CN103743231A - 辊道式太阳电池硅片干燥烧结一体炉 - Google Patents

Abstract

辊道式太阳电池硅片干燥烧结一体炉，涉及太阳电池片生产设备，包括底架，底架上设有沿一个方向传输的辊道，辊道中包括多个可旋转的辊体，而每个转动的辊道，在传输硅片有限范围内，在轴向设计成V形螺旋辊，所述的底架上设有烘烤箱，所述的烘烤箱内设有隔板，隔板内设有微波管，所述的烘烤箱出口处设有风机。V形螺旋辊硅片与V形螺旋辊的接触，无论是轴向还是径向，均为线性接触，从而有效地规避了网带式硅片传送中存在的硅片与网袋面接触的现象，V形螺旋槽的设计，很好的兼容了网带式电池片正场与背场双面烧结的特性，又克服了电池片背场因网袋烧结而落下的网纹现象。

Description

辊道式太阳电池硅片干燥烧结一体炉

技术领域：

本发明涉及太阳电池片生产设备，具体涉及辊道式太阳电池硅片干燥烧结一体炉。 

背景技术：

红外加热快速烧结炉是生产太阳电池片的关键设备，它的性能指标直接关系到电池片的转换率、成品率以及生产效率的高低。 

在太阳电池片的整个生产工艺流程中，扩散、镀膜和烧结三道工序是最主要的，其中烧结是使晶体硅基片真正具有光电转换功能的至关重要的一步。因此，烧结设备的性能好坏直接影响着电池片的质量。 

太阳电池片目前采用只需一次烧结的共烧工艺，同时形成上下电极的欧姆接触。银浆、银铝浆、铝浆印刷过的硅片，经过烘干使有机溶剂完全挥发，膜层收缩成为固状物紧密粘附在硅片上，这时可视为金属电极材料层和硅片接触在一起。当电极金属材料和半导体单晶硅加热达到共晶温度时，单晶硅原子以一定的比例溶入到熔融的合金电极材料中。单晶硅原子溶入到电极金属中的整个过程是相当快的，一般只需几秒钟时间。溶入的单晶硅原子数目取决于合金温度和电极材料的体积，烧结合金温度越高，电极金属材料体积越大，则溶入的硅原子数目也越多，这时的状态被称为晶体电极金属的合金***。如果此时温度降低，***开始冷却形成再结晶层，这时原先溶入到电极金属材料中的硅原子重新以固态形式结晶出来，也就是在金属和晶体接触界面上生长出一层外延层。如果外延层内含有足够量的与原先晶体材料导电类型相同的杂质成份，这就获得了用合金法工艺形成欧姆接触；如果在结晶层内含有足够量的与原先晶体材料导电类型异型的杂质成份，这就获得了用合金法工艺形成P.N结。 

典型的太阳电池片的烧结曲线如下图图1所示。整个时间约120s，分为烘干、预烧、烧结和降温四个阶段。其中烧结段从500℃迅速升温至850℃左右，然后急剧降温到500℃以下，这段时间约10s，而在850℃仅停留2～3s。这种陡升陡降的工艺曲线，要求烧结设备在网袋结构、网袋传送、加热元件、炉膛结构、气氛布置、控制原理、传动***和冷却方式等方面必须要进行专门的设计与研发。 

目前主流的太阳能电池生产工艺，均采用正面与背面同时快速烧结。然而，由于电池片两面对烧结条件的不同要求，炉内气氛与承载电池片的网袋对烧结影响很大。这主要源于网袋式烧结炉均采用摩擦式传动，即用张紧轮将网袋压紧在主传动轮上，跟随主动轮一起运动。网袋的编织结构、支撑方式、运行的平稳程度等诸多因素，都会直接影响到电池片的外观以及所形成欧姆节的电性能。 

随着光伏产业的日益壮大与发展，人们对电池片外观质量以及它的电性能要求越来越高。而网袋式电池片的烧结，已存在明显的缺陷与不足，比如： 

1、电池片的背场存在明显的网纹现象。造成背场网纹现象的主要原因是：网袋与电池片为面接触。网袋在太阳能电池片背后有许多接触点，在烧结过程中，接触点位置上铝浆中的有机物的有效挥发受到了影响。有机物残留影响了电极与硅片的欧姆接触。 

2、电池片与网袋全面接触，覆盖网袋，不利于炉内气流的搅拌，易导致电池片受热不均。 

3、电池片与网袋接触点上处于熔融状态下的铝，容易吸附网袋上的杂物，影响背场的表面形貌，甚至产生铝刺，导致废品的产生。从这点看来，电池片与网袋的接触面越小越好。 

4、实验还表明，虽说通过网袋的张紧与传输速度的改进，可以保持绝大部分电池片的烧结情况良好。但实验还发现：背场与网袋接触点出现细长划痕的现象。究其原因，可能是电池片重量轻，与网袋接触的点在网袋晃动的过程中，容易与网袋发生位移造成的。 

凡此种种，开发研制新一代电池片烘干、烧结炉，已是光伏产业亟待解决的现实问题。 

发明内容：

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种可以很好的规避与解决网带式烘干、烧结炉所存在的种种不足的辊道式太阳电池硅片干燥烧结一体炉。 

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现。 

辊道式太阳电池硅片干燥烧结一体炉，其特征在于：包括底架，底架上设有沿一个方向传输的辊道，辊道中包括多个可旋转的辊体，而每个转动的辊道，在传输硅片有限范围内，在轴向设计成V形螺旋辊，所述的底架上设有烘烤箱，所述的烘烤箱内设有隔板，隔板内设有微波管，所述的烘烤箱出口处设有风机。 

所述的底架下方设有烘烤箱，烘烤箱内设有隔板，隔板间设有微波管。 

所述的烘烤箱正面为铰链连接有柜门。 

所述的柜门上间隔设有观察窗。 

所述的烘烤箱顶部设有通风口。 

所述的与硅片接触部位的辊体材质是非金属。 

本发明有益效果在于：V形螺旋辊硅片与V形螺旋辊的接触，无论是轴向还是径向，均为线性接触，从而有效地规避了网带式硅片传送中存在的硅片与网袋面接触的现象，V形螺旋槽的设计，很好的兼容了网带式电池片正场与背场双面烧结的特性，又克服了电池片背场因网袋烧结而落下的网纹现象，更科学的是，与硅片接触部位的辊体材质是非金属的。在烧结区和下料区之间设置有强制风冷区，替代了传统的水冷区。这种辊道式太阳电池硅片烧结炉与传统的金属网带式烧结炉相比，不但能够避免硅片在传输的过程中受到污染和出现“网纹”，而且能够提高传送速度、实现快速升温和冷却、达到理想的温度尖峰效果、提高电池烧结质量；因为取消了水冷区，还可以缩短炉体长度、降低能耗。 

附图说明：

图1为本发明结构的正视示意图； 

图2为本发明的结构侧视剖面示意图； 

图3为太阳电池片烧结工艺曲线； 

其中：1：底架；2：辊道；3：辊体；4：烘烤箱；5：隔板；6：微波管；7：柜门；8：通风口；9：风机。 

具体实施方式：

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。 

如图1和图2所示的辊道式太阳电池硅片干燥烧结一体炉，包括底架1，底架1上设有沿一个方向传输的辊道2，辊道2中包括多个可旋转的辊体3，而每个转动的辊道2，在传输硅片有限范围内，在轴向设计成V形螺旋辊，其中底架1上下设有烘烤箱4，其中烘烤箱4内设有隔板5，隔板5内设有微波管6，烘烤箱4出口处设有风机9，其中烘烤箱4正面为铰链连接有柜门7，柜门7上间隔设有观察窗，烘烤箱4顶部设有通风口8，其中与硅片接触部位的辊体材质是非金属。 

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。 

Claims (6)

1.辊道式太阳电池硅片干燥烧结一体炉，其特征在于：包括底架，底架上设有沿一个方向传输的辊道，辊道中包括多个可旋转的辊体，而每个转动的辊道，在传输硅片有限范围内，在轴向设计成V形螺旋辊，所述的底架上设有烘烤箱，所述的烘烤箱内设有隔板，隔板内设有微波管，所述的烘烤箱出口处设有风机。

2.根据权利要求1中所述的辊道式太阳电池硅片干燥烧结一体炉，其特征在于：所述的底架下方设有烘烤箱，烘烤箱内设有隔板，隔板间设有微波管。

3.根据权利要求1或2中所述的辊道式太阳电池硅片干燥烧结一体炉，其特征在于：所述的烘烤箱正面为铰链连接有柜门。

4.根据权利要求3中所述的辊道式太阳电池硅片干燥烧结一体炉，其特征在于：所述的柜门上间隔设有观察窗。

5.根据权利要求1中所述的辊道式太阳电池硅片干燥烧结一体炉，其特征在于：所述的烘烤箱顶部设有通风口。

6.根据权利要求1中所述的辊道式太阳电池硅片干燥烧结一体炉，其特征在于：所述的与硅片接触部位的辊体材质是非金属。

Images