1. 擴(kuò)散爐作用
擴(kuò)散爐主要用于對晶硅表面行程PN結(jié)，由于太陽能電池的基本原理在于行程PN結(jié)，處于激發(fā)狀態(tài)的光子的能量將使得PN結(jié)中的電子產(chǎn)生空穴的移動，這樣即形成了電流，因此，擴(kuò)散是晶硅太陽能電池片中的關(guān)鍵一環(huán)，其生產(chǎn)過程的化學(xué)反應(yīng)過程由以下的反應(yīng)構(gòu)成：
擴(kuò)散爐提供此反應(yīng)的設(shè)備，提供反應(yīng)所需的溫度、壓力條件及物料裝載與卸載的傳動機(jī)構(gòu)。
2. 擴(kuò)散爐機(jī)柜構(gòu)成
擴(kuò)散爐由裝載系統(tǒng)、擴(kuò)散爐體、起源柜、電源柜與控制系統(tǒng)構(gòu)成。
2.1裝載系統(tǒng)
由槳、槳托、傳動系統(tǒng)、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(gòu)成，槳由升降電機(jī)和聯(lián)動裝置構(gòu)成進(jìn)行提升，可采用皮帶傳動方式。
2.2起源柜
由酸排、熱排系統(tǒng)構(gòu)成，對于其中的廢酸進(jìn)行排放，并且也對熱量進(jìn)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(tǒng)、尾氣瓶排放區(qū)、氣體控制區(qū)(氮?dú)?、氧氣和CDA)、Bubbler放置區(qū)。
2.3電氣控制系統(tǒng)
由IPC、分布式I/O、熱電偶、可控硅加熱器等構(gòu)成，提供對整個生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)工藝參數(shù)控制及監(jiān)控過程確保生產(chǎn)質(zhì)量與安全。
2.4電源柜
則是提供加熱可控硅所需的開關(guān)電源等。
3. 擴(kuò)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(chuàng)建和更改配方
提供系統(tǒng)擴(kuò)散工藝的不同晶硅的工藝配方，包括以下參數(shù)
3.1.1工藝時(shí)間
3.1.2溫度由級聯(lián)溫度控制單元進(jìn)行控制
爐體內(nèi)部超溫報(bào)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(gòu)成，對爐內(nèi)進(jìn)行加熱，確保爐溫。
冷卻系統(tǒng)的進(jìn)出水溫度檢測。
3.1.3壓力
3.1.4氣流
3.1.5裝載機(jī)的控制與通信
3.2狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控
監(jiān)視啟動、停止、工藝參數(shù)(溫度、壓力、氣流)等狀態(tài)
3.3爐門控制系統(tǒng)
由于通往爐內(nèi)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(jìn)電機(jī)驅(qū)動，以及酸排、排風(fēng)、吸氣等執(zhí)行動作。
4. 控制系統(tǒng)構(gòu)成
貝加萊為某知名擴(kuò)散爐制造商提供了完整的控制系統(tǒng)，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和配置圖如下：
4.1分布式控制系統(tǒng)
系統(tǒng)由多個PLC構(gòu)成，分別控制多個不同的爐體內(nèi)的溫度、氣流、壓力等，并且有單獨(dú)的門控制系統(tǒng)。
4.2安全系統(tǒng)
由于擴(kuò)散生產(chǎn)存在對人體有害的氣體，對于爐門的控制采用了安全系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有氣體泄露時(shí)安全系統(tǒng)確保系統(tǒng)不會對操作人員產(chǎn)生傷害。
4.3爐門的傳動控制
由IP67等級的分布式I/O構(gòu)成，可以任意安裝來控制爐門的開關(guān)，并且也可以用于控制槳托的提升，IP67的步進(jìn)控制非常靈活。
4.4集中的數(shù)據(jù)顯示
由一個Panel PC構(gòu)成，安裝Windows XP的系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)配方的良好管理，通過Ethernet POWERLINK與多CPU進(jìn)行通信。
5. 系統(tǒng)特點(diǎn)
貝加萊控制系統(tǒng)具有復(fù)雜算法設(shè)計(jì)能力，特別適合于多段溫區(qū)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(tài)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)溫度、壓力的變化趨勢;
● 狀態(tài)監(jiān)控，可以組態(tài)整個擴(kuò)散爐流程，對其中各個控制點(diǎn)和監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行可視化的顯示;
● 安全系統(tǒng)集成達(dá)到SIL 3等級，滿足IEC61508標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。
（轉(zhuǎn)載）
