均匀高效退火的太阳电池辐照退火炉制造技术

本发明专利技术涉及一种均匀高效退火的太阳电池辐照退火炉，包括炉体，炉体包括上炉体和下炉体，上炉体内至少设置一组光源，相邻两组光源之间或者光源与上炉体框架之间设置有进风口，对应进风口在其下方设置导流板，下炉体中设置电池片传输装置，电池片在电池片传输装置上水平传输并接受光源照射，电池片下方的下炉体上设置有出风口，出风口外接抽风装置，炉体内设置温度传感器，光源、电池片传输装置、抽风装置和温度传感器连接控制器。本发明专利技术结构简单，设计合理，可以对电池片的处理温度进行均匀控制，解决了辐照处理效果不均匀的问题，可以在30S时间内完成辐照退火处理，并且将LID控制在1％以内，缩短了处理时间，提高了退火效果和生产效率。

【技术实现步骤摘要】
均匀高效退火的太阳电池辐照退火炉
本专利技术涉及一种均匀高效退火的太阳电池辐照退火炉，可用于太阳电池的辐照退火处理。
技术介绍
对于P型晶硅太阳电池，因为硼氧对的存在，在太阳光照环境下，使用初期会发生效率衰减现象(LID现象)，尤其是近几年兴起的高效PERC电池，这种光致衰减现象尤为严重。研究表明，预先使用一种特定的光源在一定温度条件下对电池片进行辐照退火处理，会有效防止这种光衰现象发生，这一技术已经从理论上获得突破和验证，现有设备处理效果可以将LID从5％左右降到1.5％-2％。但是，要在30S的时间内完成辐照退火处理，在太阳电池生产线上实现在线连续化生产，或者将LID降到1％以下或者更小，这就要求光源的强度足够大并且处理的温度要可控，现有的辐照退火炉一般是在光源对电池照射的同时，对电池进行加热，并没有考虑电池片的冷却问题，这一技术方案在光源强度不够大，处理时间比较长的情况下是可行的，但是，当照射电池片的光源强度足够大时，仅仅光源照射电池片的温度就已经超过了最佳的工艺温度，这样会大大影响辐照退火处理的效果。为了解决上述问题，申请号为2016108557192的专利公布了一种太阳电池辐照退火炉，它包括炉体，炉体包括上炉体和下炉体，上炉体内设置光源，对应光源在上炉体和下炉体之间设置透明隔热材料层，下炉体中设置电池片传输装置和温度传感器，电池片在电池片传输装置上水平传输并接受光源照射，在电池片和透明隔热材料层之间的炉体侧面设置进风口或吹风装置，电池片下方设置有加热装置，炉体内设置有与进风口或吹风装置相配合的排风装置，光源、电池片传输装置、吹风装置、温度传感器、加热装置和排风装置连接控制器。在上述专利技术中，冷却风通过炉体侧面设置的进风口或吹风装置进入炉内将电池片表面快速降温，起到了控制电池片温度的效果，由于冷却风是从炉体侧面进入炉内，冷却风对电池片二侧边缘部位和中心部位的冷却效果不会相同。一般来讲，电池片二侧边缘部位首先接触冷却风，其风量大、温度低，电池片中心部位接触到的冷却风，已经被炉内高温所预热，同时，一部分冷却风进入炉内后已经从电池片的边缘部位被抽走，因此，电池片中心部位接触的冷却风，其温度高、风量小，这样势必造成电池片冷却效果不均匀，从而影响电池片的处理效果。另外，该专利技术的光源和电池片之间用透明隔热材料隔开，一部分光线被透明隔热材料吸收或反射，也会影响光源对电池片的照射效果，该专利技术的辐照退火时间需要30S-60S。为此，申请人专利技术了一种均匀高效退火的太阳电池辐照退火炉，可以对电池片的处理温度进行均匀控制、解决了辐照处理效果不均匀的问题，可以在30S时间内完成辐照退火处理，并且将LID控制在1％以内，缩短了处理时间，提高了生产效率。
技术实现思路
根据以上现有技术中的不足，本专利技术要解决的问题是：提供一种结构简单，设计合理，可以对电池片进行快速均匀冷却，能够实现均匀控温，能够缩短照射时间，提高生产效率和退火处理效果的均匀高效退火的太阳电池辐照退火炉。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：所述的均匀高效退火的太阳电池辐照退火炉，包括炉体，炉体包括上炉体和下炉体，上炉体内至少设置一组光源，光源安装在光源冷却装置上，相邻两组光源之间或者光源与上炉体框架之间设置有进风口，对应进风口在其下方设置上导流板，下炉体中设置电池片传输装置，电池片在电池片传输装置上水平传输并接受光源照射，电池片下方的下炉体上设置有出风口，出风口外接抽风装置，炉体内设置温度传感器，光源、电池片传输装置、抽风装置和温度传感器连接控制器。所述的均匀高效退火的太阳电池辐照退火炉通过温度传感器检测电池片周围的温度，当温度高于设定温度时，冷却风在抽风装置的作用下，通过相邻两组光源之间或者光源与上炉体框架之间的进风口进入到上炉体内，为了保证冷却风通过上炉体上部进入，将上炉体光源冷却装置以上的部分采用钢网结构，光源冷却装置以下的部分设计为钢板，将光源冷却装置与光源冷却装置以下的上炉体侧壁设置成一个相对封闭的空间并与下炉体连通，将进风口设置在相邻两组光源之间或者光源与上炉体框架之间，不但能够对光源起到辅助冷却的作用，还能够保证冷却风垂直吹向电池片表面。其中，进风口可以设置为一个长方形的狭缝或细长缝，其长度不小于电池片的边长、并且其长边方向与电池片的行进方向垂直，这样从进风口进入上炉体的冷却风可以自上而下形成若干条风幕，均匀地吹到行进中的电池片上。当冷却风通过进风口进入到上炉体内时，会在上导流板的作用下，改变前进方向，迂回到电池片的上方均匀到达电池片表面，设置上导流板，一方面可以防止冷却风直接到达电池片表面，或因风速过大对前进中的电池片造成影响，另一方面，冷却风可以横向吹过光源中发光元件的表面，对发光元件起到冷却作用，延长发光元件的使用寿命。本专利技术中，由于冷却风是从电池片的上方均匀作用到电池片表面，在电池片的任何位置风速、风温、风量都是相同的，因此，冷却效果相同，控温均匀，解决了辐照处理效果不均匀的问题。进一步的优选，电池片传输装置为一组水平排列的辊道或循环进出辐照退火炉的网带。进一步的优选，电池片传输装置采用空心辊道，空心辊道至少一端设置有旋转接头，旋转接头与空心辊道的内部空腔相连通。通过旋转接头向空心辊道中循环通入冷却水等冷却介质对空心辊道降温，空心辊道可以采用铝合金、不锈钢、石英玻璃、金属管、陶瓷管等导热性好的材料，这样电池片被光源照射吸收的热量除了被进风口进入的冷却风带走外，还有一部分被空心辊道中的冷却介质带走，从而有效地起到了对电池片降温和控温的作用。冷却介质的循环系统还可以和控制器相连，根据电池片退火温度的要求控制冷却介质的流量，从而起到了均匀控温的目的。另外，充满冷却介质的空心辊道还可以起到降低炉体内温度，均匀炉温的作用。进一步的优选，电池片传输装置的下方设置有下导流板。下导流板一是能够对冷却风起导向作用，使电池片的冷却效果更均匀，二是能够对传输过程中因碎裂脱落的电池片起到导流和收集作用，使电池片沿着下导流板滑落到下炉体内；下导流板可以呈漏斗型，漏斗的出口边长不小于电池片对角线的长度，以便使电池片顺利地从下导流板滑落到下炉体内。进一步的优选，出风口的上方或者来风方向的前方设置有电池碎片防护装置，一是防止碎落的电池片堵塞出风口，二是使冷却风二次迂回流动，起到进一步均化炉温的作用。进一步的优选，进风口的上方设置有风量调节装置，通过调整进风口的大小来控制冷却风流量。进一步的优选，上导流板为石英玻璃或钢化玻璃，也可采用其他材质的耐热透光材料，防止上导流板遮挡光源而影响对电池片的照射。进一步的优选，上导流板的宽度或面积不小于进风口的宽度或面积，上导流板的宽度大于进风口宽度0mm-80mm，上导流板的宽度或面积略大于进风口的宽度或面积，这样从进风口进入上炉体的冷却风遇到上导流板的阻挡会改变方向沿着光源的下表面横向流动，从而对发光元件起到冷却作用。进一步的优选，炉体内设置有加热装置，加热装置、光源、温度传感器、进风口、排风口和抽风装置形成炉体内的温控系统，从而将电池片的表面温度控制在150℃～500℃之间。加热装置与温度传感器的配合，能够辅助起到均匀控温的作用。当温度传感器检测到电池片周围的温度低于设定温度时，一方面，控制器会控制抽风装置、减少或停止冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种均匀高效退火的太阳电池辐照退火炉，包括炉体，其特征在于：炉体包括上炉体(1)和下炉体(11)，上炉体(1)内至少设置一组光源(3)，相邻两组光源(3)之间或者光源(3)与上炉体框架之间设置有进风口(12)，对应进风口(12)在其下方设置上导流板(4)，下炉体(11)中设置电池片传输装置(6)，电池片(5)在电池片传输装置(6)上水平传输并接受光源(3)照射，电池片(5)下方的下炉体(11)上设置有出风口(9)，出风口(9)外接抽风装置(10)，炉体内设置温度传感器(16)，光源(3)、电池片传输装置(6)、抽风装置(10)和温度传感器(16)连接控制器。

【技术特征摘要】
1.一种均匀高效退火的太阳电池辐照退火炉，包括炉体，其特征在于：炉体包括上炉体(1)和下炉体(11)，上炉体(1)内至少设置一组光源(3)，相邻两组光源(3)之间或者光源(3)与上炉体框架之间设置有进风口(12)，对应进风口(12)在其下方设置上导流板(4)，下炉体(11)中设置电池片传输装置(6)，电池片(5)在电池片传输装置(6)上水平传输并接受光源(3)照射，电池片(5)下方的下炉体(11)上设置有出风口(9)，出风口(9)外接抽风装置(10)，炉体内设置温度传感器(16)，光源(3)、电池片传输装置(6)、抽风装置(10)和温度传感器(16)连接控制器。2.根据权利要求1所述的均匀高效退火的太阳电池辐照退火炉，其特征在于：所述的电池片传输装置(6)为一组水平排列的辊道或循环进出辐照退火炉的网带。3.根据权利要求1或2所述的均匀高效退火的太阳电池辐照退火炉，其特征在于：所述的电池片传输装置(6)采用空心辊道，空心辊道至少一端设置有旋转接头(13)，旋转接头(13)与空心辊道的内部空腔相连通。4.根据权利要求1或2所述的均匀高效退火的太阳电池辐照退火炉，其特征在于：所述的电池片传输装置(6)的下方设置有下导流板(7...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁向东，孔令建，黄英明，宋维素，许颖，袁瑒，
申请(专利权)人：北京金晟阳光科技有限公司，莱芜金晟阳光精密设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11