉均匀性不好即玻璃衬底中心与边沿温度不一致，而严重影响导电膜性能的问题。提供一种超声喷雾法制备大面积透明导电膜专用复合式加热炉。该加热炉升温迅速、加热均匀，温度控制系统采用PID智能控制，控温精度高。

本发明针对在超声喷雾快速沉积法制备TCO薄膜的工艺中的关键设备-电加热炉进行了研究，发明了新型超声喷雾专用制备大面积透明导电膜(400×400cm²)复合式加热炉。

本发明采用了上下双层复合结构，从以下两个方面保证了加热炉加热的均匀性。

1、使加热管均匀的分布在下加热板内，上面覆盖相同面积的匀热板并用螺丝均匀固定。保证了匀热板在长时间的使用或很高温度时仍能保持平面度和温度的均匀性。

2、温度控制系统采用了PID智能控制，保证了温度的均匀性和稳定性。

本发明提供的超声喷雾法制备大面积透明导电膜专用复合式加热炉的具体结构，包括有加热板，加热板上开有管槽其中镶嵌有电加热管，电加热管的两个端头上安装有电源引出端并用固定螺母固定在加热板上；在加热板上方通过固定螺丝固定有铜质匀热板。匀热板上同时开有一个盲孔，其中放置有一个用于检测加热炉实际温度的热电阻，该热电阻与温度控制系统连接。

所述的匀热板为无加热元件的整体式板，其面积与加热板相同，匀热板表面为抛光面，具有足够的厚度，如30-40mm，通常选30mm。

所述的电加热管的结构包括中心的加热体和不锈钢制外壳，加热体和外壳之间填充绝缘导热材料。

所述的温度控制系统组成包括用于温度检测的热电阻，以及依次与热电阻连接的信号放大滤波单元、A/D转换单元、用于智能控制的单片机、驱动及执行机构。

本发明的优点和积极效果：

1、复合式加热炉设计有热性好并且有足够厚度铜质材料的匀热板，由于内部不安装电热元件，长期加热不变形，同时发热均匀，热效率高。

2、复合式加热炉设计为上下双层，由螺丝固定，克服了一般加热炉由于使用一种材料引起的变形问题；同时采用了优质加热管作为加热源，发热效率高，使用寿命长，安装方便。

3、复合式加热炉温度控制系统采用了智能控制方法，各点温度均匀，操作简单，加热速度快。温度控制系统保证了温度误差范围在0.5℃以内。

【附图说明】：

图1是加热炉俯视图；

图2是加热炉正视图；

图3是温度控制系统电路原理框图。

其中：1：电加热板，2：匀热板，3：电加热管，4：固定螺丝，5：电源线引出端，6：电热管固定螺母，7：热电阻，8：温度控制系统。

【具体实施方式】：

实施例1：