CN109114983B - 一种烧结炉及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种烧结炉及其使用方法，属于晶硅太阳能电池生产制造技术领域，解决了现有的烧结炉的每个温区上下各只有一个进气孔，只能改变每个温区内进气孔的气流总量，但是不能改变每个温区内前后左右各个角落的气流氛围，影响浆料的烘干效果，进而影响电池的电性能的问题。包括烧结炉本体，所述烧结炉本体包括依次连通的烘干区、烧结区和冷却区，烧结炉本体内设有依次贯穿烘干区、烧结区和冷却区的传送网带，所述烘干区和烧结区内分别分成若干个加热温区，每个加热温区内分别设有若干个与外界气源连通的第一进气管道，所述第一进气管道等间距设置，烘干区的两端以及烧结区的两端分别设有废气排风管道；所述废气排风管道上设有抽风机。
Description
技术领域
本发明涉及晶硅太阳能电池生产制造技术领域，具体涉及一种烧结炉及其使用方法。
背景技术
烧结工艺在整个硅电池制备领域中极其重要，所有硅电池的前道工序都在烧结工序中成型，成为最终的硅太阳能电池。烧结温度最高可以达到780℃。烧结工序中会将浆料中的有机物挥发并燃烧掉，而且浆料中很多物质也需要与氧气形成氧化物，但是由于浆料中的有机物量比较大，所以需要将一个合理的气流将浆料内的有机物挥发出来，另外还需要将挥发的有机物燃烧掉。
常规烧结炉内部的每个温区上下各只有一个进气孔，而且只能改变每个温区内进气孔的气流总量，但是不能改变每个温区内前后左右各个角落的气流氛围，另一方面常规的烧结通入的气体是压缩空气，其中的氧气与氮气的含量比是确定的1:4，不能改变其中的氧气的含量比。根据硅电池印刷银浆跟铝浆烧结原理，在烘干区需要大量的400℃左右的温度，稳定的气流将浆料内的有机物蒸发出去，但是由于压缩空气中含有大量氧气会在浆料表面形成氧化层，所以影响浆料的烘干效果。在烧结区，将硅片加热到700-800℃温度，浆料中的有机气体会大量挥发，并且燃烧，而且铝浆会在表面形成氧化铝薄层，而银浆也会在表面形成氧化银薄层。由于压缩空气中的氧气含量不够，所以有机气体燃烧不够充分，所以会形成部分胶状油状物质附着在网带、腔室、管道甚至在硅片表面上，所以也会影响电池的电性能。
发明内容
为了解决现有的烧结炉的每个温区上下各只有一个进气孔，只能改变每个温区内进气孔的气流总量，但是不能改变每个温区内前后左右各个角落的气流氛围，影响浆料的烘干效果，进而影响电池的电性能的问题，本发明提供一种烧结炉及其使用方法：本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种烧结炉，包括烧结炉本体，所述烧结炉本体包括依次连通的烘干区、烧结区和冷却区，烧结炉本体内设有依次贯穿烘干区、烧结区和冷却区的传送网带，传送网带的上下两侧的烧结炉本体内分别设有加热管，所述烘干区和烧结区内分别分成若干个加热温区，每个加热温区内分别设有若干个与外界气源连通的第一进气管道，所述第一进气管道等间距设置，烘干区的两端以及烧结区的两端分别设有废气排风管道；所述废气排风管道上设有抽风机。
进一步地，所述冷却区内分别设有若干个与外界气源连通的第二进气管道。
进一步地，所述加热温区内设有9个第一进气管道，第一进气管道分成等间距的3列设置在加热温区内，每列上的第一进气管等间距设置。
为了解决现有的烧结通入的气体是压缩空气，其中的氧气与氮气的含量比是确定的1:4，不能改变其中的氧气的含量比，影响浆料的烘干效果以及影响电池的电性能的问题，本发明还提供了上述烧结炉的使用方法：包括以下步骤：
(1)将硅片放入本发明的烧结炉本体的烘干区内的传送网带上，启动烧结炉本体内的加热管，把烘干区内的温度设置成350-450℃，把烧结区内的温度设置成600-900℃，把冷却区内的温度设置成10-20℃；
(2)当步骤(1)的硅片经过传送网带进入到烘干区内时，通过烘干区的第一进气管道向烘干区内通入氮气与氧气的混合气体；并同时启动烘干区两端的废气排风管道上的抽风机；
(3)当步骤(2)的硅片经过传送网带进入到烧结区内时，通过烧结区的第一进气管道向烧结区内通入氮气与氧气的混合气体；并同时启动烧结区两端的废气排风管道上的抽风机；
(4)当步骤(3)的硅片经过传送网带进入到冷却区内时，通过冷却区的第一进气管道向冷却区内通入氮气与氧气的混合气体。
优选的，所述步骤(2)中，通入的氮气与氧气的混合气体中，氧气含量为5-20％。
优选的，所述步骤(3)中，通入的氮气与氧气的混合气体中，氧气含量为45-65％。
优选的，所述步骤(4)中，通入的氮气与氧气的混合气体中，氧气含量为15-25％。
本发明与现有技术相比具有的有益效果是：
1、本发明在现有的烧结炉结构的基础上，每个加热温区内分别设有若干个与外界气源连通的第一进气管道，且每个第一进气管道口可以单独控制，而且使用氮气与氧气的混合气体，并且氮气与氧气的比例可以实时调节。同时每个加热温区的腔室内有多个第一进气管道，而且可以分别调整每个第一进气管道的进气流量的大小，从而可以调整硅片表面的气流，进而可以改善银浆在硅片表面形成的欧姆接触电阻，提高电性能。
2、本发明由于在冷却区内分别设有若干个与外界气源连通的第二进气管道，且每个第二进气管道口可以单独控制，而且使用氮气与氧气的混合气体，并且氮气与氧气的比例可以实时调节。同时每个第二进气管道可以分别调整进气流量的大小，从而可以调整硅片表面的气流，能加快硅片的散热，并且使硅片的整片达到平稳的降温效果。
3、本发明的烧结炉，由于不同的腔室采用了不同含氧气的氮气和氧气的混合气体，可以保证在烘干区采用高浓℃的含氮气的氮气和氧气的混合气体大量吹扫，将硅片表面的挥发出的气体带走，由于降低了氧气的含量，所以不会大大降低了在浆料表面形成氧化层的情况，不影响有机物的挥发，使得浆料达到较好的烘干效果。而在烧结区则通入高浓℃的含氧气的氮气和氧气的混合气体，将挥发出的有机物充分燃烧掉，降低油污对排风口的堵塞的可能性。
附图说明
图1为本发明的烧结炉的剖面图；
图2为本发明的烧结炉加热温区内的俯视图。
图中标记：1-传送网带，2-加热管，3-第一进气管道，4-废气排风管道，5-第二进气管道，6-冷却区，7-烧结区，8-烘干区，9-抽风机，10-加热温区。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例:
如图1-2所示，一种烧结炉，包括烧结炉本体，所述烧结炉本体包括依次连通的烘干区8、烧结区7和冷却区6，烧结炉本体内设有依次贯穿烘干区8、烧结区7和冷却区6的传送网带1，传送网带1的上下两侧的烧结炉本体内分别设有加热管2，所述烘干区8和烧结区7内分别分成若干个加热温区10，每个加热温区10内分别设有若干个与外界气源连通的第一进气管道3，每个第一进气管道3上都设有流程开关，所述第一进气管道3等间距设置，烘干区8的两端以及烧结区7的两端分别设有废气排风管道4；所述废气排风管道4上设有抽风机9。
优选的，所述冷却区6内分别设有若干个与外界气源连通的第二进气管道5。
优选的，所述加热温区10内设有9个第一进气管道3，第一进气管道3分成等间距的3列设置在加热温区10内，每列上的第一进气管等间距设置。
在现有的烧结炉结构的基础上，每个加热温区10内分别设有若干个与外界气源连通的第一进气管道3，且每个第一进气管道3口可以单独控制，而且使用氮气与氧气的混合气体，并且氮气与氧气的比例可以实时调节。同时每个加热温区10的腔室内有多个第一进气管道3，而且可以分别调整每个第一进气管道3的进气流量的大小，从而可以调整硅片表面的气流，进而可以改善银浆在硅片表面形成的欧姆接触电阻，提高电性能。
本发明由于在冷却区6内分别设有若干个与外界气源连通的第二进气管道5，且每个第二进气管道5口可以单独控制，而且使用氮气与氧气的混合气体，并且氮气与氧气的比例可以实时调节。同时每个第二进气管道5可以分别调整进气流量的大小，从而可以调整硅片表面的气流，能加快硅片的散热，并且使硅片的整片达到平稳的降温效果。
本发明的烧结炉，由于不同的腔室采用了不同含氧气的氮气和氧气的混合气体，可以保证在烘干区8采用高浓℃的含氮气的氮气和氧气的混合气体大量吹扫，将硅片表面的挥发出的气体带走，由于降低了氧气的含量，所以不会大大降低了在浆料表面形成氧化层的情况，不影响有机物的挥发，使得浆料达到较好的烘干效果。而在烧结区7则通入高浓℃的含氧气的氮气和氧气的混合气体，将挥发出的有机物充分燃烧掉，降低油污对排风口的堵塞的可能性。
本发明由于使用氮气与氧气，从而避免了压缩空气中容易出现的冷凝剂泄露的问题。
本发明由于改造都在烧结炉的外面，而且不同的生产厂家使用的浆料不同，工艺不同，电池类型也不同，可能某些腔室不需要那么纯的氧气与氮气。而本发明可以很方便的将任何腔室内的氮气与氧气改为压缩空气，甚至也可以改为压缩空气与氧气，或者压缩空气与氮气的混合气体，而不需要改造烧结炉的内部构造，也不会影响产量，而可以根据工艺的优化自行调整氧气与氮气，甚至压缩空气的比例。使用方便，便于推广。
本发明还提供了上述烧结炉的使用方法：包括以下步骤：
(1)将硅片放入本发明的烧结炉本体的烘干区8内的传送网带1上，启动烧结炉本体内的加热管2，把烘干区8内的温度设置成350-450℃，把烧结区7内的温度设置成600-900℃，把冷却区6内的温度设置成10-20℃；
(2)当步骤(1)的硅片经过传送网带1进入到烘干区8内时，通过烘干区8的第一进气管道3向烘干区8内通入氮气与氧气的混合气体；并同时启动烘干区8两端的废气排风管道4上的抽风机9；
(3)当步骤(2)的硅片经过传送网带1进入到烧结区7内时，通过烧结区7的第一进气管道3向烧结区7内通入氮气与氧气的混合气体；并同时启动烧结区7两端的废气排风管道4上的抽风机9；
(4)当步骤(3)的硅片经过传送网带1进入到冷却区6内时，通过冷却区6的第一进气管道3向冷却区6内通入氮气与氧气的混合气体。
优选的，所述步骤(2)中，通入的氮气与氧气的混合气体中，氧气含量为5-20％。
优选的，所述步骤(3)中，通入的氮气与氧气的混合气体中，氧气含量为45-65％。
优选的，所述步骤(4)中，通入的氮气与氧气的混合气体中，氧气含量为15-25％。
实施例1：
如图1-2所示，一种烧结炉，包括烧结炉本体，所述烧结炉本体包括依次连通的烘干区8、烧结区7和冷却区6，烧结炉本体内设有依次贯穿烘干区8、烧结区7和冷却区6的传送网带1，传送网带1的上下两侧的烧结炉本体内分别设有加热管2，所述烘干区8和烧结区7内分别分成若干个加热温区10，每个加热温区10内分别设有若干个与外界气源连通的第一进气管道3，所述第一进气管道3等间距设置，烘干区8的两端以及烧结区7的两端分别设有废气排风管道4；所述废气排风管道4上设有抽风机9。
进一步地，所述冷却区6内分别设有若干个与外界气源连通的第二进气管道5。
进一步地，所述加热温区10内设有9个第一进气管道3，第一进气管道3分成等间距的3列设置在加热温区10内，每列上的第一进气管等间距设置。
本发明还提供了上述烧结炉的使用方法：包括以下步骤：
(1)将硅片放入本发明的烧结炉本体的烘干区8内的传送网带1上，启动烧结炉本体内的加热管2，把烘干区8内的温度设置成350℃，把烧结区7内的温度设置成600℃，把冷却区6内的温度设置成10℃；
(2)当步骤(1)的硅片经过传送网带1进入到烘干区8内时，通过烘干区8的第一进气管道3向烘干区8内通入氮气与氧气的混合气体；并同时启动烘干区8两端的废气排风管道4上的抽风机9；
(3)当步骤(2)的硅片经过传送网带1进入到烧结区7内时，通过烧结区7的第一进气管道3向烧结区7内通入氮气与氧气的混合气体；并同时启动烧结区7两端的废气排风管道4上的抽风机9；
(4)当步骤(3)的硅片经过传送网带1进入到冷却区6内时，通过冷却区6的第一进气管道3向冷却区6内通入氮气与氧气的混合气体。
优选的，所述步骤(2)中，通入的氮气与氧气的混合气体中，氧气含量为5％。
优选的，所述步骤(3)中，通入的氮气与氧气的混合气体中，氧气含量为45％。
优选的，所述步骤(4)中，通入的氮气与氧气的混合气体中，氧气含量为15％。
实施例2：
如图1-2所示，一种烧结炉，包括烧结炉本体，所述烧结炉本体包括依次连通的烘干区8、烧结区7和冷却区6，烧结炉本体内设有依次贯穿烘干区8、烧结区7和冷却区6的传送网带1，传送网带1的上下两侧的烧结炉本体内分别设有加热管2，所述烘干区8和烧结区7内分别分成若干个加热温区10，每个加热温区10内分别设有若干个与外界气源连通的第一进气管道3，所述第一进气管道3等间距设置，烘干区8的两端以及烧结区7的两端分别设有废气排风管道4；所述废气排风管道4上设有抽风机9。
优选的，所述冷却区6内分别设有若干个与外界气源连通的第二进气管道5。
优选的，所述加热温区10内设有9个第一进气管道3，第一进气管道3分成等间距的3列设置在加热温区10内，每列上的第一进气管等间距设置。
本发明还提供了上述烧结炉的使用方法：包括以下步骤：
(1)将硅片放入本发明的烧结炉本体的烘干区8内的传送网带1上，启动烧结炉本体内的加热管2，把烘干区8内的温度设置成450℃，把烧结区7内的温度设置成900℃，把冷却区6内的温度设置成20℃；
(2)当步骤(1)的硅片经过传送网带1进入到烘干区8内时，通过烘干区8的第一进气管道3向烘干区8内通入氮气与氧气的混合气体；并同时启动烘干区8两端的废气排风管道4上的抽风机9；
(3)当步骤(2)的硅片经过传送网带1进入到烧结区7内时，通过烧结区7的第一进气管道3向烧结区7内通入氮气与氧气的混合气体；并同时启动烧结区7两端的废气排风管道4上的抽风机9；
(4)当步骤(3)的硅片经过传送网带1进入到冷却区6内时，通过冷却区6的第一进气管道3向冷却区6内通入氮气与氧气的混合气体。
优选的，所述步骤(2)中，通入的氮气与氧气的混合气体中，氧气含量为20％。
优选的，所述步骤(3)中，通入的氮气与氧气的混合气体中，氧气含量为65％。
优选的，所述步骤(4)中，通入的氮气与氧气的混合气体中，氧气含量为25％。
实施例3:
如图1-2所示，一种烧结炉，包括烧结炉本体，所述烧结炉本体包括依次连通的烘干区8、烧结区7和冷却区6，烧结炉本体内设有依次贯穿烘干区8、烧结区7和冷却区6的传送网带1，传送网带1的上下两侧的烧结炉本体内分别设有加热管2，所述烘干区8和烧结区7内分别分成若干个加热温区10，每个加热温区10内分别设有若干个与外界气源连通的第一进气管道3，所述第一进气管道3等间距设置，烘干区8的两端以及烧结区7的两端分别设有废气排风管道4；所述废气排风管道4上设有抽风机9。
优选的，所述冷却区6内分别设有若干个与外界气源连通的第二进气管道5。
优选的，所述加热温区10内设有9个第一进气管道3，第一进气管道3分成等间距的3列设置在加热温区10内，每列上的第一进气管等间距设置。
本发明还提供了上述烧结炉的使用方法：包括以下步骤：
(1)将硅片放入本发明的烧结炉本体的烘干区8内的传送网带1上，启动烧结炉本体内的加热管2，把烘干区8内的温度设置成400℃，把烧结区7内的温度设置成700℃，把冷却区6内的温度设置成15℃；
(2)当步骤(1)的硅片经过传送网带1进入到烘干区8内时，通过烘干区8的第一进气管道3向烘干区8内通入氮气与氧气的混合气体；并同时启动烘干区8两端的废气排风管道4上的抽风机9；
(3)当步骤(2)的硅片经过传送网带1进入到烧结区7内时，通过烧结区7的第一进气管道3向烧结区7内通入氮气与氧气的混合气体；并同时启动烧结区7两端的废气排风管道4上的抽风机9；
(4)当步骤(3)的硅片经过传送网带1进入到冷却区6内时，通过冷却区6的第一进气管道3向冷却区6内通入氮气与氧气的混合气体。
优选的，所述步骤(2)中，通入的氮气与氧气的混合气体中，氧气含量为6％。
优选的，所述步骤(3)中，通入的氮气与氧气的混合气体中，氧气含量为50％。
优选的，所述步骤(4)中，通入的氮气与氧气的混合气体中，氧气含量为20％。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种烧结炉的使用方法，其特征在于，烧结炉包括烧结炉本体，所述烧结炉本体包括依次连通的烘干区(8)、烧结区(7)和冷却区(6)，烧结炉本体内设有依次贯穿烘干区(8)、烧结区(7)和冷却区(6)的传送网带(1)，传送网带(1)的上下两侧的烧结炉本体内分别设有加热管(2)，所述烘干区(8)和烧结区(7)内分别分成若干个加热温区(10)，每个加热温区(10)内分别设有若干个与外界气源连通的第一进气管道(3)，所述第一进气管道(3)等间距设置，烘干区(8)的两端以及烧结区(7)的两端分别设有废气排风管道(4)；所述废气排风管道(4)上设有抽风机(9)；
使用方法包括以下步骤：(1)将硅片放入所述烧结炉本体的烘干区(8)内的传送网带(1)上，启动烧结炉本体内的加热管(2)，把烘干区(8)内的温度设置成350-450℃，把烧结区(7)内的温度设置成600-900℃，把冷却区(6)内的温度设置成10-20℃；(2)当步骤(1)的硅片经过传送网带(1)进入到烘干区(8)内时，通过烘干区(8)的第一进气管道(3)向烘干区(8)内通入氮气与氧气的混合气体；并同时启动烘干区(8)两端的废气排风管道(4)上的抽风机(9)；(3)当步骤(2)的硅片经过传送网带(1)进入到烧结区(7)内时，通过烧结区(7)的第一进气管道(3)向烧结区(7)内通入氮气与氧气的混合气体；并同时启动烧结区(7)两端的废气排风管道(4)上的抽风机(9)；(4)当步骤(3)的硅片经过传送网带(1)进入到冷却区(6)内时，通过冷却区(6)的第一进气管道(3)向冷却区(6)内通入氮气与氧气的混合气体；
所述步骤(2)中，通入的氮气与氧气的混合气体中，氧气含量为5-20％；
所述步骤(3)中，通入的氮气与氧气的混合气体中，氧气含量为45-65％；
所述步骤(4)中，通入的氮气与氧气的混合气体中，氧气含量为15-25％。
2.根据权利要求1所述的一种烧结炉的使用方法，其特征在于，所述冷却区(6)内分别设有若干个与外界气源连通的第二进气管道(5)。
3.根据权利要求1所述的一种烧结炉的使用方法，其特征在于，所述加热温区(10)内设有9个第一进气管道(3)，第一进气管道(3)分成等间距的3列设置在加热温区(10)内，每列上的第一进气管等间距设置。
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