本發明涉及硅片加工設備領域，尤其是一種用于石墨舟上下片裝置。

背景技術：

由于太陽光照射到太陽能電池的硅片上，其中一部分太陽光會被反射，即使對將硅表面設計成絨面，雖然入射光會產生多次反射可以增加光的吸收率，但是，還是會有一部分的太陽光會被反射，為了減少太陽光的反射損失，通常所采取的辦法是在太陽能電池的硅片表面覆蓋一層減反射膜，這層薄膜可以減少太陽光的反射率，增加光電轉換效率，在晶體硅表面淀積減反射膜技術中，氮化硅膜具有高絕緣性、化學穩定性好、致密性好、硬度高等特點，同時具有良好的掩蔽金屬和水離子沉積的能力，從而被廣泛采用。

在晶體硅太陽能電池制造過程中，制備氮化硅膜通常采用等離子體增強化學氣相沉積法，簡稱為PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)，PECVD是利用強電場使所需的氣體源分子電離產生等離子體，等離子體中含有很多活性很高的化學基團，這些基團經過經一系列化學和等離子體反應，在硅片表面形成固態薄膜。

目前，在晶體硅太陽能電池制造過程中，用于制備氮化硅膜的裝置主要包括設置有爐門的真空沉積室，真空沉積室內設有石墨舟，硅片放置于石墨舟上，真空沉積室上設有進氣口與排氣口，所述進氣口上連接有用于通入制程氣體的進氣管，所述排氣口上連接有排放管，排放管末端連接有真空泵，真空泵的進口與排放管的出口相連，真空泵的出口連接有尾排管，其中，在將硅片放置于石墨舟上或將硅片從石墨舟內取出時通過人工實現硅片的取放，這是一種單調、重復的體力勞動，效率非常低。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是提供一種工作效率較高且能夠減少硅片受污染幾率的用于石墨舟上下片裝置。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：該用于石墨舟上下片裝置，包括支架，所述支架上設置有托架，所述托架用于放置石墨舟，所述托架上方設置有用于取放硅片的機械手，所述支架上設置有硅片上料盒與硅片下料盒，所述機械手將硅片上料盒內的硅片取出后放入石墨舟內或將石墨舟內放置的硅片取出放入硅片下料盒內；所述硅片下料盒通過可拆卸結構固定在支架上，所述硅片上料盒上連接有支撐架，所述支架上設置有用于使支撐架上下移動的升降裝置，所述硅片上料盒的外側設置有自動上片裝置；

所述硅片上料盒包括底板，所述底板的上表面設置有第一擋板與第二擋板，所述第一擋板與第二擋板平行設置，所述第一擋板朝向第二擋板的一側表面設置有多個第一卡槽，所述第二擋板朝向第一擋板的一側表面設置有多個第二卡槽，多個第一卡槽與多個第二卡槽一一對應，硅片的一端卡入第一卡槽內，硅片的另一端卡入與第一卡槽對應的第二卡槽內，所述相鄰的兩個第一卡槽之間的間距與相鄰的兩個卡板之間的間距相同，所述第一卡槽的數量與卡板的數量相同，所述硅片下料盒與硅片上料盒的結構相同；

所述自動上片裝置包括無頭的第一輸送帶、無頭的第二輸送帶、第一主動輪、第二主動輪、第一從動輪、第二從動輪，無頭的第一輸送帶依次繞過第一主動輪和第一從動輪并且第一輸送帶被第一主動輪和第一從動輪繃緊，無頭的第二輸送帶依次繞過第二主動輪和第二從動輪并且第二輸送帶被第二主動輪和第二從動輪繃緊，第一主動輪與第二主動輪分別與驅動電機相連，所述第一主動輪與第二主動輪的中心軸線互相重合，所述第一從動輪與第二從動輪的中心軸線互相重合，所述第一輸送帶與第二輸送帶互相平行且位于上層第一輸送帶與位于上層的第二輸送帶位于同一水平面，所述第一主動輪靠近硅片上料盒；所述第一主動輪、第二主動輪、第一從動輪、第二從動輪均通過軸承固定在支架上，所述第一輸送帶與第二輸送帶之間設置有支撐平臺，所述支撐平臺的上表面設置有接近開關，所述接近開關位于第一輸送帶與第二輸送帶之間且接近開關處于位于上層的第一輸送帶所在平面的下方，所述接近開關上連接有控制器，所述控制器與升降裝置、驅動電機相連接；

所述機械手包括移動平臺、兩個互相平行設置的第一滑軌，兩個第一滑軌固定在支架上，所述移動平臺的下表面設置有兩個互相平行的第一滑槽，兩個第一滑軌分別卡入兩個第一滑槽內，所述移動平臺上連接有用于使移動平臺來回移動的第一驅動裝置，所述移動平臺的上表面設置有第二滑槽，所述第二滑槽與第一滑槽互相垂直，所述第二滑槽內設置有第一滑塊，所述第一滑塊沿第二滑槽來回滑動，所述第二滑槽內設置有用于使第一滑塊來回移動的第二驅動裝置，所述第一滑塊上固定有第一支撐板，所述第一支撐板水平設置，所述第一支撐板的下表面固定有第一U形支撐架，所述第一支撐板與第一U形支撐架圍成第一通孔，所述移動平臺穿過第一通孔，所述第一U形支撐架的底部固定有第二支撐板，所述第二支撐板豎直設置，所述第二支撐板的一側設置有第一支撐桿，所述第二支撐板上設置有用于使第一支撐桿上下移動的第三驅動裝置，所述第一支撐桿上固定有第一支撐架，所述第一支撐架上設置有第一轉動軸，所述第一轉動軸通過軸承固定在第一支撐架上，所述第一支撐架上設置有用于使第一轉動軸轉動的第四驅動裝置，所述第一轉動軸的末端連接有硅片吸取裝置；

所述硅片吸取裝置包括底座，所述底座的一側表面固定在第一轉動軸的末端，底座的另一側表面固定有多個卡板，多個卡板依次平行設置，相鄰的兩個卡板之間的間距與石墨舟的兩個相鄰的石墨板的間距相同，且卡板的數量與石墨舟的石墨板數量相同，每個卡板上設置有多個通孔，每個通孔的邊緣設置有多個固定孔，每個固定孔內設置有一個固定板，所述固定板的厚度小于卡板的厚度，每個通孔中心設置有吸盤，吸盤上連接有多個彈簧，多個彈簧與多個固定孔一一對應，彈簧的一端固定在吸盤上，另一端固定在固定板上，所述卡板的一側表面設置有多個導線槽，導線槽的數量與通孔的數量相同，每個導線槽與一個通孔連通，導線槽內設置有壓縮空氣管，壓縮空氣管的一端與空氣壓縮機相連，另一端與吸盤相連，所述吸盤、多個彈簧、每個固定孔內的固定板、每個導線槽內的壓縮空氣管均位于卡板的兩個表面組成的間隙空間內。

進一步的是，所述第一驅動裝置、第二驅動裝置、第三驅動裝置均為電動推桿。

進一步的是，所述第四驅動裝置為旋轉電機。

進一步的是，每個卡板上通孔的數量為三個，且三個通孔的中心組成一個等腰三角形。

進一步的是，所述第一擋板的上端與第二擋板的上端通過U形連接板相連。

進一步的是，所述可拆卸結構為卡扣。

進一步的是，所述升降裝置為步進電機。

進一步的是，所述支架上設置有限位擋塊，所述限位擋塊與位于硅片上料盒的內側，所述限位擋塊的上表面與位于上層的第一輸送帶所在平面之間的間距等于第一卡槽的槽寬。

進一步的是，所述第一輸送帶的外側設置有推板，推板上連接有電動氣缸，所述電動氣缸與控制器相連接，所述第二輸送帶的外側設置有擋板，所述擋板與推板相對設置且二者互相平行，所述接近開關位于推板與擋板之間。

本發明的有益效果是：該用于石墨舟上下片裝置在工作時，只需將石墨舟放置在托架的指定位置，接著利用自動上片裝置將上一個工序的加工完成的硅片直接送入硅片上料盒內，然后利用機械手將硅片上料盒內的硅片取出后放入石墨舟內或將石墨舟內放置的硅片取出放入硅片下料盒內，可以實現生產的機械化和自動化，取締人工單調、繁復的體力勞動，大大降低了工人的勞動強度，節約了人力成本，而且每次取出和放入的硅片數量較多，大大提高了工作效率，同時，整個過程中，減少了硅片與人的接觸，降低了硅片被污染的幾率。

附圖說明

圖1本發明所述用于石墨舟上下片裝置的主視圖；

圖2本發明所述用于石墨舟上下片裝置的俯視圖；

圖3本發明所述用于石墨舟上下片裝置的部分結構三維示意圖；

圖4本發明所述機械手的部分結構示意圖；

圖5是本發明所述硅片吸取裝置的結構示意圖；

圖6是本發明所述卡板的結構示意圖；

圖7是本發明所述硅片上料盒的結構示意圖；

圖中標記說明：支架1、托架2、機械手3、移動平臺301、第一滑軌302、第一滑槽303、第一驅動裝置304、第二滑槽305、第一滑塊306、第二驅動裝置307、第一支撐板308、第一U形支撐架309、第一通孔310、第二支撐板311、第一支撐桿312、第三驅動裝置313、第一支撐架314、第一轉動軸315、第四驅動裝置316、硅片吸取裝置317、底座31701、卡板31702、固定孔31703、固定板31704、吸盤31705、彈簧31706、導線槽31707、壓縮空氣管31708、硅片上料盒4、底板401、第一擋板402、第二擋板403、第一卡槽404、第二卡槽405、U形連接板406、硅片下料盒5、自動上片裝置6、第一輸送帶601、第二輸送帶602、第一主動輪603、第一從動輪604、驅動電機605、支撐平臺606、接近開關607、控制器608、推板609、電動氣缸610、擋板611、支撐架7、升降裝置8、限位擋塊9。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明進一步說明。

如圖1至7所示，該用于石墨舟上下片裝置，包括支架1，所述支架1上設置有托架2，所述托架2用于放置石墨舟，所述托架2上方設置有用于取放硅片的機械手3，所述支架1上設置有硅片上料盒4與硅片下料盒5，所述機械手3將硅片上料盒4內的硅片取出后放入石墨舟內或將石墨舟內放置的硅片取出放入硅片下料盒5內；所述硅片下料盒5通過可拆卸結構固定在支架1上，所述硅片上料盒4上連接有支撐架7，所述支架1上設置有用于使支撐架7上下移動的升降裝置8，所述硅片上料盒4的外側設置有自動上片裝置6；所述硅片上料盒4包括底板401，所述底板401的上表面設置有第一擋板402與第二擋板403，所述第一擋板402與第二擋板403平行設置，所述第一擋板402朝向第二擋板403的一側表面設置有多個第一卡槽404，所述第二擋板403朝向第一擋板402的一側表面設置有多個第二卡槽405，多個第一卡槽404與多個第二卡槽405一一對應，硅片的一端卡入第一卡槽404內，硅片的另一端卡入與第一卡槽404對應的第二卡槽405內，所述相鄰的兩個第一卡槽404之間的間距與相鄰的兩個卡板31702之間的間距相同，所述第一卡槽404的數量與卡板31702的數量相同，所述硅片下料盒5與硅片上料盒4的結構相同；所述自動上片裝置6包括無頭的第一輸送帶601、無頭的第二輸送帶602、第一主動輪603、第二主動輪、第一從動輪604、第二從動輪，無頭的第一輸送帶601依次繞過第一主動輪603和第一從動輪604并且第一輸送帶601被第一主動輪603和第一從動輪604繃緊，無頭的第二輸送帶602依次繞過第二主動輪和第二從動輪并且第二輸送帶602被第二主動輪和第二從動輪繃緊，第一主動輪603與第二主動輪分別與驅動電機605相連，所述第一主動輪603與第二主動輪的中心軸線互相重合，所述第一從動輪604與第二從動輪的中心軸線互相重合，所述第一輸送帶601與第二輸送帶602互相平行且位于上層第一輸送帶601與位于上層的第二輸送帶602位于同一水平面，所述第一主動輪603靠近硅片上料盒4；所述第一主動輪603、第二主動輪、第一從動輪604、第二從動輪均通過軸承固定在支架1上，所述第一輸送帶601與第二輸送帶602之間設置有支撐平臺606，所述支撐平臺606的上表面設置有接近開關607，所述接近開關607位于第一輸送帶601與第二輸送帶602之間且接近開關607處于位于上層的第一輸送帶601所在平面的下方，所述接近開關607上連接有控制器608，所述控制器608與升降裝置、驅動電機605相連接；所述機械手3包括移動平臺301、兩個互相平行設置的第一滑軌302，兩個第一滑軌302固定在支架1上，所述移動平臺301的下表面設置有兩個互相平行的第一滑槽303，兩個第一滑軌302分別卡入兩個第一滑槽303內，所述移動平臺301上連接有用于使移動平臺301來回移動的第一驅動裝置304，所述移動平臺301的上表面設置有第二滑槽305，所述第二滑槽305與第一滑槽303互相垂直，所述第二滑槽305內設置有第一滑塊306，所述第一滑塊306沿第二滑槽305來回滑動，所述第二滑槽305內設置有用于使第一滑塊306來回移動的第二驅動裝置307，所述第一滑塊306上固定有第一支撐板308，所述第一支撐板308水平設置，所述第一支撐板308的下表面固定有第一U形支撐架309，所述第一支撐板308與第一U形支撐架309圍成第一通孔310，所述移動平臺301穿過第一通孔310，所述第一U形支撐架309的底部固定有第二支撐板311，所述第二支撐板311豎直設置，所述第二支撐板311的一側設置有第一支撐桿312312，所述第二支撐板311上設置有用于使第一支撐桿312312上下移動的第三驅動裝置313，所述第一支撐桿312312上固定有第一支撐架314，所述第一支撐架314上設置有第一轉動軸315，所述第一轉動軸315通過軸承固定在第一支撐架314上，所述第一支撐架314上設置有用于使第一轉動軸315轉動的第四驅動裝置316，所述第一轉動軸315的末端連接有硅片吸取裝置317；所述硅片吸取裝置317包括底座31701，所述底座31701的一側表面固定在第一轉動軸315的末端，底座31701的另一側表面固定有多個卡板31702，多個卡板31702依次平行設置，相鄰的兩個卡板31702之間的間距與石墨舟的兩個相鄰的石墨板的間距相同，且卡板31702的數量與石墨舟的石墨板數量相同，每個卡板31702上設置有多個通孔，每個通孔的邊緣設置有多個固定孔31703，每個固定孔31703內設置有一個固定板31704，所述固定板31704的厚度小于卡板31702的厚度，每個通孔中心設置有吸盤31705，吸盤31705上連接有多個彈簧31706，多個彈簧31706與多個固定孔31703一一對應，彈簧31706的一端固定在吸盤31705上，另一端固定在固定板31704上，所述卡板31702的一側表面設置有多個導線槽31707，導線槽31707的數量與通孔的數量相同，每個導線槽31707與一個通孔連通，導線槽31707內設置有壓縮空氣管31708，壓縮空氣管31708的一端與空氣壓縮機相連，另一端與吸盤31705相連，所述吸盤31705、多個彈簧31706、每個固定孔31703內的固定板31704、每個導線槽31707內的壓縮空氣管31708均位于卡板31702的兩個表面組成的間隙空間內。該用于石墨舟上下片裝置的工作原理如下所述：在需要將硅片放入石墨舟時，首先將石墨舟放置在托架2的指定位置，并利用自動上片裝置6將上一個工序的加工完成的硅片直接送入硅片上料盒4內，直至裝滿硅片上料盒4，由于相鄰的兩個第一卡槽404之間的間距與相鄰的兩個卡板31702之間的間距相同，因此可以控制第一驅動裝置304、第二驅動裝置307、第三驅動裝置313、第四驅動裝置316使每個卡板31702均插入硅片上料盒4內相鄰的兩個硅片之間，且由于第一卡槽404的數量與卡板31702的數量相同，每個硅片都會對應一個卡板31702，此時空氣壓縮機工作，每個吸盤31705將與之對應的硅片吸住，由于相鄰的兩個卡板31702之間的間距與石墨舟的兩個相鄰的石墨板的間距相同，因此控制第一驅動裝置304、第二驅動裝置307、第三驅動裝置313、第四驅動裝置316可以使卡板31702從硅片上料盒4內取出并插入石墨舟內相鄰的石墨板之間，同時利用自動上片裝置6將上一個工序的加工完成的硅片直接送入硅片上料盒4內，直至裝滿硅片上料盒4，此時空氣壓縮機停止工作，每個吸盤31705將與之對應的硅片松開，硅片落入石墨舟內，由于卡板31702的數量與石墨舟的石墨板數量相同，每次可以放置一排硅片，然后控制第一驅動裝置304、第二驅動裝置307、第三驅動裝置313、第四驅動裝置316使卡板31702從石墨舟內取出并插入硅片上料盒4內相鄰的兩個硅片之間，進行下一次硅片放置，重復上述過程便可以將硅片依次放入石墨舟內，而且通過第一驅動裝置304、第二驅動裝置307、第三驅動裝置313可以控制卡板31702的上下左右前后三個方向的位移，通過第四驅動裝置316控制卡板31702的轉動，從而實現卡板31702的精確定位，在需要將硅片從石墨舟取出時，首先控制第一驅動裝置304、第二驅動裝置307、第三驅動裝置313、第四驅動裝置316使每個卡板31702均插入石墨舟內相鄰的石墨板之間，此時空氣壓縮機工作，每個吸盤31705將與之對應的硅片吸住，由于卡板31702的數量與石墨舟的石墨板數量相同，每次可以取出一排硅片，然后再控制第一驅動裝置304、第二驅動裝置307、第三驅動裝置313、第四驅動裝置316使卡板31702從石墨舟內取出并插入硅片下料盒5內，并且使每個硅片的兩端都插入一個第一卡槽404和第二卡槽405內，此時空氣壓縮機停止工作，每個吸盤31705將與之對應的硅片松開，硅片落入硅片上料盒4內，同時將滿的硅片下料盒5取下換上空的硅片下料盒5，再控制第一驅動裝置304、第二驅動裝置307、第三驅動裝置313、第四驅動裝置316使卡板31702從硅片下料盒5內取出并插入石墨舟內具有硅片的石墨板之間，進行下一次硅片取出，重復上述過程便可以將硅片依次取出石墨舟并放入硅片下料盒5內，整個過程可以自動進行，可以實現生產的機械化和自動化，取締人工單調、繁復的體力勞動，大大降低了工人的勞動強度，而且每次取出和放入的硅片數量較多，大大提高了工作效率，同時，整個過程中，減少了硅片與人的接觸，降低了硅片被污染的幾率。

在上述實施方式中，所述第一驅動裝置304、第二驅動裝置307、第三驅動裝置313均為電動推桿，所述第四驅動裝置316為旋轉電機。這樣便可以通過PLC控制程序對第一驅動裝置304、第二驅動裝置307、第三驅動裝置313、第四驅動裝置316進行參數的自由設置，可以實現精確控制，且省時又省力。

為了使硅片吸取裝置317在移動過程中避免發生硅片掉落，每個卡板31702上通孔的數量為三個，且三個通孔的中心組成一個等腰三角形，這樣每個硅片用三個吸盤31705將其吸住，且吸盤31705組成一個等腰三角形，其吸力均勻可以牢牢將硅片吸住，避免發生硅片掉落。

為了保證硅片上料盒4與硅片下料盒5的結構穩定性，所述第一擋板402的上端與第二擋板403的上端通過U形連接板406相連。

為了方便將硅片下料盒5安裝在支架1上，同是也便于將其拆卸下來，所述可拆卸結構優選為卡扣。

在利用自動上片裝置6將上一個工序的加工完成的硅片直接送入硅片上料盒4內時，只需在開始時通過升降機構調整硅片上料盒4的位置，使硅片上料盒4的最下面一個第一卡槽的下側面與位于上層的第一輸送帶601所在的平面重合，這樣第一輸送帶601上的硅片便可以直接送入第一卡槽404內，由于設置了接近開關607，當硅片從接近開關607上方通過時，接近開關607發出一個信號給控制器608，控制器608接收到該信號后延遲一到兩秒后控制升降裝置8使硅片上料盒4下降一段距離，所述硅片上料盒4下降的距離與第一卡槽404的槽寬相同，這樣可以保證下一個相鄰的卡槽的下側面與位于上層的第一輸送帶601所在的平面重合，重復上述步驟便可以裝滿硅片上料盒4，為了精確控制每次升降的距離，所述升降裝置8優選為步進電機。

為了避免硅片在送入硅片上料盒4后從另一側掉落，所述支架1上設置有限位擋塊9，所述限位擋塊9與位于硅片上料盒4的內側，所述限位擋塊9的上表面與位于上層的第一輸送帶601所在平面之間的間距等于第一卡槽404的槽寬。

另外，為了保證輸送帶上的硅片能夠精準的送入硅片上料盒4內，所述第一輸送帶601的外側設置有推板609，推板609上連接有電動氣缸610，所述電動氣缸610與控制器608相連接，所述第二輸送帶602的外側設置有擋板611，所述擋板611與推板609相對設置且二者互相平行，所述接近開關607位于推板609與擋板611之間。當硅片達到推板609與擋板611之間時，接近開關607發出一個信號給控制器608，控制器608給驅動電機605發出控制信號使其暫停運行，然后控制電動氣缸610工作，電動氣缸610將推板609朝向擋板611推出，進而將硅片扶正，接車電動氣缸610縮回，控制器608再給驅動電機605發出控制信息使其繼續運行，進而將扶正的硅片精準的送入硅片上料盒4內。