CN108511559A - 一种电注入退火装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电注入退火装置，用于电池片退火，包括框架主体，所述框架主体的底部设置有滚轮输送系统，用于承载电池片的载具经所述输送滚轮系统依次经过所述上料工位、反向电流注入工位、冷却工位和下料工位进行退火处理；其中，所述反向电流注入工位用于对所述载具内的电池片进行电注入，所述反向电流注入工位中设有至少两个工艺腔，包括至少一个高温工艺腔和至少一个低温工艺腔，所述反向电流注入工位中配置有热量控制系统，用于调节所述至少一个高温工艺腔和至少一个低温工艺腔的腔内温度。本发明能够实现对于电池片的电注入状况下的退火，处理效率高，能够有效提高电池片的转换效率。
Description
技术领域
本发明涉及电池片加工技术领域，特别是涉及一种用于对电池片进行退火的装置，尤其涉及一种电注入的退火装置。
背景技术
硅片（电池片）中含有氧，氧有吸取杂质的作用，对硅片进行退火处理，能够促进存留于硅中的氧向外扩散，在硅片表面形成低氧环境（洁净区），从而减少甚至能够消除由氧造成的晶体缺陷，有利于后期器件制造，硅片退火能够对其电阻率及少子寿命造成影响。另外，光致衰减(LID)是指太阳能电池及组件在光照过程中引起的功率衰减现象。为了提高电池效率，目前研发出了PERC（钝化发射极及背局域接触电池）高效电池，但经过实践发现，如果不对成品电池进行处理，高效电池的LID现象会减小电池的效率增益，降低电池片的转换效率。
针对上述缺陷，现在多采用退火处理，但发现在硅片退火过程中如保持其处于通电状态，能够使得硅片的退火效果更好，具备更优越的性能，但目前还没有硅片退火设备对此制造出相应的装置，因此急需一种可靠工作的硅片退火设备来解决这一问题。
发明内容
本发明的目的是要提供一种电注入退火装置，能够实现对于电池片的电注入状况下的退火，处理效率高，能够有效提高电池片的转换效率。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
本发明提供了一种电注入退火装置，用于电池片退火，包括框架主体，所述框架主体的底部设置有滚轮输送系统，沿所述输送滚轮系统的行进方向所述框架主体中依序设置有上料工位、反向电流注入工位 、冷却工位和下料工位，用于承载电池片的载具经所述输送滚轮系统依次经过所述上料工位、反向电流注入工位 、冷却工位和下料工位进行退火处理；其中，所述反向电流注入工位用于对所述载具内的电池片进行电注入，所述反向电流注入工位中设有至少两个工艺腔，包括至少一个高温工艺腔和至少一个低温工艺腔，所述反向电流注入工位中配置有热量控制系统，用于调节所述至少一个高温工艺腔和至少一个低温工艺腔的腔内温度。
对于上述技术方案，发明人还有进一步的优化措施。
优选地，在所述反向电流注入工位中对应于每个工艺腔分别配置有一个电流注入系统，所述电流注入系统包括电极气缸和电极架，所述电极气缸竖直固定在所述框架主体上并位于每个工艺腔的上方，所述电极架固定在所述电极气缸的底部。
进一步地，所述电极架包括绝缘固定架和导电柱，所述绝缘固定架的中部固定连接电极气缸的底部，固定在所述绝缘固定架上的所述导电柱对应所述载具上的电池片中心，用于接触所述电池片并对电池片进行电流注入。
优选地，所述热量控制系统包括分别设置在所述至少一个高温工艺腔和至少一个低温工艺腔中的石英加热器、循环风机和抽风装置，所述石英加热器用于对工位的加热，循环风机用于对工位中提供循环风、均匀热量，所述抽风装置设置在工位顶部用于控制调节工位中的散热。
进一步地，所述电流注入系统中的电极架处配置了用于读取工艺腔内温度的热电偶，所述热量控制系统根据热电偶反馈的温度信息控制调节对应工艺腔中所述石英加热器、循环风机和抽风装置的工作，实现对于工艺腔中的温度控制。
更进一步地，所述热量控制系统还包括中压风机，所述中压风机设置在所述反向电流注入工位的顶部，用于在抽风不足时控制所述反向电流注入工位的温度。
优选地，所述滚轮输送系统包括多根连续且平行设置的滚轮，所述滚轮的轴承座设置在固定用的型材上，所述型材通过调节螺栓沿所述框架主体的长度方向水平固定，所述调节螺栓竖直设置，用于调整所述型材的上下高度进而调整所述滚轮输送系统的水平。
优选地，在所述反向电流注入工位的四壁上设有保温壁板，且在每个工位之间均设置有隔热材料制成的隔热门，所述隔热门的顶部与一升降气缸相连。
优选地，所述载具为多层载具，所述载具包括云母制成的承载主体，在所述承载主体中通过限位件分隔出多层用来放置电池片的腔体，上下两层腔体之间设置有用于电连接两层腔体中电池片的导电柱。
优选地，所述每层腔体的底部设置有与电池片形状适配的导电板，所述导电柱固定在所述导电板的底部，且导电柱的下部还固定连接有第二导电板，所述第二导电板的形状与电池片适配。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明的电注入退火装置，其中反向电流注入工位用于对所述载具内的电池片进行电注入，这样在对电池片进行退火的同时，实现了对电池片的电注入，如此电注入状况下的退火能够提高电池片的转换效率，降低高效电池的光致衰减，从而保证电池的效率增益。
进一步地，反向电流注入工位中配置有高温及低温的工艺腔，并且在工艺腔中配置有热量控制系统，能够实现对于各工艺腔内的温度控制，实现对于电池片不同温度下的退火，且通过热电偶对各工艺腔温度进行控制，精确调节温度，以实现对于电池片的更高效的退火效果。
更进一步地，采用的载具为多层结构，通过每层腔体上的导电板及底部导电柱将上下两层中的电池片进行串联，在使得电池片的装载量更高的同时，保证了与外界电源导通的通电回路良好，能够使得硅片的退火同时保持其通电状态，进而提高硅片退火效果，提升硅片性能，有效提高产能，加工效率也更高。除此之外，承载主体中上层腔体所设置的导电柱及第二导电板能够紧密串联相邻两层托盘上的硅片，提高连接可靠性，使得能够适用于不同数量、不同厚度的硅片，适应调整性强。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据本发明一个实施例的电注入退火装置的整体结构示意图；
图2是图1所示电注入退火装置的反向电流注入工位的侧视结构图；
图3是图1所示电注入退火装置中采用的载具的结构示意图。
其中，附图标记说明如下：
1、框架主体；
2、滚轮输送系统，21、滚轮，22、可调节高度的型材，23、调节螺栓；
3、上料工位；
4、反向电流注入工位，41、高温工艺腔，42、低温工艺腔， 43、电极气缸，44、电极架，441、绝缘固定架，442、导电柱，45、保温壁板，46、隔热门，47、升降气缸；
5、冷却工位，51、风扇；
6、下料工位；
7、载具，71、承载主体，72、载具中的导电柱，73、导电板，74、第二导电板；
8、电池片；
91、石英加热器，92、循环风机，93、抽风装置；
10、中压风机。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本实施例所描述的电注入退火装置，用于电池片8退火，如图1所示，包括框架主体1，所述框架主体1的底部设置有滚轮输送系统2，沿所述输送滚轮21系统的行进方向所述框架主体1中依序设置有上料工位3、反向电流注入工位4 、冷却工位5和下料工位6，用于承载电池片8的载具7经所述输送滚轮21系统依次经过所述上料工位3、反向电流注入工位4 、冷却工位5和下料工位6进行退火处理，其中，退火的过程是在反向电流注入工位4中完成，在电注入的同时进行退火。
具体说来，所述反向电流注入工位4用于对所述载具7内的电池片8进行电注入，所述反向电流注入工位4中设有至少两个工艺腔。本实施例中的电注入退火装置，包括长度相等的一个上料工位3，一个冷却工位5以及一个下料工位6，而所述反向电流注入工位4中设有六个工艺腔，而每个工艺腔的长度（按传送方向）等于所述一个上料工位3（或者一个冷却工位5、一个下料工位6）的长度。
以每个工艺时间为一个生产节拍，每完成一个生产节拍，退火装置中的载具7整体前移一个工位，根据先到先出的原则，最早放入的载具7最早完成所有工艺并移至下料区，等待取料。在反向电流注入工位4，载具7在被移至到工艺腔后，通过位置感应器限位，滚轮停止转动，电流注入系统将电极架44下压使得电极压住电池片8后直流电注入硅片，在电注入的同时完成退火。
所述反向电流注入工位4中的六个工艺腔包括一个高温工艺腔41和五个低温工艺腔42，承载电池片8的载具7设于滚轮输送系统2之上，依次经过上料工位3、高温工艺腔41、低温工艺腔42、冷却工位5、最后到达下料工位6。在冷却工位5及下料工位6中均设置有辅助快速降温用的风扇51，提高冷却效率。
本实施例所描述的电注入退火装置，其中反向电流注入工位4用于对所述载具7内的电池片8进行电注入，这样在对电池片8进行退火的同时，实现了对电池片8的电注入，如此电注入状况下的退火能够提高电池片8的转换效率，降低高效电池的光致衰减，从而保证电池的效率增益。
在所述反向电流注入工位4中对应于每个工艺腔分别配置有一个电流注入系统，如图2所示，所述电流注入系统包括电极气缸43和电极架44，所述电极气缸43竖直固定在所述框架主体1上并位于每个工艺腔的上方，所述电极架44固定在所述电极气缸43的底部。所述电极架44包括绝缘固定架441和导电柱442，所述绝缘固定架441的中部固定连接电极气缸43的底部，固定在所述绝缘固定架441上的所述导电柱442对应所述载具7上的电池片8中心，用于接触所述电池片8并对电池片8进行电流注入。
为了实现对于高温工艺腔41及低温工艺腔42内的温度控制，在所述反向电流注入工位4中配置有热量控制系统，用于调节所述一个高温工艺腔41和五个低温工艺腔42的腔内温度。
在所述反向电流注入工位4的四壁上设有保温壁板，且在每个工位之间均设置有隔热材料制成的隔热门46，所述隔热门46的顶部与一升降气缸47相连。在每个工艺腔中，无论是高温工艺腔41还是低温工艺腔42，所述热量控制系统分别对应一个工艺腔内分别配置有石英加热器91、循环风机92和抽风装置93，所述石英加热器91用于对工位的加热，循环风机92用于对工位中提供循环风、均匀热量，所述抽风装置93设置在工位顶部用于控制调节工位中的散热。
为了能够实时监测工艺腔内的温度，便于控制，本实施例在所述电流注入系统中的电极架44处配置了用于读取工艺腔内温度的热电偶（图中未示出），所述热量控制系统根据热电偶反馈的温度信息控制调节对应工艺腔中所述石英加热器91、循环风机92和抽风装置93的工作，实现对于工艺腔中的温度控制。
反向电流注入工位4中配置有高温及低温的工艺腔，并且在工艺腔中配置有热量控制系统，能够实现对于各工艺腔内的温度控制，实现对于电池片8不同温度下的退火，且通过热电偶对各工艺腔温度进行控制，精确调节温度，以实现对于电池片8的更高效的退火效果。
除此之外，所述热量控制系统还包括中压风机10，所述中压风机10设置在所述反向电流注入工位4的顶部，用于在抽风不足时控制所述反向电流注入工位4的温度，以确保电池片8在反向电流注入工位4内温度受控。
所述滚轮输送系统2包括多根连续且平行设置的滚轮21，所述滚轮21的轴承座设置在固定用的型材22上，所述型材22通过调节螺栓23沿所述框架主体1的长度方向水平固定，所述调节螺栓23竖直设置，用于调整所述型材22的上下高度进而调整所述滚轮输送系统2的水平。
本实施例中，如图3所示，所述载具7为多层载具7，所述载具7包括云母制成的承载主体71，在所述承载主体71中通过限位件分隔出多层用来放置电池片8的腔体，上下两层腔体之间设置有用于电连接两层腔体中电池片8的导电柱72。
优选地，所述每层腔体的底部设置有与电池片8形状适配的导电板73，所述导电柱72固定在所述导电板73的底部，且导电柱72的下部还固定连接有第二导电板74，所述第二导电板74的形状与电池片8适配。
由于本实施例采用的载具7为多层结构，通过每层腔体上的导电板73及底部导电柱72将上下两层中的电池片8进行串联，在使得电池片8的装载量更高的同时，保证了与外界直流电源导通的通电回路良好，能够使得硅片的退火同时保持其通电状态，进而提高硅片退火效果，提升硅片性能，有效提高产能，加工效率也更高。除此之外，承载主体71中上层腔体所设置的导电柱72及第二导电板74能够紧密串联相邻两层托盘上的硅片，提高连接可靠性，使得能够适用于不同数量、不同厚度的硅片，适应调整性强。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1. 一种电注入退火装置，用于电池片退火，包括框架主体，所述框架主体的底部设置有滚轮输送系统，沿所述输送滚轮系统的行进方向所述框架主体中依序设置有上料工位、反向电流注入工位 、冷却工位和下料工位，用于承载电池片的载具经所述输送滚轮系统依次经过所述上料工位、反向电流注入工位 、冷却工位和下料工位进行退火处理；其中，所述反向电流注入工位用于对所述载具内的电池片进行电注入，所述反向电流注入工位中设有至少两个工艺腔，包括至少一个高温工艺腔和至少一个低温工艺腔，所述反向电流注入工位中配置有热量控制系统，用于调节所述至少一个高温工艺腔和至少一个低温工艺腔的腔内温度。
2.根据权利要求1所述的电注入退火装置，其特征在于，在所述反向电流注入工位中对应于每个工艺腔分别配置有一个电流注入系统，所述电流注入系统包括电极气缸和电极架，所述电极气缸竖直固定在所述框架主体上并位于每个工艺腔的上方，所述电极架固定在所述电极气缸的底部。
3.根据权利要求2所述的电注入退火装置，其特征在于，所述电极架包括绝缘固定架和导电柱，所述绝缘固定架的中部固定连接电极气缸的底部，固定在所述绝缘固定架上的所述导电柱对应所述载具上的电池片的中心，用于接触所述电池片并对电池片进行电流注入。
4.根据权利要求1所述的电注入退火装置，其特征在于，所述热量控制系统包括分别设置在所述至少一个高温工艺腔和至少一个低温工艺腔中的石英加热器、循环风机和抽风装置，所述石英加热器用于对工位的加热，循环风机用于对工位中提供循环风、均匀热量，所述抽风装置设置在工位顶部用于控制调节工位中的散热。
5.根据权利要求4所述的电注入退火装置，其特征在于，所述电流注入系统中的电极架处配置了用于读取工艺腔内温度的热电偶，所述热量控制系统根据热电偶反馈的温度信息控制调节对应工艺腔中所述石英加热器、循环风机和抽风装置的工作，实现对于工艺腔中的温度控制。
6.根据权利要求4或5中所述的电注入退火装置，其特征在于，所述热量控制系统还包括中压风机，所述中压风机设置在所述反向电流注入工位的顶部，用于在抽风不足时控制所述反向电流注入工位的温度。
7.根据权利要求1所述的电注入退火装置，其特征在于，所述滚轮输送系统包括多根连续且平行设置的滚轮，所述滚轮的轴承座设置在固定用的型材上，所述型材通过调节螺栓沿所述框架主体的长度方向水平固定，所述调节螺栓竖直设置，用于调整所述型材的上下高度进而调整所述滚轮输送系统的水平。
8.根据权利要求1所述的电注入退火装置，其特征在于，在所述反向电流注入工位的四壁上设有保温壁板，且在每个工位之间均设置有隔热材料制成的隔热门，所述隔热门的顶部与一升降气缸相连。
9.根据权利要求1所述的电注入退火装置，其特征在于，所述载具为多层载具，所述载具包括云母制成的承载主体，在所述承载主体中通过限位件分隔出多层用来放置电池片的腔体，上下两层腔体之间设置有用于电连接两层腔体中电池片的导电柱。
10.根据权利要求9所述的电注入退火装置，其特征在于，所述每层腔体的底部设置有与电池片形状适配的导电板，所述导电柱固定在所述导电板的底部，且导电柱的下部还固定连接有第二导电板，所述第二导电板的形状与电池片适配。
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