輥道式太陽電池硅片干燥燒結一體爐的制作方法
【專利摘要】輥道式太陽電池硅片干燥燒結一體爐，涉及太陽電池片生產(chǎn)設備，包括底架，底架上設有沿一個方向傳輸?shù)妮伒溃伒乐邪ǘ鄠€可旋轉(zhuǎn)的輥體，而每個轉(zhuǎn)動的輥道，在傳輸硅片有限范圍內(nèi)，在軸向設計成V形螺旋輥，所述的底架上設有烘烤箱，所述的烘烤箱內(nèi)設有隔板，隔板內(nèi)設有微波管，所述的烘烤箱出口處設有風機。V形螺旋輥硅片與V形螺旋輥的接觸，無論是軸向還是徑向，均為線性接觸，從而有效地規(guī)避了網(wǎng)帶式硅片傳送中存在的硅片與網(wǎng)袋面接觸的現(xiàn)象，V形螺旋槽的設計，很好的兼容了網(wǎng)帶式電池片正場與背場雙面燒結的特性，又克服了電池片背場因網(wǎng)袋燒結而落下的網(wǎng)紋現(xiàn)象。
【專利說明】輥道式太陽電池硅片干燥燒結一體爐
【技術領域】:
[0001]本發(fā)明涉及太陽電池片生產(chǎn)設備，具體涉及輥道式太陽電池硅片干燥燒結一體爐。
【背景技術】:
[0002]紅外加熱快速燒結爐是生產(chǎn)太陽電池片的關鍵設備，它的性能指標直接關系到電池片的轉(zhuǎn)換率、成品率以及生產(chǎn)效率的高低。
[0003]在太陽電池片的整個生產(chǎn)工藝流程中，擴散、鍍膜和燒結三道工序是最主要的，其中燒結是使晶體硅基片真正具有光電轉(zhuǎn)換功能的至關重要的一步。因此，燒結設備的性能好壞直接影響著電池片的質(zhì)量。
[0004]太陽電池片目前采用只需一次燒結的共燒工藝，同時形成上下電極的歐姆接觸。銀漿、銀鋁漿、鋁漿印刷過的硅片，經(jīng)過烘干使有機溶劑完全揮發(fā)，膜層收縮成為固狀物緊S粘附在娃片上，這時可視為金屬電極材料層和娃片接觸在一起。當電極金屬材料和半導體單晶硅加熱達到共晶溫度時，單晶硅原子以一定的比例溶入到熔融的合金電極材料中。單晶硅原子溶入到電極金屬中的整個過程是相當快的，一般只需幾秒鐘時間。溶入的單晶硅原子數(shù)目取決于合金溫度和電極材料的體積，燒結合金溫度越高，電極金屬材料體積越大，則溶入的硅原子數(shù)目也越多，這時的狀態(tài)被稱為晶體電極金屬的合金系統(tǒng)。如果此時溫度降低，系統(tǒng)開始冷卻形成再結晶層，這時原先溶入到電極金屬材料中的硅原子重新以固態(tài)形式結晶出來，也就是在金屬和晶體接觸界面上生長出一層外延層。如果外延層內(nèi)含有足夠量的與原先晶體材料導電類型相同的雜質(zhì)成份，這就獲得了用合金法工藝形成歐姆接觸；如果在結晶層內(nèi)含有足夠量的與原先晶體材料導電類型異型的雜質(zhì)成份，這就獲得了用合金法工藝形成P.N結。
[0005]典型的太陽電池片的燒結曲線如下圖圖1所示。整個時間約120s，分為烘干、預燒、燒結和降溫四個階段。其中燒結段從500°C迅速升溫至850°C左右，然后急劇降溫到500°C以下，這段時間約10s，而在850°C僅停留2?3s。這種陡升陡降的工藝曲線，要求燒結設備在網(wǎng)袋結構、網(wǎng)袋傳送、加熱元件、爐膛結構、氣氛布置、控制原理、傳動系統(tǒng)和冷卻方式等方面必須要進行專門的設計與研發(fā)。
[0006]目前主流的太陽能電池生產(chǎn)工藝，均采用正面與背面同時快速燒結。然而，由于電池片兩面對燒結條件的不同要求，爐內(nèi)氣氛與承載電池片的網(wǎng)袋對燒結影響很大。這主要源于網(wǎng)袋式燒結爐均采用摩擦式傳動，即用張緊輪將網(wǎng)袋壓緊在主傳動輪上，跟隨主動輪一起運動。網(wǎng)袋的編織結構、支撐方式、運行的平穩(wěn)程度等諸多因素，都會直接影響到電池片的外觀以及所形成歐姆節(jié)的電性能。
[0007]隨著光伏產(chǎn)業(yè)的日益壯大與發(fā)展，人們對電池片外觀質(zhì)量以及它的電性能要求越來越高。而網(wǎng)袋式電池片的燒結，已存在明顯的缺陷與不足，比如:
[0008]1、電池片的背場存在明顯的網(wǎng)紋現(xiàn)象。造成背場網(wǎng)紋現(xiàn)象的主要原因是:網(wǎng)袋與電池片為面接觸。網(wǎng)袋在太陽能電池片背后有許多接觸點，在燒結過程中，接觸點位置上鋁漿中的有機物的有效揮發(fā)受到了影響。有機物殘留影響了電極與硅片的歐姆接觸。
[0009]2、電池片與網(wǎng)袋全面接觸，覆蓋網(wǎng)袋，不利于爐內(nèi)氣流的攪拌，易導致電池片受熱不均。
[0010]3、電池片與網(wǎng)袋接觸點上處于熔融狀態(tài)下的鋁，容易吸附網(wǎng)袋上的雜物，影響背場的表面形貌，甚至產(chǎn)生鋁刺，導致廢品的產(chǎn)生。從這點看來，電池片與網(wǎng)袋的接觸面越小越好。
[0011]4、實驗還表明，雖說通過網(wǎng)袋的張緊與傳輸速度的改進，可以保持絕大部分電池片的燒結情況良好。但實驗還發(fā)現(xiàn):背場與網(wǎng)袋接觸點出現(xiàn)細長劃痕的現(xiàn)象。究其原因，可能是電池片重量輕，與網(wǎng)袋接觸的點在網(wǎng)袋晃動的過程中，容易與網(wǎng)袋發(fā)生位移造成的。
[0012]凡此種種，開發(fā)研制新一代電池片烘干、燒結爐，已是光伏產(chǎn)業(yè)亟待解決的現(xiàn)實問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0013]本發(fā)明所要解決的技術問題在于克服現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種可以很好的規(guī)避與解決網(wǎng)帶式烘干、燒結爐所存在的種種不足的輥道式太陽電池硅片干燥燒結一體爐。
[0014]本發(fā)明所要解決的技術問題采用以下技術方案來實現(xiàn)。
[0015]輥道式太陽電池硅片干燥燒結一體爐，其特征在于:包括底架，底架上設有沿一個方向傳輸?shù)妮伒溃伒乐邪ǘ鄠€可旋轉(zhuǎn)的輥體，而每個轉(zhuǎn)動的輥道，在傳輸硅片有限范圍內(nèi)，在軸向設計成V形螺旋輥，所述的底架上設有烘烤箱，所述的烘烤箱內(nèi)設有隔板，隔板內(nèi)設有微波管，所述的烘烤箱出口處設有風機。
[0016]所述的底架下方設有烘烤箱，烘烤箱內(nèi)設有隔板，隔板間設有微波管。
[0017]所述的烘烤箱正面為鉸鏈連接有柜門。
[0018]所述的柜門上間隔設有觀察窗。
[0019]所述的烘烤箱頂部設有通風口。
[0020]所述的與硅片接觸部位的輥體材質(zhì)是非金屬。
[0021]本發(fā)明有益效果在于:V形螺旋輥硅片與V形螺旋輥的接觸，無論是軸向還是徑向，均為線性接觸，從而有效地規(guī)避了網(wǎng)帶式硅片傳送中存在的硅片與網(wǎng)袋面接觸的現(xiàn)象，V形螺旋槽的設計，很好的兼容了網(wǎng)帶式電池片正場與背場雙面燒結的特性，又克服了電池片背場因網(wǎng)袋燒結而落下的網(wǎng)紋現(xiàn)象，更科學的是，與硅片接觸部位的輥體材質(zhì)是非金屬的。在燒結區(qū)和下料區(qū)之間設置有強制風冷區(qū)，替代了傳統(tǒng)的水冷區(qū)。這種輥道式太陽電池硅片燒結爐與傳統(tǒng)的金屬網(wǎng)帶式燒結爐相比，不但能夠避免硅片在傳輸?shù)倪^程中受到污染和出現(xiàn)“網(wǎng)紋”，而且能夠提高傳送速度、實現(xiàn)快速升溫和冷卻、達到理想的溫度尖峰效果、提高電池燒結質(zhì)量；因為取消了水冷區(qū)，還可以縮短爐體長度、降低能耗。
【專利附圖】
【附圖說明】:
[0022]圖1為本發(fā)明結構的正視示意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明的結構側視剖面示意圖；
[0024]圖3為太陽電池片燒結工藝曲線；
[0025]其中:1:底架；2:棍道；3:棍體；4:供烤箱；5:隔板；6:微波管；7:柜門；8:通風口 ；9:風機。
【具體實施方式】:
[0026]為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發(fā)明。
[0027]如圖1和圖2所示的輥道式太陽電池硅片干燥燒結一體爐，包括底架1，底架I上設有沿一個方向傳輸?shù)妮伒?，輥道2中包括多個可旋轉(zhuǎn)的輥體3，而每個轉(zhuǎn)動的輥道2，在傳輸硅片有限范圍內(nèi)，在軸向設計成V形螺旋輥，其中底架I上下設有烘烤箱4，其中烘烤箱4內(nèi)設有隔板5，隔板5內(nèi)設有微波管6，烘烤箱4出口處設有風機9，其中烘烤箱4正面為鉸鏈連接有柜門7，柜門7上間隔設有觀察窗，烘烤箱4頂部設有通風口 8，其中與硅片接觸部位的輥體材質(zhì)是非金屬。
[0028]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【權利要求】
1.輥道式太陽電池硅片干燥燒結一體爐，其特征在于:包括底架，底架上設有沿一個方向傳輸?shù)妮伒?，輥道中包括多個可旋轉(zhuǎn)的輥體，而每個轉(zhuǎn)動的輥道，在傳輸硅片有限范圍內(nèi)，在軸向設計成V形螺旋輥，所述的底架上設有烘烤箱，所述的烘烤箱內(nèi)設有隔板，隔板內(nèi)設有微波管，所述的烘烤箱出口處設有風機。
2.根據(jù)權利要求1中所述的輥道式太陽電池硅片干燥燒結一體爐，其特征在于:所述的底架下方設有烘烤箱，烘烤箱內(nèi)設有隔板，隔板間設有微波管。
3.根據(jù)權利要求1或2中所述的輥道式太陽電池硅片干燥燒結一體爐，其特征在于:所述的烘烤箱正面為鉸鏈連接有柜門。
4.根據(jù)權利要求3中所述的輥道式太陽電池硅片干燥燒結一體爐，其特征在于:所述的柜門上間隔設有觀察窗。
5.根據(jù)權利要求1中所述的輥道式太陽電池硅片干燥燒結一體爐，其特征在于:所述的烘烤箱頂部設有通風口。
6.根據(jù)權利要求1中所述的輥道式太陽電池硅片干燥燒結一體爐，其特征在于:所述的與硅片接觸部位的輥體材質(zhì)是非金屬。
【文檔編號】H01L31/18GK103743231SQ201310607228
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年11月25日 優(yōu)先權日:2013年11月25日
【發(fā)明者】鮑定勝 申請人:安徽賽耐爾機械制造有限公司