本發(fā)明屬于太陽能電池片的制備設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種硅片燒結(jié)爐，尤其涉及一種用于光伏太陽能電池硅片的燒結(jié)爐。

背景技術(shù)：

在當(dāng)今的晶體硅太陽能電池硅片的生產(chǎn)工藝中，漿料的烘干及燒結(jié)主要是靠紅外燈管的方式進行升溫加熱。

現(xiàn)有的燒結(jié)爐包括殼體、爐體以及穿設(shè)在爐體當(dāng)中的傳輸網(wǎng)鏈，殼體包圍在爐體外部，其中，爐體由上爐體和下爐體構(gòu)成，上爐體和下爐體中均設(shè)有紅外燈管，現(xiàn)有燒結(jié)爐中的上爐體和下爐體中的溫差小，無法精確控制爐體上、下、左、右各部分中的獨立溫度，也就是無法拉開爐體上、下、左、右各部分之間的溫差。然而，在加工生產(chǎn)中，硅片的工藝要求非常嚴(yán)格，太陽能電池硅片的正面涂覆有銀漿，而背面涂覆由鋁漿，銀漿和鋁漿的熔點不同，加工工藝要求太陽能硅片中的銀漿和鋁漿同步實現(xiàn)烘干燒結(jié)，并且能夠確保硅片快燒和快冷?，F(xiàn)有的燒結(jié)爐溫度控制粗糙，容易導(dǎo)致爐體中串溫，無法根據(jù)工藝要求精確控制爐體各部分的溫度。

鑒于此，提出一種用于光伏太陽能電池硅片的燒結(jié)爐是本所要研究的課題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是提供一種用于光伏太陽能電池硅片的燒結(jié)爐，主要解決現(xiàn)有的燒結(jié)爐溫度控制粗糙，無法根據(jù)工藝要求精確控制爐體各部分的溫度、以及燒結(jié)爐中加熱溫度不均勻等等問題。

為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種用于光伏太陽能電池硅片的燒結(jié)爐，包括爐體以及穿設(shè)在爐體當(dāng)中的傳輸網(wǎng)鏈；

所述爐體包括沿長度方向上的至少五個獨立的燒結(jié)單元，該至少五個獨立的燒結(jié)單元依次串聯(lián)拼接形成一個連通的風(fēng)道；所述的至少五個獨立的燒結(jié)單元中，至少前兩個為烘干區(qū)，至少后三個為燒結(jié)區(qū)，每個烘干區(qū)中的燒結(jié)單元的長度均大于燒結(jié)區(qū)中的燒結(jié)單元的長度；

其中，每個燒結(jié)單元均包括結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸相同的上單元和下單元，上單元位于上方，下單元位于下方，下單元相對地面固定，上單元可相對下單元打開，所述上單元和下單元上下對合布置，所述傳輸網(wǎng)鏈位于上單元和下單元之間的空間中；

所述上單元由上至下分別包括上殼體、上保溫層、上金屬密封罩以及上透氣棉層，上金屬密封罩為一帶有開口的罩體結(jié)構(gòu)，所述上保溫層包圍在該上金屬密封罩四周及一端部，所述上透氣棉層蓋合在上金屬密封罩的開口上，使得上金屬密封罩和上保溫層之間形成一上氣室；所述上殼體、上保溫層以及上金屬密封罩中均開設(shè)有一對應(yīng)配合的上進氣口，以使外部氣體能夠從進氣口進入上氣室；

所述下單元由下至上分別包括下殼體、下保溫層、下金屬密封罩以及下透氣棉層，下金屬密封罩為一帶有開口的罩體結(jié)構(gòu)，所述下保溫層包圍在該下金屬密封罩四周及一端部，所述下透氣棉層蓋合在下金屬密封罩的開口上，使得下金屬密封罩和下保溫層之間形成一下氣室；所述下殼體、下保溫層以及下金屬密封罩中均開設(shè)有一對應(yīng)配合的下進氣口，以使外部氣體能夠從下進氣口進入下氣室；

所述上單元和下單元對合拼接形成一獨立的燒結(jié)單元，每相鄰兩個燒結(jié)單元之間設(shè)有一隔熱條，該隔熱條設(shè)在相鄰兩個燒結(jié)單元之間的保溫層中，將相鄰兩個燒結(jié)單元隔離開；

每個上單元內(nèi)部均設(shè)有若干上加熱管，該若干上加熱管沿上單元長度方向依次間隔布置，且設(shè)于上氣室和風(fēng)道之間；每個下單元內(nèi)部均設(shè)有若干下加熱管，該若干下加熱管沿下單元長度方向依次間隔布置，且設(shè)于上風(fēng)道和下氣室之間；每個燒結(jié)區(qū)中上加熱管的間隔距離均小于烘干區(qū)中上加熱管的間隔距離，對應(yīng)每個燒結(jié)區(qū)中下加熱管的間隔距離均小于烘干區(qū)中下加熱管的間隔距離。

上述技術(shù)方案中的有關(guān)內(nèi)容解釋如下：

1、上述方案中，每個上氣室和下氣室中均分別設(shè)有一熱電偶，用于實時檢測氣室中的溫度。

2、上述方案中，所述爐體還包括一冷卻單元，冷卻單元拼接在燒結(jié)區(qū)遠離烘干區(qū)的一端。

3、上述方案中，所述冷卻單元上開設(shè)有熱排放口，冷卻單元內(nèi)部設(shè)有水冷式冷凝管，用于對燒結(jié)后的硅片進行快速冷卻。

4、上述方案中，所述冷卻單元中還設(shè)有冷卻風(fēng)扇，用于將冷卻單元中的熱氣快速排出冷卻單元外。

5、上述方案中，所述爐體中位于烘干區(qū)的入口端以及位于燒結(jié)區(qū)的出口端均設(shè)有一排廢結(jié)構(gòu)，該排廢結(jié)構(gòu)包括廢氣排出管道，該廢氣排出管道中設(shè)有風(fēng)機。

本發(fā)明工作原理是：本發(fā)明通過將燒結(jié)爐劃分成多個獨立的燒結(jié)單元，每個燒結(jié)單元中各自形成氣場，使得各個區(qū)域上、下、左、右均可以形成加工工藝中所需的溫差，通過每個區(qū)域中的獨立控溫，實現(xiàn)燒結(jié)爐中溫度的精確控制。另外，每個燒結(jié)單元均包括結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸相同的上單元和下單元，所述上單元和下單元上下對合布置，每個單元分別包括殼體、保溫層、金屬密封罩以及透氣棉層，金屬密封罩為一帶有開口的罩體結(jié)構(gòu)，保溫層包圍在該金屬密封罩四周及一端部，透氣棉層蓋合在金屬密封罩的開口上，使得金屬密封罩和保溫層之間形成氣室，通過特殊氣室設(shè)置，能夠保證燒結(jié)爐中溫度。工作過程中，爐體外部的氣體同時從下進氣口進入下氣室，再從下氣室滲透入風(fēng)道中，也從上進氣口進入上氣室，再從上氣室滲透入風(fēng)道中，通過透氣棉層的多孔結(jié)構(gòu)設(shè)置，使得進入風(fēng)道中的氣體溫度均勻，有利于硅片的加工。

硅片在燒結(jié)過程中，第一步，漿料先進行烘干干燥，燒除有機溶劑和粘結(jié)劑，接著，當(dāng)溫度到達660攝氏度時，鋁/硅開始熔化為液相，然后當(dāng)溫度到達700攝氏度時，熔融的鋁和硅開始相互地傳遞形成Al/Si互溶的液體，在達到最高溫825攝氏度時，Al/Si互溶的液體完整地覆蓋在晶片的表面，當(dāng)冷卻時，溫度降至700攝氏度，硅原子快速地移回晶片表面，摻雜著Al原子形成P+結(jié)構(gòu)的背面反射場，當(dāng)溫度冷卻治550攝氏度以下時，背鋁硅片會轉(zhuǎn)換成Al-Si共晶結(jié)構(gòu)。

而現(xiàn)有技術(shù)中的燒結(jié)爐由于溫度控制粗糙，無法滿足以上精度要求高的溫度條件。

由于上述技術(shù)方案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點：

1、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，把整個風(fēng)道劃分為多個獨立區(qū)域，每個區(qū)域獨立控溫，能夠?qū)崿F(xiàn)各區(qū)域上、下、左、右溫度的精確控制，控制溫度為正負1度。

2、本發(fā)明每個氣室的特殊設(shè)置，通過透氣棉層中的多孔結(jié)構(gòu)，能夠使得進入氣室中的溫度均勻，每個氣室中的透氣棉層由多種耐1400攝氏度高溫的陶瓷纖維材料塑形組裝形成，使得各溫區(qū)具備獨立的熱風(fēng)系統(tǒng)并且相鄰兩溫區(qū)可設(shè)定大于200攝氏度的溫度極差，更加方便工藝溫度的調(diào)整。

3、側(cè)邊式排廢結(jié)構(gòu)，保證烘干燒結(jié)過程中產(chǎn)生的氣狀、煙狀溶劑、粘結(jié)劑以及有機溶劑的及時排出。

附圖說明

附圖1為本實施例中燒結(jié)爐中爐體長度方向的剖面示意圖；

附圖2為本實施例中含氣室的燒結(jié)單元的剖面示意圖；

附圖3為本實施例中爐體通道處的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖4為本實施例中燒結(jié)爐的爐體的立體圖；

附圖5為本實施例中燒結(jié)單元的下單的元爆炸圖。

以上附圖中：1、爐體；10、殼體；11、烘干區(qū)；12、燒結(jié)區(qū)；13、冷卻單元；130、冷凝管；131、熱排放口；2、網(wǎng)鏈；3、排廢結(jié)構(gòu)；30、排廢口；

4、燒結(jié)單元；40、熱電偶；41、進氣管；42、保溫層；43、透氣棉層；44、氣室；45、金屬密封罩；46、加熱管；5、爐體通道；50、隔熱條；6、硅片。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述：

實施例：一種用于光伏太陽能電池硅片的燒結(jié)爐

參見附圖1-5，包括爐體1以及穿設(shè)在爐體1當(dāng)中的傳輸網(wǎng)鏈2。

其中，所述爐體1包括沿長度方向上的七個獨立的燒結(jié)單元4和相鄰兩個燒結(jié)單元4之間的爐體通道5，該七個獨立的燒結(jié)單元4依次串聯(lián)拼接形成一個連通的風(fēng)道；所述的七個獨立的燒結(jié)單元4中，前三個為烘干區(qū)11，后四個為燒結(jié)區(qū)12，每個烘干區(qū)11中的燒結(jié)單元4的長度均大于燒結(jié)區(qū)12中的燒結(jié)單元4的長度。

其中，每個燒結(jié)單元4均包括結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸相同的上單元和下單元，上單元位于上方，下單元位于下方，下單元相對地面固定，上單元可相對下單元打開，所述上單元和下單元上下對合布置，所述傳輸網(wǎng)鏈2位于上單元和下單元之間的空間中。

所述上單元由上至下分別包括上殼體10、上保溫層42、上金屬密封罩45以及上透氣棉層43，本實施例中，所述上透氣棉層43采用陶瓷纖維材料屬性組裝形成，上金屬密封罩45為一帶有開口的罩體結(jié)構(gòu)，所述上保溫層42包圍在該上金屬密封罩45四周及一端部，所述上透氣棉層43蓋合在上金屬密封罩45的開口上，使得上金屬密封罩45和上保溫層42之間形成一上氣室44；所述上殼體10、上保溫層42以及上金屬密封罩45中均開設(shè)有一對應(yīng)配合的上進氣口，上進氣口中穿設(shè)有一上進氣管41，以使外部氣體能夠從進氣口進入上氣室44。

相同于上單元，所述下單元由下至上分別包括下殼體、下保溫層、下金屬密封罩以及下透氣棉層，下金屬密封罩為一帶有開口的罩體結(jié)構(gòu)，所述下保溫層包圍在該下金屬密封罩四周及一端部，所述下透氣棉層蓋合在下金屬密封罩的開口上，使得下金屬密封罩和下保溫層之間形成一下氣室；所述下殼體、下保溫層以及下金屬密封罩中均開設(shè)有一對應(yīng)配合的下進氣口，下進氣口中穿設(shè)有一下進氣管以使外部氣體能夠從下進氣口進入下氣室。

所述上單元和下單元對合拼接形成一獨立的燒結(jié)單元4，每相鄰兩個燒結(jié)單元4之間設(shè)有一隔熱條50，該隔熱條50設(shè)在相鄰兩個燒結(jié)單元4之間的保溫層42中，將相鄰兩個燒結(jié)單元4隔離開。

每個上單元內(nèi)部均設(shè)有若干上加熱管46，該若干上加熱管46沿上單元長度方向依次間隔布置，且設(shè)于上氣室44和風(fēng)道之間；每個下單元內(nèi)部均設(shè)有若干下加熱管，該若干下加熱管沿下單元長度方向依次間隔布置，且設(shè)于上風(fēng)道和下氣室之間。

工作過程中，爐體1外部的氣體同時從下進氣口進入下氣室，再從下氣室滲透入風(fēng)道中，也從上進氣口進入上氣室44，再從上氣室44滲透入風(fēng)道中，通過透氣棉層的多孔結(jié)構(gòu)設(shè)置，使得進入風(fēng)道中的氣體溫度均勻，有利于硅片6的加工。

為了實時檢測每個氣室中的溫度，每個上氣室和下氣室中均分別設(shè)有一熱電偶40。

參見附圖1，所述爐體1還包括一冷卻單元13，冷卻單元13拼接在燒結(jié)區(qū)12遠離烘干區(qū)11的一端。所述冷卻單元13上開設(shè)有熱排放口131，冷卻單元13內(nèi)部設(shè)有水冷式冷凝管130，用于對燒結(jié)后的硅片6進行快速冷卻。所述冷卻單元13中還設(shè)有冷卻風(fēng)扇（圖中未標(biāo)出），用于將冷卻單元13中的熱氣快速排出冷卻單元13外。

所述爐體1中位于烘干區(qū)11的入口端以及位于燒結(jié)區(qū)12的出口端均設(shè)有一排廢結(jié)構(gòu)3，該排廢結(jié)構(gòu)包括廢氣排出管道，廢氣排出管道具有排廢口30與外界連通，該廢氣排出管道中設(shè)有風(fēng)機（圖中未示出）。

針對上述實施例，本實施例進一步解釋及可能產(chǎn)生的變化描述如下：

1、上述實施例中，所述爐體1包括沿長度方向上的七個獨立的燒結(jié)單元4和相鄰兩個燒結(jié)單元之間的爐體通道5，事實上，所述爐體1包括沿長度方向上的五個、或六個、或八個及八個以上的獨立的燒結(jié)單元4均是可行的，不僅限于本實施例中的五個燒結(jié)單元4。

2、上述實施例中，所述冷卻單元13內(nèi)部設(shè)有水冷式冷凝管130，事實上，所述的冷卻單元13還可以采用其它如酒精式冷凝管（圖中未示出）等等冷卻結(jié)構(gòu)，不僅限于本實施例中的冷卻結(jié)構(gòu)。

上述實施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。