一種用于加工光伏太陽能硅片的燒結爐的獨立燒結單元的制作方法

本實用新型屬于太陽能電池片的制備設備領域，具體涉及一種硅片燒結爐，尤其涉及一種用于加工光伏太陽能硅片的燒結爐的獨立燒結單元。

背景技術：

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

現有的燒結爐包括殼體、爐體以及穿設在爐體當中的傳輸網鏈，殼體包圍在爐體外部，其中，爐體由上爐體和下爐體構成，上爐體和下爐體中均設有紅外燈管，現有燒結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，在加工生產中，硅片的工藝要求非常嚴格，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烘干燒結，并且能夠確保硅片快燒和快冷。現有的燒結爐溫度控制粗糙，容易導致爐體中串溫，無法根據工藝要求精確控制爐體各部分的溫度。

另外燒結爐中經常出現溫度不均勻，導致硅片加工失敗等問題。

鑒于此，提出一種用于加工光伏太陽能硅片的燒結爐的獨立燒結單元是本所要研究的課題。

技術實現要素：

本實用新型目的是提供一種用于加工光伏太陽能硅片的燒結爐的獨立燒結單元，主要解決現有的燒結爐中加熱溫度不均勻，導致硅片加工失敗等問題。

為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是：一種用于加工光伏太陽能硅片的燒結爐的獨立燒結單元，所述獨立燒結單元為燒結爐中的其中之一的燒結單元；

所述燒結單元包括結構、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，上單元和下單元之間具有一風道；

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構，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有一對應配合的上進氣口，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構，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有一對應配合的下進氣口，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單元，每個上單元內部均設有若干上加熱管，該若干上加熱管沿上單元長度方向依次間隔布置，且設于上氣室和風道之間；每個下單元內部均設有若干下加熱管，該若干下加熱管沿下單元長度方向依次間隔布置，且設于上風道和下氣室之間。

上述技術方案中的有關內容解釋如下：

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，所述上透氣棉層和下透氣棉層均采用陶瓷纖維透氣棉層。

3、上述方案中，所述燒結爐分為烘干區和燒結區，每個燒結區中上加熱管的間隔距離均小于烘干區中上加熱管的間隔距離，對應每個燒結區中下加熱管的間隔距離均小于烘干區中下加熱管的間隔距離。

本實用新型工作原理是：本實用新型的燒結單元均包括結構、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構，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，通過特殊氣室設置，能夠保證燒結爐中溫度。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道中，也從上進氣口進入上氣室，再從上氣室滲透入風道中，通過透氣棉層的多孔結構設置，使得進入風道中的氣體溫度均勻，有利于硅片的加工，能夠有效提高產品的良品率。

硅片在燒結過程中，第一步，漿料先進行烘干干燥，燒除有機溶劑和粘結劑，接著，當溫度到達660攝氏度時，鋁/硅開始熔化為液相，然后當溫度到達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+結構的背面反射場，當溫度冷卻治550攝氏度以下時，背鋁硅片會轉換成Al-Si共晶結構。

而現有技術中的燒結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。

由于上述技術方案運用，本實用新型與現有技術相比具有下列優點：

1、本實用新型每個氣室的特殊設置，通過透氣棉層中的多孔結構，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，使得各溫區具備獨立的熱風系統并且相鄰兩溫區可設定大于200攝氏度的溫度極差，更加方便工藝溫度的調整。

2、所述燒結爐分為烘干區和燒結區，每個燒結區中上加熱管的間隔距離均小于烘干區中上加熱管的間隔距離，對應每個燒結區中下加熱管的間隔距離均小于烘干區中下加熱管的間隔距離，有效提高了燒結爐中的加工效率及產品的良品率。

附圖說明

附圖1為本實施例中燒結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構示意圖；

附圖4為本實施例中燒結爐的爐體的立體圖；

附圖5為本實施例中燒結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；12、燒結區；13、冷卻單元；130、冷凝管；131、熱排放口；2、網鏈；3、排廢結構；30、排廢口；

4、燒結單元；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

下面結合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述：

實施例：一種用于加工光伏太陽能硅片的燒結爐的獨立燒結單元

參見附圖1-5，包括爐體1以及穿設在爐體1當中的傳輸網鏈2。

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

其中，每個燒結單元4均包括結構、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構，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中均開設有一對應配合的上進氣口，上進氣口中穿設有一上進氣管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構，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有一對應配合的下進氣口，下進氣口中穿設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單元4，每相鄰兩個燒結單元4之間設有一隔熱條50，該隔熱條50設在相鄰兩個燒結單元4之間的保溫層42中，將相鄰兩個燒結單元4隔離開。

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

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道中，也從上進氣口進入上氣室44，再從上氣室44滲透入風道中，通過透氣棉層的多孔結構設置，使得進入風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拼接在燒結區12遠離烘干區11的一端。所述冷卻單元13上開設有熱排放口131，冷卻單元13內部設有水冷式冷凝管130，用于對燒結后的硅片6進行快速冷卻。所述冷卻單元13中還設有冷卻風扇（圖中未標出），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11的入口端以及位于燒結區12的出口端均設有一排廢結構3，該排廢結構包括廢氣排出管道，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有風機（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單元4和相鄰兩個燒結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單元4均是可行的，不僅限于本實施例中的五個燒結單元4。

2、上述實施例中，所述冷卻單元13內部設有水冷式冷凝管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）等等冷卻結構，不僅限于本實施例中的冷卻結構。

上述實施例只為說明本實用新型的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人士能夠了解本實用新型的內容并據以實施，并不能以此限制本實用新型的保護范圍。凡根據本實用新型精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。