一种太阳能电池硅片烘干固化集成设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种太阳能电池硅片烘干固化集成设备，包括依次设置的上料输送线、上料台、装载腔、至少两个线性并列设置的烘箱、下料台、下料输送线及载板回流机构；所述上料输送线对应所述上料台的进料端，所述上料台的出料端对应所述装载腔的进料端；所述下料台的进料端对应最后一个所述箱体出料端的出料端，所述下料台的出料端对应所述下料输送线。该实用新型专利技术利用自动化上下料及在线输送并通过硅片平躺式双面同时加热实现均匀快速烘干固化，并可实现载板的回流重复使用；挥发的有机气体可以通过真空抽气和进气的方式均匀有效的抽出而无需大量吹气，有效减少了吹气能耗；且线性上下料具有高产能、占地少的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能电池硅片烘干固化集成设备
本技术涉及太阳能电池
，特别涉及一种太阳能电池硅片烘干固化集成设备。
技术介绍
光伏发电已经成为一种可替代化石能源的技术，这依赖于近年不断降低的生产成本和光电转换效率的提升。按照光伏电池片的材质，太阳能电池大致可以分为两类：一类是晶体硅太阳能电池，包括单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池；另一类是薄膜太阳能电池，主要包括非晶硅太阳能电池、碲化镉太阳能电池及铜铟镓硒太阳能电池等。目前，以高纯度硅材作为主要原材料的晶体硅太阳能电池是主流产品，所占的比例在80％以上。在晶体硅太阳能发电系统中，实现光电转换的最核心步骤之一是将晶体硅加工成实现光电转换的电池片的工序，因而电池片的光电转换效率也成为了体现晶体硅太阳能发电系统技术水平的关键指标。提升电池效率，建立钝化接触是关键。由于光生载流子在硅片内部快速运动，一旦接触表面就会导致复合而无法收集成电流发电。如果在表面镀一层特别的保护膜，像氧化硅、氮化硅、氧化铝、非晶硅等由于表面晶硅表面化学键的饱和以及薄膜和晶硅之间形成的电荷场，它们能有效阻止少子在表面的复合。为了进一步提升效率，新的电池理论模拟要求钝化层全覆盖，载流子通过隧道穿透效应到达覆盖在钝化层上的导电层。HIT电池就是基于这个理念设计的新电池。HIT电池在硅片正反面覆盖一层薄的非晶硅(3～5nm)，然后在非晶硅表面分别镀上掺杂磷的非晶硅和掺杂硼的非晶硅。由于非晶硅有非常优异的钝化性能，HIT电池转换效率大幅提高。但是，非晶硅钝化只能承受低温工艺，在250℃以上时，非晶硅钝化效果立即失去，常规银浆需要800℃烧结才能达到好的导电性和附着力，这对于印刷常规电池上成熟应用的银浆来说就不适用。为此，专门为HIT电池开发了低温银浆，用低温银浆通过丝网印刷将浆料转移到硅片表面形成银线，银浆印刷后需要烘干以去除有机溶剂载体，最后还需要固化。低温银浆的烘干温度和固化温度只需要200℃或以下，它和硅片的结合是通过银浆里的粘结剂实现的。通常，低温银浆需要在80～150℃烘干10分钟左右时间在烘干固化后才能进入下一道印刷工序，且烘干加热通常采用热风或红外加热或者两者结合使用(因为烘干过程中会挥发出有机气体，需要吹风带出)。由于银线印刷采用丝网印刷技术，单台印刷机设备产能可以达到3000片/小时甚至以上，而HIT电池生产需要印刷多次排布银线(主栅、细栅)，每次印刷需要烘干后才能进行下一道印刷，在最后一道印刷后，不仅要印刷而且还要固化(在200℃下固化30～60分钟)以达到最好的银线导电性能。一条生产线的印刷工艺和烘干、固化工艺是连接在一起的，所以印刷产能和烘干固化产能最好相匹配。为了增加烘干固化的产能，现有技术通常采用多道链式轨道传输硅片，硅片平躺在传输链上，传输链经过设定高温的区域进行烘干固化，这个方法是设备占地很长，如果结合烘干、固化退火设备就更长了。也有提出的改进的方案有：1、把硅片竖立放置，放在两根卡条之间，同样多条轨道并行链式连续向前通过加热区，这样单位长度内放置的硅片密度就大大增加，但是垂直放置硅片在卡条之间运行过程中容易造成破片，并且垂直方向受热不均而造成银线附着力不均匀；2、硅片放置在花篮里，一次可以放50～100片，花篮放置在一条链式轨道上经过加热区，烘箱里链式连续向前运动，其缺点是同样硅片内受热不均且花篮内硅片之间有机蒸汽不易排除，有机溶剂停留在硅片之间需要大量吹气流动而浪费能源。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术提供了一种太阳能电池硅片烘干固化集成设备，包括依次设置的上料输送线、上料台、装载腔、至少两个线性并列设置的烘箱、下料台、下料输送线及载板回流机构；所述烘箱包括具有烘干腔室的箱体，所述箱体具有对应进料端的进板门阀一及对应出料端的出板门阀一；所述箱体还具有连通内部所述烘干腔室的进气管道和出气管道；所述烘干腔室内设置有升降承托机构；所述升降承托机构包括升降驱动机构，由所述升降驱动机构驱动垂直升降的升降杆，以及沿所述升降杆垂直方向平行并列设置的多排用于载板承托的载板支架；对应每排所述载板支架的上下两侧均设置有加热板；所述装载腔的进料端设置有进板门阀二，所述装载腔的出料端设置有出板门阀二，且所述装载腔出料端的出板门阀二对应第一个所述烘箱进料端的进板门阀一；所述上料输送线对应所述上料台的进料端，所述上料台的出料端对应所述装载腔的进板门阀二；所述下料台的进料端对应最后一个所述箱体出料端的出板门阀一，所述下料台的出料端对应所述下料输送线；所述上料输送线上的硅片通过机械手抓取放置在所述上料台的载板上，所述上料台的载板通过载板传输机构输送至所述装载腔，所述装载腔内的载板通过载板输送机构输送至第一个所述烘箱进行烘干，第一个所述烘箱内的载板通过载板传输机构依次输送至后续所述烘箱进行固化，最后一个所述烘箱内的载板通过载板传输机构输送至所述下料台，所述下料台载板上的硅片通过机械手转移至所述下料输送线，所述下料台上空的载板通过设置的载板回流机构回流至所述上料台上进行重复上料；所述载板的规格为M×N；其中，M为所述载板运动方向的硅片排数，即每排M片硅片；N为所述载板垂直于运动方向的硅片列数，即每列N片硅片；其中，上料输送线将一张一张印上银浆的硅片平躺传输过来并排列成1排M片，然后通过机械手一次抓取，移载到上料台的载板上排成一列，依次类推，放置完N列后硅片后，载板由上料台输送至装载腔，上料台接受通过载板回流机构回流过来的下一块空载板并开始装硅片；其中，下料台的载板上装满的烘干后硅片通过机械手每排M片取下并放置到下料输送线上，下料台上卸完硅片的空载板通过载板回流机构回传到上料台上，载板实现依次重复循环使用。其中，所述升降驱动机构为液压、油压及升降电机中的任一种。其中，所述加热板为热电阻丝加热或排布有多根加热灯，且所述加热板的纵向长度大于所述载板的纵向长度，所述加热板的横向长度大于所述载板的横向长度。这样通过上下加热的方式且加热面积大于载板面积而使载板上下均匀加热。其中，所述加热灯为红外光灯、可见光灯或紫外光灯。通过加热灯发光产生的热量对载板上的硅片加热，加热板上可以为密集放置的LED发光灯产生或其它平面形式的发光灯或灯管均可。上述结构的烘干固化集成设备，其烘箱利用多排垂直排列的载板支架可以同时承托多排装有硅片的载板，且通过对应每排载板的上下两侧均设置有加热源，从而可以有效的实现多排载板的上下同时均匀加热烘干或固化(其中，第一个连通装载腔的烘箱主要用于硅片的烘干，其加热温度设定为80～150℃烘干10分钟左右以用于低温银浆的烘干；其中，后续的烘箱主要用于硅片上低温银浆的固化，设定加热温度在200℃下固化30～60分钟，因此，通常需要线性并列设置多个用于固化的烘箱，通常，载板在每个用于固化的烘箱内停留固化10分钟，若要满足固化60分钟的要求，则需要线性并列设置6个用于固化的烘箱，即集成设备需要线性设置7个烘箱才能满足上述烘干及固化的需求，具体根据需要进行数量及时间设定)，且在烘干或固本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能电池硅片烘干固化集成设备，其特征在于，包括依次设置的上料输送线、上料台、装载腔、至少两个线性并列设置的烘箱、下料台、下料输送线及载板回流机构；/n所述烘箱包括具有烘干腔室的箱体，所述箱体具有对应进料端的进板门阀一及对应出料端的出板门阀一；所述箱体还具有连通内部所述烘干腔室的进气管道和出气管道；所述烘干腔室内设置有升降承托机构；所述升降承托机构包括升降驱动机构，由所述升降驱动机构驱动垂直升降的升降杆，以及沿所述升降杆垂直方向平行并列设置的多排用于载板承托的载板支架；对应每排所述载板支架的上下两侧均设置有加热板；/n所述装载腔的进料端设置有进板门阀二，所述装载腔的出料端设置有出板门阀二，且所述装载腔出料端的出板门阀二对应第一个所述烘箱进料端的进板门阀一；/n所述上料输送线对应所述上料台的进料端，所述上料台的出料端对应所述装载腔的进板门阀二；/n所述下料台的进料端对应最后一个所述箱体出料端的出板门阀一，所述下料台的出料端对应所述下料输送线；/n所述上料输送线上的硅片通过机械手抓取放置在所述上料台的载板上，所述上料台的载板通过载板传输机构输送至所述装载腔，所述装载腔内的载板通过载板输送机构输送至第一个所述烘箱进行烘干，第一个所述烘箱内的载板通过载板传输机构依次输送至后续所述烘箱进行固化，最后一个所述烘箱内的载板通过载板传输机构输送至所述下料台，所述下料台载板上的硅片通过机械手转移至所述下料输送线，所述下料台上空的载板通过设置的载板回流机构回流至所述上料台上进行重复上料；/n所述载板的规格为M×N；其中，M为所述载板运动方向的硅片排数，即每排M片硅片；N为所述载板垂直于运动方向的硅片列数，即每列N片硅片。/n...

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池硅片烘干固化集成设备，其特征在于，包括依次设置的上料输送线、上料台、装载腔、至少两个线性并列设置的烘箱、下料台、下料输送线及载板回流机构；
所述烘箱包括具有烘干腔室的箱体，所述箱体具有对应进料端的进板门阀一及对应出料端的出板门阀一；所述箱体还具有连通内部所述烘干腔室的进气管道和出气管道；所述烘干腔室内设置有升降承托机构；所述升降承托机构包括升降驱动机构，由所述升降驱动机构驱动垂直升降的升降杆，以及沿所述升降杆垂直方向平行并列设置的多排用于载板承托的载板支架；对应每排所述载板支架的上下两侧均设置有加热板；
所述装载腔的进料端设置有进板门阀二，所述装载腔的出料端设置有出板门阀二，且所述装载腔出料端的出板门阀二对应第一个所述烘箱进料端的进板门阀一；
所述上料输送线对应所述上料台的进料端，所述上料台的出料端对应所述装载腔的进板门阀二；
所述下料台的进料端对应最后一个所述箱体出料端的出板门阀一，所述下料台的出料端对应所述下料输送线；
所述上料输送线上的硅片通过机械手抓取放置在所述上料台的载板上，所述上料台的载板通过载板传输机构输送至所述装载腔，所述装载腔内的载板通过载板输送机构输送至第一个所述烘箱进行烘干，第一个所述烘箱内的载板通过载板传输机构依次输送至后续所述烘箱进行固化，最后...

【专利技术属性】
技术研发人员：上官泉元，刘宁杰，
申请(专利权)人：常州比太科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32