CN111735299A - 一种用于太阳能电池生产的固化钝化一体炉 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种用于太阳能电池生产的固化钝化一体炉，包括炉体、形成于所述炉体内并沿所述炉体的长度方向延伸的传输通道；所述固化钝化一体炉还包括设置于所述炉体内同一区段的固化与钝化区、设置于所述固化与钝化区并可同时作为固化热源和辐照光源的光源系统。本申请通过设置在固化与钝化区的光源系统同时实现太阳能电池的固化与钝化过程，简化工艺，保证固化、钝化效果，还能降低设备制造成本及占地面积，尤其适于HJT电池的生产制备。

Description

一种用于太阳能电池生产的固化钝化一体炉
技术领域
本发明涉及光伏生产技术领域，特别涉及一种用于太阳能电池生产的固化钝化一体炉。
背景技术
相较于其它可再生能源，太阳能发电技术具有诸多突出的优点。相较而言，晶体硅太阳能电池由于原料成本较低、技术相对成熟，目前仍是国内外市场应用最为广泛的光伏产品。就晶体硅太阳能电池而言，其产业化技术相对来说已较为成熟，但国内外市场对电池转换效率与稳定性方面要求还在不断提高。
HJT电池主要是在n型硅片的正/背面沉积本征α-Si:H层后分别沉积p型α-Si:H层和n型α-Si:H层，再进行金属化，其具有高转换效率、低光衰、低温度系数等优势，是非常理想的一类的电池产品。目前，业内众多厂商也就HJT电池工艺、设备进行积极研究，以期占领行业优势地位。HJT电池生产中多采用固化炉对电池表面的电极浆料进行低温固化，还可以采用钝化炉对HJT电池进行钝化处理。为实现连续生产，避免电池搬运损伤，业内还公开一种固化钝化设备，将现有的钝化炉集成连接在固化炉后端，但设备占地面积较大，成本较高，不便于现场装配与后续维护。
鉴于此，有必要提供一种新的用于太阳能电池生产的固化钝化一体炉。
发明内容
本发明目的在于提供一种用于太阳能电池生产的固化钝化一体炉，能对太阳能电池同时进行固化与钝化处理，提高生产效率，降低设备成本与安装需求；并保证钝化效果，提高电池性能。
为实现上述发明目的，本申请提供了一种用于太阳能电池生产的固化钝化一体炉，包括炉体、形成于所述炉体内并沿所述炉体的长度方向延伸的传输通道；所述固化钝化一体炉还包括设置于所述炉体内同一区段的固化与钝化区、设置于所述固化与钝化区并可同时作为固化热源和辐照光源的光源系统。
作为本申请实施例的进一步改进，所述炉体内还设有干燥区与冷却区，所述干燥区、固化与钝化区、冷却区沿所述炉体的长度方向依次连续设置，所述固化钝化一体炉还包括设置在所述干燥区的加热装置。
作为本申请实施例的进一步改进，所述加热装置包括沿横向穿设于所述传输通道内且呈上下两层间隔设置的加热管、邻近所述加热管端部设置的辅热器。
作为本申请实施例的进一步改进，所述固化钝化一体炉还包括连通所述传输通道的废气处理装置，所述废气处理装置包括设置在所述干燥区或所述固化与钝化区邻近所述干燥区一侧的燃烧塔。
作为本申请实施例的进一步改进，所述固化与钝化区包括沿所述炉体的长度方向依次排布的若干温区，所述光源系统包括分别设置在各所述温区且相互独立可控的光源模块。
作为本申请实施例的进一步改进，所述固化钝化一体炉还包括设置在所述传输通道内的传输装置、用以调节所述固化与钝化区的温度的冷却装置；所述光源系统和冷却装置分别设置在所述传输装置的上下两侧。
作为本申请实施例的进一步改进，所述冷却装置包括设置在所述传输装置下方的冷凝器、设置于冷凝器下方的风机，所述固化钝化一体炉还包括连接所述光源系统的电源模块，所述电源模块设置在所述风机的出风侧。
作为本申请实施例的进一步改进，所述固化与钝化区还设有辅助加热装置。
作为本申请实施例的进一步改进，所述固化钝化一体炉还包括设置在所述传输通道内并用以传输太阳能电池的传输装置，所述光源与辅助加热装置分设于所述传输装置的上下两侧。
作为本申请实施例的进一步改进，所述传输通道内设置有用以传输太阳能电池的辊轴或柔性传送带。
本申请的有益效果是：采用本申请固化钝化一体炉，通过所述光源系统对太阳能电池同时进行加热固化与辐照钝化，集成简化了电池制备工艺，保证固化、钝化性能，适于HJT电池的生产制备；同时还能有效降低设备制造成本与占地面积需求。
附图说明
图1是本申请固化钝化一体炉的整体结构示意图；
图2是本申请固化钝化一体炉的平面结构示意图；
图3是本申请固化钝化一体炉另一角度的平面结构示意图；
图4是本申请固化钝化一体炉的传输装置的部分结构示意图；
图5是本申请固化钝化一体炉另一实施例的传输装置的部分结构示意图；
图6是本申请固化钝化一体炉又一实施例的传输装置的部分结构示意图。
100-固化钝化一体炉；1-炉体；11-进风口；12-电源模块；101-传输通道；102-干燥区；103-固化与钝化区；104-冷却区；2-燃烧塔；3-辊轴；31-承载部；41-冷凝器；42-风机；200-太阳能电池。
具体实施方式
以下将结合附图所示的实施方式对本发明进行详细描述。但该实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据该实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
参图1所示，本申请提供的固化钝化一体炉100，包括炉体1、形成于所述炉体1内并沿所述炉体1的长度方向延伸的传输通道101。
结合图2至图4所示，所述炉体1内设有沿其长度方向依次连续排布的干燥区102、固化与钝化区103与冷却区104，所述干燥区102、固化与钝化区103与冷却区104均可设置由单个或不同的炉体模块组装得到。其中，所述固化与钝化区103设置于所述炉体1内的同一区段，且所述固化与钝化区103内设置有同时作为固化热源和辐照光源的光源系统。也就是说，沿所述传输通道101传送至所述固化与钝化区103的太阳能电池200在该区段同时进行固化与钝化，有效降低上述固化钝化一体炉100的整体长度与占地面积需求，也提高了太阳能电池200的生产效率。
在此，所述太阳能电池200是指HJT电池，其多采用树脂固化型的低温银浆，其固化温度通常介于200～250℃，无需高温烧结。作为示例地，所述光源系统可采用LED灯板，所述光源系统可对流经所述固化与钝化区103的太阳能电池200进行光照钝化，同时，所述光源也作为固化热源使得所述固化与钝化区103保持适于所述太阳能电池200固化的温度。根据所述太阳能电池200所需的固化温度、钝化辐照强度对光源系统的工作状态进行调节，便可在所述固化与钝化区103内同时完成太阳能电池200的固化与钝化过程。相较于现有技术，大大降低了设备占地面积与成本，也通过对干燥、固化、钝化工艺的集成，提高生产效率与电池性能。
实际应用过程中，所述固化与钝化区103具体包括沿所述炉体1的长度方向依次排布的若干温区，所述光源系统包括分别设置在各所述温区且相互独立可控的光源模块。每一所述温区还设有相应的测温装置，通过对不同所述温区的光源模块的调节，可使得所述固化与钝化区103保持稳定均一的温度与辐照氛围，利于太阳能电池200的生产。所述固化与钝化区103的延伸长度以及所述温区的设置数目均可根据实际生产需求确定，此处，所述固化与钝化区103包括依次排布的12个温区。
所述固化钝化一体炉100还包括设置在所述干燥区102的加热装置、设置在所述冷却区104的冷却系统，所述加热装置用以对太阳能电池200进行干燥，去除所述太阳能电池200表面电极浆料中的溶剂；所述冷却系统用以对完成固化与钝化的太阳能电池200进行冷却。
通常地，所述加热装置包括沿横向穿设于所述传输通道101内的加热管，所述加热管沿高度方向设置为上下间隔排布的两层，所述太阳能电池200自两层所述加热管之间通过时受热更为均匀。当然，为提高所述干燥区102沿横向的温度均匀性，所述加热装置还包括邻近所述加热管末端设置的辅热器。所述加热管及辅热器通常采用给你红外加热管，当然，所述加热装置也可以采用加热丝、氙灯等其它热源，此处不一一赘述。
为避免太阳能电池200表面挥发的溶剂直接排放影响环境并降低安全隐患，所述固化钝化一体炉100还包括连通所述传输通道101的废气处理装置。所述废气处理装置包括设置在所述干燥区102或所述固化与钝化区103邻近所述干燥区102一侧的燃烧塔2。所述太阳能电池200表面挥发的溶剂在相应的抽风机构作用下随气流进入燃烧塔2，并在所述燃烧塔2内完成燃烧后再向外排出。
除此，所述固化钝化一体炉100还包括设置在所述传输通道101内并用以传输太阳能电池200的传输装置、用以调节所述固化与钝化区103的温度的冷却装置；所述光源系统和冷却装置分别设置在所述传输装置的上下两侧。
所述传输装置包括设置在所述传输通道101内的若干辊轴3，所述辊轴3的至少一端可旋转连接在相应的炉体1上，并在相应驱动机构的驱使下同步旋转。此处，若干所述辊轴3沿所述传输通道101的延伸方向依次水平排布，所述辊轴3上还设置有若干用以承载所述太阳能电池200的承载部31，通过所述辊轴3的旋转以实现相应太阳能电池200的传输。在本申请其它实施例中，也可在所述传输通道101内设置相应的金属网带以实现太阳能电池200的传输。
所述炉体1内的温度通常不超过300℃，所述传输装置还可采用耐高温的柔性传送带进行太阳能电池200的输运，能够降低设备的制造与维护成本。所述柔性传送带具体可采用陶瓷纤维绳、特氟龙等材料制得。
所述传输通道101的顶部开设有进风口11；所述冷却装置包括设置在所述传输装置下方的冷凝器41、设置于冷凝器41下方的风机42。在所述固化与钝化区103的温度超过太阳能电池200的固化需求时，所述冷却装置可通过风冷方式降低所述固化与钝化区103的温度，而不需要调节降低所述光源系统的辐照强度。特别地，所述炉体1内还设置有连接所述光源系统的电源模块12，所述电源模块12设置在所述风机42的出风侧，所述风机42可将流经所述冷凝器41的气流吹向所述电源模块12，以降低所述电源模块12的。
在本申请的其它实施例中，所述固化与钝化区103还设有辅助加热装置(未图示)，所述辅助加热装置与光源系统相互配合，使得所述太阳能电池200能够在更为合适的温度与辐照条件下同时完成固化与钝化处理。换言之，当所述光源系统所发出的辐照强度满足太阳能电池200的钝化需求，但所述固化钝化区103的温度达不到所述太阳能电池200的固化需求时，可通过所述辅助加热装置进行温度补偿。所述辅助加热装置可以采用现有的电热管、电热丝或其它热源，所述辅助加热装置可设置在所述辊轴3的下方，避免遮挡所述发光件21朝所述太阳能电池200发出的光线。
在本申请的另一实施例中，参图5所示，所述固化钝化一体炉100的传输通道101采用多轨道设计，即沿横向可同时进行两片或多片太阳能电池200的传输，提高产能。此时，需要对所述光源系统进行相应设计，以使得流经所述固化与钝化区的太阳能电池200进行稳定的固化与钝化。
在本申请的又一实施例中，参图6所示，所述传输通道101的上、下两侧均设置有所述光源系统，可使得太阳能电池200的下表面也能接受到充分均匀的辐照，更好地满足双面电池的钝化需求。所述传输装置的辊轴3可设置呈悬臂式结构，所述辊轴3两两一组且沿横向间隔设置，所述辊轴3的末端设置有与所述太阳能电池200的边缘相接触的承载部31，所述承载部31形成有锥形的承载面。此种情况下，前述辅助加热装置可优选沿横向靠近所述传输通道101的两侧设置，避免遮光。
综上所述，本申请固化钝化一体炉100通过干燥区102对太阳能电池200进行干燥，再通过设置在所述固化与钝化区103的光源系统对所述太阳能电池200同时进行固化与钝化处理，提高电池性能，并有效减小设备占地面积与成本，提高生产效率。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于太阳能电池生产的固化钝化一体炉，包括炉体、形成于所述炉体内并沿所述炉体的长度方向延伸的传输通道，其特征在于：所述固化钝化一体炉还包括设置于所述炉体内同一区段的固化与钝化区、设置于所述固化与钝化区并可同时作为固化热源和辐照光源的光源系统。
2.根据权利要求1所述的固化钝化一体炉，其特征在于：所述炉体内还设有干燥区与冷却区，所述干燥区、固化与钝化区、冷却区沿所述炉体的长度方向依次连续设置，所述固化钝化一体炉还包括设置在所述干燥区的加热装置。
3.根据权利要求2所述的固化钝化一体炉，其特征在于：所述加热装置包括沿横向穿设于所述传输通道内且呈上下两层间隔设置的加热管、邻近所述加热管端部设置的辅热器。
4.根据权利要求2所述的固化钝化一体炉，其特征在于：所述固化钝化一体炉还包括连通所述传输通道的废气处理装置，所述废气处理装置包括设置在所述干燥区或所述固化与钝化区邻近所述干燥区一侧的燃烧塔。
5.根据权利要求1所述的固化钝化一体炉，其特征在于：所述固化与钝化区包括沿所述炉体的长度方向依次排布的若干温区，所述光源系统包括分别设置在各所述温区且相互独立可控的光源模块。
6.根据权利要求1或5所述的固化钝化一体炉，其特征在于：所述固化钝化一体炉还包括设置在所述传输通道内的传输装置、用以调节所述固化与钝化区的温度的冷却装置；所述光源系统和冷却装置分别设置在所述传输装置的上下两侧。
7.根据权利要求6所述的固化钝化一体炉，其特征在于：所述冷却装置包括设置在所述传输装置下方的冷凝器、设置于冷凝器下方的风机，所述固化钝化一体炉还包括连接所述光源系统的电源模块，所述电源模块设置在所述风机的出风侧。
8.根据权利要求1所述的固化钝化一体炉，其特征在于：所述固化与钝化区还设有辅助加热装置。
9.根据权利要求8所述的固化钝化一体炉，其特征在于：所述固化钝化一体炉还包括设置在所述传输通道内并用以传输太阳能电池的传输装置，所述光源与辅助加热装置分设于所述传输装置的上下两侧。
10.根据权利要求1所述的固化钝化一体炉，其特征在于：所述传输通道内设置有用以传输太阳能电池的辊轴或柔性传送带。
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