CN110257918A - 小型静态退火炉 - Google Patents

Abstract

本申请揭示了一种小型静态退火炉，属于电池片加工领域，包括炉体框架、炉体冷却装置、托盘、测温装置、电源装置、光照装置、加热装置；托盘在炉体框架的内部和外部之间移动，用于承载硅片，将硅片送入退火炉内部；测温装置设置在炉体框架内部，实时监测炉体内的温度；炉体冷却装置设置在炉体框架内部，用于对炉体进行降温；电源装置为光照装置提供恒定电流的电源；光照装置设置在位于炉体内的托盘的上方，用于以预定波长的光照射托盘上的硅片；加热装置设置在炉体内，用于对托盘上的硅片加热。本申请将加热与光照退火集成为一体，省去了自动化生产中的运输装置，易于操作，并且能够节约成本。

Description

小型静态退火炉

技术领域

本发明属于电池片加工领域，涉及一种小型静态退火炉。

背景技术

在电池片加工时，需要先对电池片进行光照退火处理，减少由于电池片发生光致衰减带来的转化效率下降的问题。

传统的退火炉设备通过运输装置与其他自动化生产线连接，可以进行大批量地自动化生产。但是生产前，还需要先测定工艺参数，根据工艺参数来调整生产设定，再开始对电池片进行自动化生产。每次对不同片源、规格的电池片进行光注入退火处理之前，都需要启动一整条退火炉生产线进行测试，要消耗大量电力才能得出适于生产工艺参数，操作复杂，使用成本高。

发明内容

为了解决相关技术中退火炉设备每次对不同片源、规格的硅片进行光注入退火处理之前，都需要启动一整条退火炉生产线进行测试，要消耗大量电力才能得出适于生产工艺参数，操作复杂，使用成本高的问题，本发明提供了一种小型静态退火炉。技术方案如下：

提供了一种小型静态退火炉，包括炉体框架、炉体冷却装置、托盘、测温装置、电源装置、光照装置、加热装置；托盘在炉体框架的内部和外部之间移动，用于承载硅片，将硅片送入退火炉内部；测温装置设置在炉体框架内部，实时监测炉体内的温度；炉体冷却装置设置在炉体框架内部，用于对炉体进行降温；电源装置为光照装置提供恒定电流的电源；光照装置设置在位于炉体内的托盘的上方，用于以预定波长的光照射托盘上的硅片；加热装置设置在炉体内，用于对托盘上的硅片加热。

通过小型静态退火炉中的加热装置对硅片，即电池片进行加热，通过光照装置对电池片进行光照退火处理，加热与光照退火集成为一体，省去了自动化生产中的运输装置，与传统的自动化生产中大型退火炉设备测试启动时耗费的电力相比，小型静态退火炉易于操作，并且能够节约成本。另外，通过炉体冷却装置对炉体进行冷却，可以保护光照装置因过热发生故障，提高了设备的可靠性。

可选的，炉体冷却装置包括风冷模块和水冷模块；风冷模块包括风机和通风管道，通风管道横跨在光照装置的上方，通风管道的两个风口分别设置在光照装置的两侧，风机用于带动气体在通风管道内和托盘下方的空间循环流动；水冷模块设置在通风管道上，通风管道中的热风经过水冷模块时将热量传递给水冷模块中的冷却液，水冷模块用于将冷却液输出到外部进行冷却后回流。

通过风机带动气体在通风管道内和托盘下方的空间循环流动，使得炉体内的高温气体流动到通风管道内，由于通风管道上设置了水冷模块，高温气体流动到水冷模块时将热量传递给水冷模块的冷却液，冷却液输出到外部冷却后回流，使得炉内气体降温，从而降低炉内温度，适应工艺需求。

可选的，水冷模块包括水冷排和水泵，水泵带动水冷排中的冷却液流动。

通过水泵将升温的冷却液输出到外部冷却，将冷却后的冷却液回流到水冷模块中，使得高温气体传递的热量能够被传递出去达到散热效果。

可选的，风机为长轴风机。

可选的，托盘以抽屉式安装在炉体框架上。

通过将托盘以抽屉式安装在炉体框架上，便于将承载硅片的托盘送入退火炉中，以及将退火处理完毕的硅片取出。

可选的，托盘上包括预定数量的镂空区域，镂空区域设置有拦网，硅片放置在镂空区域的拦网上。

镂空区域设置拦网一方面可以防止硅片掉落，另一方面有利于气体流通。

可选的，光照装置包括LED灯管模块；LED灯管模块根据不同的波长要求拆卸更换。

通过将LED灯管模块设置成便于拆卸更换的，可以根据实际的光照需求更换LED灯管模块，从而提供不同波长的照射处理。

可选的，加热装置包括红外灯管，红外灯管的加热温度通过灯管功率调节。

通过调整灯管功率可以调节加热温度，便于对加热温度进行控制。

可选的，测温装置包括红外测温仪。

可选的，小型静态退火炉还包括：气体更换装置；气体更换装置用于抽出炉内的第一气体并向炉内充入第二气体；第一气体包括空气，第二气体包括惰性气体。

通过从炉内抽出空气并向炉内充入惰性气体，可以提高光注入退火过程的抗光衰效果。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是本申请一个实施例提供的小型静态退火炉的结构示意图；

图2是本申请一个实施例提供的炉体冷却装置的示意图；

图3是本申请一个实施例提供的托盘的示意图；

图4是本申请一个实施例提供的托盘上镂空区域的拦网的示意图。

其中，附图标记如下：

10、炉体框架；20、炉体冷却装置；21、风冷模块；22、水冷模块；23、风机；24、通风管道；30、托盘；31、镂空区域；32、拦网；40、测温装置；50、光照装置；60、电源装置；70、加热装置。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

传统的退火炉设备通过运输装置与其他自动化产线连接，形成大批量的自动化生产，但是需要先测定工艺参数后，再根据工艺参数对电池片开始自动化生产。每次对不同片源、规格的硅片进行光注入退火处理之前，需要启动一整条退火炉生产线进行测试，要消耗大量电力才能得出适于生产工艺参数，操作复杂，使用成本高。

针对于此，本申请提供了一种小型静态退火炉，通过小型静态退火炉中的加热装置对硅片，即电池片进行加热，通过光照装置对电池片进行光照退火处理，加热与光照退火集成为一体，省去了自动化生产中的运输装置，易于操作，并且能够节约成本。下面结合图1至图4对本申请提供的小型静态退火炉进行举例说明。

图1是本申请一个实施例提供的小型静态退火炉的结构示意图，该小型静态退火炉包括炉体框架10、炉体冷却装置20、托盘30、测温装置40、电源装置60、光照装置50、加热装置70；托盘30在炉体框架10的内部和外部之间移动，用于承载硅片，将硅片送入退火炉内部；测温装置40设置在炉体框架10内部，实时监测炉体内的温度；炉体冷却装置20设置在炉体框架10内部，用于对炉体进行降温；电源装置60为光照装置50提供恒定电流的电源；光照装置50设置在位于炉体内的托盘30的上方，用于以预定波长的光照射托盘30上的硅片；加热装置70设置在炉体内，用于对托盘30上的硅片加热。

示例性的，炉体冷却装置20、测温装置40、光照装置50均设置在炉体框架10内部的上半个区域，示例性的，图1中加热装置70设置在位于炉体内的托盘30的下方，电源装置60设置在加热装置70的下方，与加热装置70间隔一段距离，避免受到加热装置70加热时的高温影响从而引发故障或安全问题。

可选的，托盘30以抽屉式安装在炉体框架10上。

示例性的，如图1所示，托盘30以抽屉式安装在炉体框架10的侧面，托盘30边缘设置有把手，操作人员手持把手可以将托盘30推进炉体框架10内或从炉体框架10内部拉出。

可选的，结合参考图2，炉体冷却装置20包括风冷模块21和水冷模块22；风冷模块21包括风机23和通风管道24，通风管道24横跨在光照装置50的上方，通风管道24的两个风口分别设置在光照装置50的两侧，风机23用于带动气体在通风管道24内和托盘30下方的空间循环流动；水冷模块22设置在通风管道24上，通风管道24中的热风经过水冷模块22时将热量传递给水冷模块22中的冷却液，水冷模块22用于将冷却液输出到外部进行冷却后回流。

示例性的，如图2所示，通风管道24由三部分组成，包括设置在光照装置50两侧的第一长方体管道和横跨在光照装置50上方连接两侧的第一长方体管道的第二长方体管道，第一长方体管道的长度与光照装置50的长度相等，第一长方体管道的底面镂空，与光照装置50下方的空间连通，第一长方体管道的上表面设置有出风口，第二长方体管道的两端下方设置有出风口，用于与第一长方体管道上表面的出风口连接。可选的，水冷模块22设置在第二长方体管道的中间位置，风机23设置在第二长方体管道的一端。

可选的，水冷模块22包括水冷排和水泵，水泵可以带动水冷排中的冷却液流动。

可选的，风机23为长轴风机。

在实际应用中，第一长方体管道、第二长方体管道和光照装置50下方的空间连通成一个回字形空间，风机23可以带动回字形空间中的气体沿顺时针方向或逆时针方向流动，加热装置70产生的高温气体流动到水冷模块22处，将热量传递给水冷模块22中的冷却液，水泵带动升温的冷却液输出到外部进行冷却，并将冷却后的冷却液循环回流至水冷模块22中，冷却后的冷却液与循环流过的高温气体产生温度差，继续进行热传递，气体经过水冷模块22后，通过热传递降温，降温后的气体回流至光照装置50下方区域，炉体冷却装置20可以根据工艺需求来降低炉体内的温度，同时对光照装置50降温，避免光照装置50因过热发生故障。

可选的，结合参考图3和图4，托盘30上包括预定数量的镂空区域31，镂空区域设置有拦网32，硅片放置在镂空区域31的拦网32上。

镂空区域31用于放置硅片，镂空区域31的拦网32不仅可以防止硅片掉落，而且有利于气体的流通。

可选的，光照装置50包括LED灯管模块；LED灯管模块可以根据不同的波长要求拆卸更换。在实际应用中，LED灯管模块可以提供预定波长的光照和起到辅助加热的作用。

示例性的，托盘30上方包括多个LED灯管模块，LED灯管模块可以方便快捷地进行拆卸更换，来提供不同波长的照射处理。

可选的，尽管图中未示出，但在实际应用中，LED灯管模块自身可以具备独立的冷却装置，包括风冷和水冷组成的循环冷却结构，用来对LED灯管模块进行冷却，可以保护LED灯管模块不会因过热发生故障。电源装置60为LED灯管模块提供恒定电流。

可选的，加热装置70可以包括红外灯管，红外灯管的加热温度可以通过改变灯管功率来调节。

示例性的，托盘30下方设置有多个红外灯管，用于对上方托盘30上的硅片(电池片)进行加热，在实际应用中，可以通过调节红外灯管的功率来调节加热温度。

可选的，测温装置40包括红外测温仪。

在实际应用中，红外测温仪可以与上位机连接，将检测到的炉体内部温度数据传输至上位机显示。

可选的，本实施例提供的小型静态退火炉还可以包括：气体更换装置；气体更换装置用于抽出炉内的第一气体并向炉内充入第二气体；第一气体包括空气，第二气体包括惰性气体。

由于光注入退火的过程实质上是一种化学反应的过程，增加惰性气体后，惰性气体参与化学反应可以提高抗光衰效果。

在实际应用中，惰性气体可以是单一成分的惰性气体，比如纯氮气、纯氩气、纯氖气，也可以是多种惰性气体混合成的混合惰性气体。

综上所述，本发明实施例提供的小型静态退火炉，通过小型静态退火炉中的加热装置对硅片，即电池片进行加热，通过光照装置对电池片进行光照退火处理，加热与光照退火集成为一体，省去了自动化生产中的运输装置，与传统的自动化生产中大型退火炉设备测试启动时耗费的电力相比，小型静态退火炉易于操作，并且能够节约成本。另外，通过炉体冷却装置对炉体进行冷却，可以保护光照装置不因过热发生故障，提高了设备的可靠性。

另外，通过风机带动气体在通风管道内和托盘下方的空间循环流动，使得炉体内的高温气体流动到通风管道内，由于通风管道上设置了水冷模块，高温气体流动到水冷模块时将热量传递给水冷模块的冷却液，冷却液输出到外部冷却后回流，使得炉内气体降温，从而降低炉内温度，适应工艺需求。

另外，通过水泵将升温的冷却液输出到外部冷却，将冷却后的冷却液回流到水冷模块中，使得高温气体传递的热量能够被传递出去达到散热效果。

另外，通过将托盘以抽屉式安装在炉体框架上，便于将承载硅片的托盘送入退火炉中，以及将退火处理完毕的硅片取出。

另外，镂空区域设置拦网一方面可以防止硅片掉落，另一方面有利于气体流通。

另外，通过将LED灯管模块设置成便于拆卸更换的，可以根据实际的光照需求更换LED灯管模块，从而提供不同波长的照射处理。

另外，通过调整灯管功率可以调节加热温度，便于对加热温度进行控制。

另外，通过从炉内抽出空气并向炉内充入惰性气体，可以提高光注入退火过程的抗光衰效果。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未记载的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种小型静态退火炉，其特征在于，包括炉体框架、炉体冷却装置、托盘、测温装置、电源装置、光照装置、加热装置；

所述托盘在所述炉体框架的内部和外部之间移动，用于承载硅片，将硅片送入退火炉内部；

所述测温装置设置在所述炉体框架内部，用于实时监测炉体内的温度；

所述炉体冷却装置设置在所述炉体框架内部，用于对炉体进行降温；

所述电源装置为所述光照装置提供恒定电流的电源；

所述光照装置设置在位于炉体内的所述托盘的上方，用于以预定波长的光照射所述托盘上的硅片；

所述加热装置设置在炉体内，用于对所述托盘上的硅片加热。

2.根据权利要求1所述的小型静态退火炉，其特征在于，所述炉体冷却装置包括风冷模块和水冷模块；

所述风冷模块包括风机和通风管道，所述通风管道横跨在所述光照装置的上方，所述通风管道的两个风口分别设置在所述光照装置的两侧，所述风机用于带动气体在所述通风管道内和所述托盘下方的空间循环流动；

所述水冷模块设置在所述通风管道上，所述通风管道中的热风经过所述水冷模块时将热量传递给所述水冷模块中的冷却液，所述水冷模块用于将冷却液输出到外部进行冷却后回流。

3.根据权利要求2所述的小型静态退火炉，其特征在于，所述水冷模块包括水冷排和水泵，所述水泵带动所述水冷排中的冷却液流动。

4.根据权利要求2所述的小型静态退火炉，其特征在于，所述风机为长轴风机。

5.根据权利要求1所述的小型静态退火炉，其特征在于，所述托盘以抽屉式安装在所述炉体框架上。

6.根据权利要求1所述的小型静态退火炉，其特征在于，所述托盘上包括预定数量的镂空区域，所述镂空区域设置有拦网，硅片放置在所述镂空区域的拦网上。

7.根据权利要求1所述的小型静态退火炉，其特征在于，所述光照装置包括LED灯管模块；所述LED灯管模块根据不同的波长要求拆卸更换。

8.根据权利要求1所述的小型静态退火炉，其特征在于，所述加热装置包括红外灯管，所述红外灯管的加热温度通过灯管功率调节。

9.根据权利要求1所述的小型静态退火炉，其特征在于，所述测温装置包括红外测温仪。

10.根据权利要求1至9任一所述的小型静态退火炉，其特征在于，所述小型静态退火炉还包括气体更换装置，所述气体更换装置用于抽出炉内的第一气体并向炉内充入第二气体，所述第一气体包括空气，所述第二气体包括惰性气体。