[发明专利]一种辊道式太阳电池硅片烧结炉

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳电池硅片烧结炉，尤其是涉及一种采用辊道传输硅片的太阳电池硅片烧结炉。

背景技术

在太阳电池硅片的整个生产工艺流程中，扩散、印刷和烧结三道工序是最主要的。其中，烧结工艺主要用于烘干印刷在硅片表面的浆料，烧掉从浆料中挥发出的有机溶剂，同步烧结太阳电池硅片的正反面，使印刷至硅片上浆料中的金属电极与硅片形成良好的欧姆接触，利于电池的电流输出，把电池应该达到的效率发挥出来。如果硅片与电极之间的欧姆接触不良，则可导致部分电流无法输出，从而降低电池片的能量转化效率。也就是说烧结工序是使晶体硅片真正具有光电转换功能的至关重要的一步，烧结质量的好坏直接影响最终太阳电池片效率的高低。因此，烧结设备的性能好坏直接影响着电池片的质量。

目前，国内外的太阳电池生产制造厂家主要使用网带式隧道烧结炉，在烧结炉的纵向上依次设有预热排胶区、升温区、烧结区和降温区。在不同区域布置不同密度的加热灯管，以此来控制各区域温度。印刷有电极的硅片通过网带传输，依次经过烧结炉的不同炉温区，完成预热排胶、升温、烧结和降温的电极烧结过程。虽然这种网带式隧道烧结技术已经比较成熟，但存在如下问题：一是硅片与金属网带直接接触，金属对硅片有污染；二是普通网带式隧道烧结炉的运行速度较低，一般只有2000mm/min，而目前电池片烧结工艺要求能达到5000mm/min以上的高速烧结，如果用网带式隧道烧结炉进行高速烧结，会使网带的运行平稳性变差，在电池片的背电极面造成网纹，影响外观质量，甚至会造成破片；三是金属网带会蓄积大量热量，高速烧结如何使网带在很短的时间内降温、以保证电池片的出炉温度，也是一个较难解决的问题；四是由于网带的蓄热作用，使烧结炉不能在较短的时间内达到工艺需要的烧结温度850℃～950℃，达到烧结温度后，即便采用水冷却，也不能很快降温，难以满足硅片冷却速率≥70℃/S的要求；五是网带的蓄热作用也增加了炉体升温段和降温段的长度，一般网带式隧道烧结炉需要10米～12米的长度才能完成整个烧结过程，从而增加了烧结炉的体积和造价；六是由于网带的质量要远远大于硅片的质量，因此，加热网带和冷却网带带走的热量要远大于硅片烧结所需要的热量，从而烧结炉的能耗被大大提高。

中国专利CN102032777A针对网带式烧结炉能耗高、热效率低、占地面积大等问题，提出了一种无网带硅片烧结炉。其工作原理是由一组固定托架和移动托架组成的输送装置代替了金属网带，通过移动托架周期性地完成上升、前移、下降和后退动作，将放置在固定托架上的硅片逐步向前搬移。固定托架和移动托架支撑硅片的托脚用钢丝制成、在其外表面设有陶瓷涂层。该专利虽然从一定程度上解决了网带式传输存在的上述缺点，但这种往复式搬运方式，仍然存在以下问题：一是硅片不能连续平稳输送，并且输送速度不容易提高、难以满足5000mm/min的输送要求；二是为了满足硅片在搬运过程中不断地上下移动的需要，就会加大炉膛内部的有效高度，由于炉温的上下温差要大于水平温差，这样势必会造成硅片经过的温场波动较大、烧结温度不容易精确控制；三是硅片的传输过程是通过移动托架和固定托架的交互动作进行间歇式搬移，不能连续平稳输送，因此，不能在炉膛内放置跟随硅片运动的测温装置，实现对硅片烧结全过程的动态测温；四是其支撑硅片的托脚用钢丝制成、在其外表面设有陶瓷涂层，由于钢丝和陶瓷涂层的热膨胀系数差异较大，在850℃～950℃的高温下容易造成陶瓷涂层脱落，导致硅片与钢丝直接接触，由此丧失防止硅片污染的作用。为此，申请人开发了一种辊道式太阳电池硅片烧结炉，有效解决了以上二种输送方式存在的不足。

发明内容

本发明针对现有技术的弊端，提供一种辊道式太阳电池硅片烧结炉，在所述烧结炉中，传输硅片的载体是可以沿一个方向传输的辊道，该辊道中包括多个可旋转的辊体。

优选的是，辊道的与硅片接触部位的材质是非金属的；所使用的辊道的与硅片接触部位的材质不同于用来支撑和传动辊道的部位的材质。

优选的是，辊道的与硅片接触部位的材质是非金属材质，而用来支撑和传动辊道的部分的材质是金属材质。

优选的是，组成辊道的辊体中的至少一部分为表面光滑的平辊体或表面凸凹不平的辊体。表面凸凹不平的辊体包括：表面带有凹槽的螺纹状辊体、表面带有若干点状或线状凸起的辊体、表面带有若干圆环状物的不等径辊体。

优选的是，组成辊道的辊体中的至少一部分为实心辊体或空心辊体。也就是说，组成辊道的辊体可以都是实心辊体，也可以都是空心辊体，也可以是部分实心辊体和部分空心辊体共同组成的辊道。