CN214256636U - 一种非对称式绕丝结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种非对称式绕丝结构,包括炉丝，所述炉丝由炉口辅热区炉丝、恒温区炉丝和炉尾辅热区炉丝构成，所述炉口辅热区炉丝、恒温区炉丝以及炉尾辅热区炉丝在轴向分别由多组温区炉丝构成，至少一组温区炉丝由至少两组分区构成，各分区的炉丝非均等分布，通过非均等分布的炉丝控制各分区所在区域的温度，本实用新型将至少一组温区炉丝细分成至少2个分区，每一分区对炉丝疏密或炉丝的丝径或炉丝的数量进行相应的布局，使硅片组处于优化的温度场，从而实现了硅片组温度的均匀控制，本实用新型中至少一组的分区至少分成两组组件，组件与微调电路连接，便于对各分区的功率进行微调，实现了硅片组温度的均匀控制。

Description

一种非对称式绕丝结构

技术领域

本实用新型属于光伏领域，涉及一种非对称式绕丝结构。

背景技术

电阻炉是制造太阳能电池片的重要核心设备，硅片在炉内进行各种工艺处理时，要求硅片温度尽量均匀，电阻炉是硅片反应的热量来源，故电阻炉内电炉丝的绕制与布局就显得尤为重要。

电阻炉在制作设计过程中，为了内部热场均匀，现有技术最常用的方法是对炉丝绕制、布局、节距等方面，尽量做到最均匀，然而在生产过程中，由于放在炉内的产品布局不对称，产品与炉丝间的距离差异，各地方的负载本身布置不均匀，炉丝加热后，产品不同部位温度会有明显差异。

在对产品性能的不断追求中，产品不同部位的温度差异对硅片性能的影响日趋展现出来，常规绕丝结构的热场很难处理这样的问题,本实用新型有效地解决了这种问题。

发明内容

本实用新型为了克服现有技术的不足，提供一种非对称式绕丝结构。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种非对称式绕丝结构,其特征在于：包括炉丝，所述炉丝由炉口辅热区炉丝、恒温区炉丝和炉尾辅热区炉丝构成，所述炉口辅热区炉丝、恒温区炉丝以及炉尾辅热区炉丝在轴向分别由多组温区炉丝构成，至少一组温区炉丝由至少两组分区构成，各分区的炉丝非均等分布，非均等分布的炉丝控制各分区的功率，功率控制各分区所在区域的温度。

进一步的；所述炉丝采用横向或/和纵向设置，通过各分区的炉丝疏密或/和各分区的炉丝丝径或/和各分区的炉丝数量将各分区的炉丝非均等分布。

进一步的；所述炉口辅热区炉丝、恒温区炉丝和炉尾辅热区炉丝的温区炉丝在圆周方向的分区数量设置为四组，包括上端部、右端部、下端部以及左端部，依据硅片组上部硅片、中部硅片以及下部硅片所在区域的温度设定上端部、右端部、下端部以及左端部各分区的炉丝疏密或/和各分区的炉丝丝径或/和各分区的炉丝数量，上端部控制硅片组上部硅片所在区域的温度，所述下端部控制硅片组下部硅片所在区域的温度，所述右端部以及左端部控制硅片组中部硅片所在区域的温度。

进一步的；所述炉丝疏密控制功率的大小，炉丝疏密通过各分区相邻的不同炉丝间距数值或/和同一根炉丝的间距数值控制，上端部、下端部、右端部以及左端部由一路或多路电路连接，通过控制各分区炉丝的布局疏密，上端部、右端部、下端部以及左端部所在区域的温度值同步达到设定的温度值。

进一步的；所述炉丝疏密控制功率的大小，炉丝疏密通过各分区不同炉丝的节距数值或/和同一根炉丝内的节距数值控制，上端部、下端部、右端部以及左端部由一路或多路电路连接，通过控制各分区的炉丝疏密，上端部、右端部、下端部以及左端部所在区域的温度值同步达到设定的温度值。

进一步的；各分区的功率正比于各分区硅片和载具的热容分布比例，各分区的炉丝疏密各分区的炉丝数量正比于硅片和载具的热容分布比例，各分区的炉丝丝径反比于硅片和载具的热容分布比例，所述硅片和载具的热容分布比例根据实际生产中载具的形状和材料进行设定，控制各分区所在区域的温度同步达到设定的温度值。

进一步的；至少一组的所述分区至少分成两组区块，各区块中一部分区块与其他分区电路连接，其余部分与微调电路连接或各区块均与微调电路连接，通过微调电路控制各区块所在区域的温度。

综上所述，本实用新型的有益之处在于：

1)、本实用新型将炉丝的炉口辅热区炉丝、恒温区炉丝和炉尾辅热区炉丝的温区炉丝进行温度控制，保证了炉内产品整体温度的均匀性，大大提高了控温能力。

2)、本实用新型将至少一组温区炉丝细分成至少2个分区，每一分区对炉丝疏密进行相应的布局，使硅片组处于优化的温度场，从而实现了硅片组温度的均匀控制。

3)、本实用新型的每一分区对炉丝的丝径进行相应的布局，使硅片组处于优化的温度场，从而实现了硅片组温度的均匀控制。

4)、本实用新型的每一分区对炉丝的数量进行相应的布局，使硅片组处于优化的温度场，从而实现了硅片组温度的均匀控制。

5)、本实用新型的每一温区内的含有多个分区，便于安装和控制。

6)、本实用新型中至少一组的分区至少分成两组区块，区块与微调电路连接，便于对各分区的功率进行微调，实现了硅片组温度的均匀控制。

附图说明

图1为本实用新型的硅片组安装示意图。

图2为本实用新型实施例一中炉丝横向排布示意图一。

图3为本实用新型实施例一中炉丝横向排布示意图二。

图4为本实用新型实施例一中炉丝纵向排布示意图一。

图5为本实用新型实施例一中炉丝纵向排布示意图二。

图6为本实用新型实施例二中炉丝排布示意图一。

图7为本实用新型实施例二中炉丝排布示意图二。

图8为本实用新型实施例二中炉丝排布示意图三。

图9为本实用新型实施例四中炉丝数量排布示意图。

图中标识：硅片组100、上部硅片101、中部硅片102、下部硅片103、石英管200、炉丝300、炉口辅热区炉丝301、恒温区炉丝302、炉尾辅热区炉丝303、上端部310、右端部320、下端部330、左端部340、一路350、二路360、三路370、上一路380、下一路390、硬质保温棉400、外壳500、载具600、第一区块3101、第二区块3102、第一区311、第二区312、第三区313、第四区314、第五区315、第六区316、第七区317、第八区318、第一轴向区321、第二轴向区322、第三轴向区323、第四轴向区324。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、横向、纵向……)仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

实施例一：

如图1-5所示，一种非对称式绕丝结构，包括炉丝300，所述炉丝300由炉口辅热区炉丝301、恒温区炉丝302和炉尾辅热区炉丝303构成，所述炉口辅热区炉丝301、恒温区炉丝302以及炉尾辅热区炉丝303在轴向分别由若干温区炉丝构成，每组温区炉丝相互独立，一组温区炉丝由一根或多根炉丝构成，且每组温区分成若干分区，各分区的炉丝非均等分布，非均等分布的炉丝控制各分区的功率，功率控制各分区所在区域的温度。

所述炉口辅热区炉丝301位于电阻炉炉口的加热区，恒温区炉丝302位于电阻炉炉中的加热区，炉尾辅热区炉丝303位于电阻炉炉尾的加热区，本实施例中，炉口辅热区炉丝301以及炉尾辅热区炉丝303的温区炉丝分别设置一组，恒温区炉丝302的温区设置为三组。

如图1所示，电阻炉由石英管200、炉丝300、硬质保温棉400以及外壳500构成，所述硅片组100由若干水平排列叠放的硅片组成，水平排列叠放的硅片沿z方向(图示坐标)装入电阻炉，硅片组100由上至下分为三个部分，依次为上部硅片101、中部硅片102以及下部硅片103，本实施例中，炉丝300采用横向(如图2、3所示)、纵向(如图4、5所示)或其他方式排布，所述炉口辅热区炉丝301、恒温区炉丝302和炉尾辅热区炉丝303的温区炉丝在圆周方向的分区数量设置为四组，依次为上端部310、右端部320、下端部330以及左端部340，根据图3的视觉角度，所述上端部310位于正上方且位于硅片组100正上方，所述右端部320位于正右方且位于硅片组100正右方，所述下端部330位于正下方且位于硅片组100正下方，所述左端部340位于正左方且位于硅片组100正左方。

叠加安装的硅片组100因摆放方式不同导致上部硅片101、中部硅片102以及下部硅片103温度有差异，依据上部硅片101、中部硅片102以及下部硅片103的温度差进而设定上端部310、右端部320、下端部330以及左端部340的功率，通过各分区的功率设定各分区炉丝疏密，如图3-5所示，各分区相邻的不同炉丝间距设置为Pj1(本实施例中同一根炉丝间距一致，至少一根炉丝与相邻的其他炉丝间距不同)，各分区同一根炉丝节距设置为Pj2(本实施例中同一根炉丝的节距一致，至少一根炉丝节距与其他炉丝节距不同)，炉丝疏密通过设置Pj1数值或/和Pj2数值进行布局，温度低区域的分区Pj1数值或Pj2数值低，布局高疏密炉丝，温度高区域的分区Pj1数值或Pj2数值高，布局低疏密的炉丝，所述上端部310、下端部330、右端部320以及左端部340由一路电路连接，进而使硅片组100所在区域的温度保持均匀，从而通过控制各分区炉丝的布局疏密，使上端部310、右端部320、下端部330以及左端部340所在区域的温度值同步达到设定的温度值，使硅片组100处于均匀的温度场，从而实现了温度的均匀控制。

所述上端部310、右端部320、下端部330以及左端部340各分区的炉丝疏密正比于硅片100和载具600的热容分布比例，所述硅片100和载具600的热容分布比例根据实际生产中载具600的形状和材料进行设定，如图2所示，载具600分别位于硅片100和右端部320以及左端部340之间，右端部320和左端部340所在区域的温度小于上端部310和下端部330所在区域的温度，本实施例中，硅片100和载具600的热容分布比例设置为C，以左端部340的炉丝疏密为基准，左端部340的炉丝疏密设置为Cρ，右端部320、上端部310以及下端部330根据各分区功率比列等比例提升或降低，根据实际操作需要，炉丝疏密也可采用其他比例提升或降低，使各分区所在区域的温度同步达到设定的温度值，加快达到设定温度。

为进一步对各分区的功率进行微调，以保证温度场温度的均匀，至少一组的分区至少分成两组区块，部分或全部区块与微调电路连接，如图5所示，上端部310由第一区块3101和第二区块3102构成，第一区块3101或/和第二区块3102与微调电路连接，微调电路控制第一区块3101或/和第二区块3102所在区域的温度，从而保证上端部310所在区域温度的均匀，上述技术方案通过微调电路控制各区块所在区域的温度，进而保证该分区所在区域温度的均匀。

所述炉丝300的炉口辅热区炉丝301、恒温区炉丝302和炉尾辅热区炉丝303的温区炉丝分别由分布不同炉丝疏密的上端部310、右端部320、下端部330以及左端部340构成，保证了炉丝300整体温度的均匀性，进而大大提高了控温能力。

此外，本实施例中，所述上端部310、下端部330、右端部320以及左端部340可由多路电路连接，各路电路的功率可相同或不同。

实施例二：

如图6-8所示，本实施例与实施例一的区别在于，实施一中，炉丝疏密由不同炉丝间的间距以及节距控制，而本实施例中，炉丝疏密由一根炉丝内的间距以及节距控制。

如图6所示，根据产品在热场内不同部位的温度差异，一根炉丝在圆周方向的分区数量设置为多组，相邻分区的炉丝节距数值不同，使各分区所在区域的温度同步达到设定的温度值，加快达到设定温度，以图6为例，一根炉丝的分区数量设置有八组，分别为第一区311、第二区312、第三区313、第四区314、第五区315、第六区316、第七区317以及第八区318，第一区311、第三区313、第五区315以及第七区317的节距Pj31数值与第二区312、第四区314、第六区316以及第八区318的节距Pj32数值不同，根据各分区的功率设定节距数值，温度低区域的分区节距数值低，温度高区域的分区节距数值高，图6中，节距Pj31数值高于节距Pj32数值，从而使炉丝的各分区温度快速同步达到设定的温度值。

如图7所示，一根炉丝在轴向绕制若干圈，根据产品在热场内不同部位的温度差异，一根炉丝在轴向至少由两组分区构成，各组分区的炉丝节距数值不同，使各分区所在区域的温度同步达到设定的温度值，加快达到设定温度，以图7为例,一根炉丝的分区数量由至少第一轴向区321以及第二轴向区322构成，第一轴向区321的节距Pj34数值与第二轴向区322的节距Pj33数值不同，根据各分区的功率设定节距数值，温度低区域的分区节距数值低，温度高区域的分区节距数值高，图7中，节距Pj34数值高于节距Pj33数值，从而使炉丝的各分区温度快速同步达到设定的温度值。

如图8所示，一根炉丝在轴向绕制若干圈，根据产品在热场内不同部位的温度差异，一根炉丝在轴向至少由两组分区构成，各组分区的炉丝间距数值不同，使各分区所在区域的温度同步达到设定的温度值，加快达到设定温度,以图8为例,一根炉丝的分区数量由至少第三轴向区323以及第四轴向区324构成，第三轴向区323的间距Pj41数值与第四轴向区324的间距Pj42数值不同，根据各分区的功率设定间距数值，温度低区域的分区间距数值低，温度高区域的分区间距数值高，图8中，间距Pj42数值高于间距Pj41数值，从而使炉丝的各分区温度快速同步达到设定的温度值。

本实施例中，通过一根炉丝实现多根炉丝控制炉丝疏密的功能。

实施例三：

本实施例与实施例一、二的区别在于，实施一、二中，通过在各分区分布不同的炉丝疏密控制各分区的功率，进而控制各分区所在区域的温度，而本实施例中，通过在各分区分布不同丝径的炉丝控制各分区的功率，进而控制各分区所在区域的温度。

本实施例中，依据上部硅片101、中部硅片102以及下部硅片103的温度差进而得出上端部310、右端部320、下端部330以及左端部340的功率，根据功率设定炉丝丝径，温度低区域的分区炉丝丝径细，温度高区域的分区炉丝丝径粗，将左端部340炉丝丝径作为基准丝径为例，硅片100和载具600的热容分布比例设置为C，上端部310炉丝丝径设置为CD，右端部320、上端部310以及下端部330根据各分区功率比列等比例提升或降低，根据实际操作需要，丝径数值也可采用其他比例提升或降低，从而通过控制各分区的炉丝丝径粗细，使上端部310、右端部320、下端部330以及左端部340所在区域的温度值同步达到设定的温度值，使硅片组100处于均匀的温度场，从而实现了温度的均匀控制。

实施例四：

如图9所示，本实施例与上述实施例的区别在于，实施一、二中，通过在各分区分布不同的炉丝疏密控制各分区的功率，进而控制各分区所在区域的温度，实施二中，通过在各分区分布不同丝径的炉丝控制各分区的功率，进而控制各分区所在区域的温度，而本实施例中，通过在各分区分布不同数量的炉丝控制各分区的功率，进而控制各分区所在区域的温度。

本实施例中，依据上部硅片101、中部硅片102以及下部硅片103的温度差进而得出上端部310、右端部320、下端部330以及左端部340的功率，根据功率设定炉丝数量，以左端部340炉丝数量为基准，温度高区域的分区在基准上减少炉丝布局数量，温度低区域的分区在基准上保持或增加炉丝布局数量，将左端部340炉丝数量作为基准数量为例，硅片100和载具600的热容分布比例设置为C，上端部310炉丝数量设置为CS，右端部320、上端部310以及下端部330根据各分区功率比列等比例提升或降低，根据实际操作需要，炉丝数量也可采用其他比例提升或降低，从而通过控制各分区的炉丝布局数量，使上端部310、右端部320、下端部330以及左端部340所在区域的温度值同步达到设定的温度值，使硅片组100处于均匀的温度场，从而实现了温度的均匀控制。

此外，在其他实施例中，所述炉丝300的炉口辅热区炉丝301、恒温区炉丝302、炉尾辅热区炉丝303中至少一组温区炉丝由至少两组分区构成。

在其他实施例中，硅片也可以以竖直排列叠放、倾斜排列叠放或其他排列方式装入电阻炉。

在其他实施例中，各分区的炉丝非均等分布采用各分区的炉丝疏密、各分区的炉丝丝径、各分区的炉丝数量三种方式中部分或全部方式。

显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

Claims (7)

1.一种非对称式绕丝结构,其特征在于：包括炉丝，所述炉丝由炉口辅热区炉丝、恒温区炉丝和炉尾辅热区炉丝构成，所述炉口辅热区炉丝、恒温区炉丝以及炉尾辅热区炉丝在轴向分别由多组温区炉丝构成，至少一组温区炉丝由至少两组分区构成，各分区的炉丝非均等分布，非均等分布的炉丝控制各分区的功率，功率控制各分区所在区域的温度。

2.根据权利要求1所述的一种非对称式绕丝结构，其特征在于：所述炉丝采用横向或/和纵向设置，通过各分区的炉丝疏密或/和各分区的炉丝丝径或/和各分区的炉丝数量将各分区的炉丝非均等分布。

3.根据权利要求1所述的一种非对称式绕丝结构，其特征在于：所述炉口辅热区炉丝、恒温区炉丝和炉尾辅热区炉丝的温区炉丝在圆周方向的分区数量设置为四组，包括上端部、右端部、下端部以及左端部，依据硅片组上部硅片、中部硅片以及下部硅片所在区域的温度设定上端部、右端部、下端部以及左端部各分区的炉丝疏密或/和各分区的炉丝丝径或/和各分区的炉丝数量，上端部控制硅片组上部硅片所在区域的温度，所述下端部控制硅片组下部硅片所在区域的温度，所述右端部以及左端部控制硅片组中部硅片所在区域的温度。

4.根据权利要求2所述的一种非对称式绕丝结构，其特征在于：所述炉丝疏密控制功率的大小，炉丝疏密通过各分区相邻的不同炉丝间距数值或/和同一根炉丝的间距数值控制，上端部、下端部、右端部以及左端部由一路或多路电路连接，通过控制各分区炉丝的布局疏密，上端部、右端部、下端部以及左端部所在区域的温度值同步达到设定的温度值。

5.根据权利要求2所述的一种非对称式绕丝结构，其特征在于：所述炉丝疏密控制功率的大小，炉丝疏密通过各分区不同炉丝的节距数值或/和同一根炉丝内的节距数值控制，上端部、下端部、右端部以及左端部由一路或多路电路连接，通过控制各分区的炉丝疏密，上端部、右端部、下端部以及左端部所在区域的温度值同步达到设定的温度值。

6.根据权利要求1所述的一种非对称式绕丝结构，其特征在于：各分区的功率正比于各分区硅片和载具的热容分布比例，各分区的炉丝疏密各分区的炉丝数量正比于硅片和载具的热容分布比例，各分区的炉丝丝径反比于硅片和载具的热容分布比例，所述硅片和载具的热容分布比例根据实际生产中载具的形状和材料进行设定，控制各分区所在区域的温度同步达到设定的温度值。

7.根据权利要求1所述的一种非对称式绕丝结构，其特征在于：至少一组的所述分区至少分成两组区块，部分区块与微调电路连接，通过微调电路控制各区块所在区域的温度。

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