一种用于回收铜铟镓硒太阳能电池沉积中硒的回收装置的制作方法

1.本实用新型属于能源回收技术领域，具体涉及一种用于回收铜铟镓硒太阳能电池沉积中硒的回收装置。


背景技术：

2.真空蒸发(vacum evaporation)镀膜是在真空条件下，用蒸发器加热蒸发物质，使之升华，蒸发粒子流直接射向基片，并在基片上沉积形成固态薄膜，或加热蒸发镀膜材料的真空镀膜方法。cigs：铜铟镓硒太阳能电池。
3.当前蒸发类镀膜的腔室结构中，对蒸发源的利用率普遍低于50％，大部分材料蒸发后不是沉积到膜层结构中，而是随着泵被抽走，这造成原材料的巨大损失。常规设计主要在尾排中增加过滤装置，或对尾气进行处理，而处理后的废料只能通过特殊处理才能再利用，但这样会提高成本。
4.现有技术中对cigs制程工中硒的利用率不高，造成硒源的大量浪费；而且过多的硒蒸汽的排向层排会造成有毒有害气体生成。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种结构简单、使用方便用于回收铜铟镓硒太阳能电池沉积中硒的回收装置。
6.为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：一种用于回收铜铟镓硒太阳能电池沉积中硒的回收装置，包括腔壁、法兰管、冷凝板、分子泵、管道和前级泵，所述腔壁固定连接在铜铟镓硒太阳能电池沉积的腔室上，腔壁与腔室构成密封空间，法兰管连接在腔壁上且与密封空间连通，冷凝板的一端连接在法兰管上，冷凝板的另一端与分子泵连接，前级泵通过管道与分子泵连接，铜铟镓硒太阳能电池沉积产生的硒蒸汽从腔室出来依次经过法兰管、冷凝板、分子泵、管道和前级泵。
7.进一步的，所述腔壁与腔室构成的密封空间内为真空环境，法兰管通过焊接/螺栓方式连接于腔壁上。
8.进一步的，所述法兰管包括法兰、连接管和冷却管，连接管的一端连接在腔壁上且与腔壁和腔室构成的密封空间连通，法兰设置在连接管的另一端，冷凝板与法兰连接，冷却管缠绕设置在连接管上。
9.进一步的，所述冷却管包括入口、管和出口，管缠绕在连接管上并连通入口和出口，冷却管的入口设置在靠近腔壁的一侧，出口设置在远离腔壁的一侧。
10.进一步的，所述冷凝板包括若干叶片，冷凝板中部为供硒蒸汽通过的中空结构，叶片以百叶的形状连接在冷凝板的中空部位。
11.进一步的，所述叶片呈多排形式连接在冷凝板上，叶片的角度为30～75
°
。
12.进一步的，所述冷凝板还包括第一冷却管和第二冷却管，第一冷却管设置在冷凝板的圆周外侧，第二冷却管设置在冷凝板的中部。
13.进一步的，所述冷凝板上设有螺孔，第一冷却管位于叶片的外侧，螺孔位于第一冷却管所构成圆形的外侧，冷凝板通过螺栓与螺孔配合连接在法兰管上。
14.进一步的，所述冷凝板的两侧均设有密封圈，密封圈位于第二冷却管的内侧，冷凝板连接在法兰管上时，第二冷却管靠近法兰，第一冷却管位于外侧，冷凝板与法兰之间采用密封圈密封。
15.进一步的，所述分子泵为一种用于分子流状态下的真空泵，为牵引分子泵、涡轮分子泵、复合分子泵中的一种或多种；前级泵为可直接作用于大气状态的机械泵。
16.采用本实用新型技术方案的优点为：
17.1、本实用新型对尾排结构进行了设计，根据硒蒸汽的特性增加合理的冷凝结构，促使硒蒸汽在进入泵前会被尽量冷凝，可大量降低硒对泵的影响，同时也降低硒对尾气处理及排放的影响。该回收装置结构简单，将尾气中的硒冷凝再次利用，不需特殊的废料处理工艺，在cigs镀膜领域中有好的应用。
18.2、本实用新型利用硒蒸汽低熔点的特点进行设计，将蒸汽中硒提炼出来；在保证不影响分子泵抽速的状态下，控制对硒蒸汽的最大化冷凝，可以将排出尾排的硒蒸汽凝固再利用，且不需特殊的废料处理工艺；同时降低尾排中的硒蒸汽的污染。
附图说明
19.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：
20.图1为本实用新型回收装置主视示意图；
21.图2为本实用新型回收装置整体结构示意图；
22.图3为本实用新型法兰管结构示意图；
23.图4为本实用新型冷凝板结构示意图；
24.图5为本实用新型冷凝板正面结构示意图；
25.图6为本实用新型冷凝板背面结构示意图；
26.图7为本实用新型冷凝板安装结构示意图。
27.上述图中的标记分别为：1-腔壁、2-法兰管、3-冷凝板、4-分子泵、5-管道、 6-前级泵。
具体实施方式
28.在本实用新型中，需要理解的是，术语“长度”；“宽度”；“上”；“下”；“前”；“后”；“左”；“右”；“竖直”；“水平”；“顶”；“底”“内”；“外”；“顺时针”；“逆时针”；“轴向”；“平面方向”；“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位；以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
29.如图1至图7所示，一种用于回收铜铟镓硒太阳能电池沉积中硒的回收装置，包括腔壁1、法兰管2、冷凝板3、分子泵4、管道5和前级泵6，所述腔壁1固定连接在铜铟镓硒太阳能电池沉积的腔室上，腔壁1与腔室构成密封空间，法兰管2连接在腔壁1上且与密封空间连通，冷凝板3的一端连接在法兰管2上，冷凝板3的另一端与分子泵4连接，前级泵6通过管道5与分子泵4 连接，铜铟镓硒太阳能电池沉积产生的硒蒸汽从腔室出来依次经过法兰管2、冷
凝板3、分子泵4、管道5和前级泵6。本实用新型对尾排结构进行了设计，根据硒蒸汽的特性增加合理的冷凝结构，促使硒蒸汽在进入泵前会被尽量冷凝，可大量降低硒对泵的影响，同时也降低硒对尾气处理及排放的影响。该回收装置结构简单，将尾气中的硒冷凝再次利用，不需特殊的废料处理工艺，在cigs 镀膜领域中有好的应用。
30.腔壁1与腔室构成的密封空间内为真空环境，法兰管2通过焊接/螺栓方式连接于腔壁1上。
31.法兰管2包括法兰24、连接管25和冷却管，连接管25的一端连接在腔壁 1上且与腔壁1和腔室构成的密封空间连通，法兰24设置在连接管25的另一端，冷凝板3与法兰24连接，冷却管缠绕设置在连接管25上。优选的，法兰为cf、iso、kf等类型中的一种或多种；连接管25为抗腐蚀性好的不锈刚材质。
32.冷却管包括入口21、管22和出口23，管22缠绕在连接管25上并连通入口21和出口23，冷却管的入口21设置在靠近腔壁1的一侧，出口23设置在远离腔壁1的一侧。冷却管材质选用铜、铝中的一种，优选紫铜。
33.冷凝板3包括若干叶片35，冷凝板3中部为供硒蒸汽通过的中空结构，叶片35以百叶的形状连接在冷凝板3的中空部位。叶片35呈多排形式连接在冷凝板3上，叶片35的角度为30～75
°
。
34.具体的，冷凝板3为大量特定角度叶片与冷却结构组成的可提供冷凝效果的装置，叶片设置角度为30～75
°
且数量为多排。冷凝板3中的叶片以百叶形状设计可实现对流过蒸汽分割，对每分割区域进行局部冷却，提高冷却的效率。同时，叶片以一定的角度范围，可以增加蒸汽通过冷凝板3时与叶片的接触面积，同时不能影响到分子通过冷凝板3的速度，此为降低泵抽真空的速率。
35.为进一步增加冷凝效果，提高硒回收率，冷凝板3还包括第一冷却管31和第二冷却管32，第一冷却管31设置在冷凝板3的圆周外侧，第二冷却管32设置在冷凝板3的中部。冷凝板3上设有螺孔34，第一冷却管31位于叶片35的外侧，螺孔34位于第一冷却管31所构成圆形的外侧，冷凝板3通过螺栓与螺孔34配合连接在法兰管2上。冷凝板3的两侧均设有密封圈36，密封圈36位于第二冷却管32的内侧，冷凝板3连接在法兰管2上时，第二冷却管32靠近法兰24，第一冷却管31位于外侧，冷凝板3与法兰24之间采用密封圈36密封。密封圈优选耐高温氟橡胶。
36.分子泵4为一种用于分子流状态下的真空泵，为牵引分子泵、涡轮分子泵、复合分子泵中的一种或多种；管路5为耐腐蚀材质，首选不锈刚材料；前级泵6 为可直接作用于大气状态的机械泵，考虑到对制程的影响，首选干式泵。
37.本实用型的具体工作过程为：
38.首先，在cigs制程过程中，硒蒸汽在受分子泵4作用通过腔壁上的法兰管 2，而法兰管2受其上设置的冷却管作用形成温度低于常温，而硒蒸汽在220℃以下会冷凝成固态，而腔室中其他气体将不受冷凝的影响；
39.其次，受冷凝作用的硒蒸汽会有部分凝固在法兰管2内壁，而剩余部分硒蒸汽继续通过法兰管2；
40.然后，通过法兰管2的部分硒蒸汽将通过冷凝板3，蒸汽与其上面的叶片充分接触，将在冷凝板3上凝固。当硒凝固到一定量时，会影响到分子泵4的抽速，最终表现为腔室制程
的压力，通过监控工艺制程压力可得知硒凝固程度，在生产间隔周期保养中可清除凝固的硒用在后续的生产中。
41.本实用新型利用硒蒸汽低熔点的特点进行设计，将蒸汽中硒提炼出来；在保证不影响分子泵抽速的状态下，控制对硒蒸汽的最大化冷凝，可以将排出尾排的硒蒸汽凝固再利用，且不需特殊的废料处理工艺；同时降低尾排中的硒蒸汽的污染。
42.以上结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。