一种防金属离子污染的硅片烘干炉制造技术

本实用新型专利技术公开了一种防金属离子污染的硅片烘干炉，包括炉体、设在炉体内的加热装置、硅片传送装置和控制单元，炉体内壁为石英板，加热装置包括石英管远红外加热灯，硅片传送装置包括多条硅片平置轨道和相应传送机构，传送机构为往复式步进机构，炉膛内还充满保护气体，本实用新型专利技术的烘干炉内所有与硅片接触部位均采用石英材料制成，避免了硅片与金属零件的接触，往复式步进传送机构，解决了普通链式金属网带易产生金属离子污染或采用树脂网带在高温下老化快的难题，而在烘干过程中，硅片始终处于高纯氮气的保护中，防止金属离子对硅片造成二次污染。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及到一种太阳能电池生产设备，尤其涉及到一种能防金属离子污染的硅片烘干炉。
技术介绍
目前的太阳能电池的转换效率不断提升，在太阳能电池生产过程中，选择性扩散工艺已经成为电池生产厂家重点研发领域，在各种实现选择性扩散的工艺路线中，采用印刷磷源的一次扩散方法以低成本、易批量生产最受关注，印刷完成的硅片需在烘干炉内进行烘干作业，中国专利号为ZL200620073300.3的、名称为太阳能电池基板烘干炉的技术专利，公开了一种太阳能电池基板烘干炉，用于将经过印刷电极的太阳能电池基板上的电极浆料的胶体、水分排出，包括一机架；一炉体，设于机架上，并且偏中间；一组加热器，设于炉体的炉膛内；一对主、从动辊，分别枢置在机架的上部两端；一网帘，套置在主、从动 棍上；一动力传动机构，设在机架之一端，并且靠近于主动棍，与主动棍传动连结；一用于使所述炉膛获得循环热风的风路机构，设在机架偏下方；一用于控制加热器、动力传动、风路机构工作的电气控制箱，固设在炉体上，该烘干炉虽然体积小、生产效率较高、能保证基板受热均匀，但是烘干过程中金属离子却无法消除而使硅片容易造成二次污染使硅片形成光生载流子复合中心，降低了电池的实际光电转换效率，
技术实现思路
本技术主要解决普通硅片烘干炉无法消除金属离子对硅片产生二次污染且烘干炉能耗较大、树脂网带容易老化的技术问题，提供了一种能防金属离子污染且节能的硅片烘干炉。为了解决上述存在的技术问题，本技术主要是采用下述技术方案本技术的一种防金属离子污染的硅片烘干炉，用于太阳能电池硅片的烘干作业，所述烘干炉设在框架上，包括炉体、设在炉体内的加热装置、硅片传送装置和控制单元，其中炉体，包括内壁板和炉外板，内壁板和炉外板之间空腔形成隔热层,所述内壁板为石英板，在炉体两侧设有硅片进口和硅片出口，在炉体顶部设有保护气体进气口和排气口，在炉体底部设有与娃片传送机构相对应的开口；加热装置，包括若干外壁为石英管的远红外加热灯；输送装置，包括若干平行排列的硅片平置轨道和相应的硅片传送机构，所述每个硅片平置轨道包括设在炉内的两根平行且等高的石英放置条和分别设在炉体硅片进口和硅片出口且处在所述石英放置条延伸线上的若干石英放置块，石英放置条的顶面与石英放置块的顶面等高形成水平的硅片放置面，两根石英放置条之间间距与硅片宽度相吻合；控制单元，连接硅片传送机构各气缸、加热装置红外灯和保护气体流量控制装置，监测并控制硅片传送速度、烘干加热功率、保护气体流量和风帘气体流量。烘干炉内所有与硅片接触的零部件如内壁板、加热灯管、硅片搁置面材料等均采用石英材料制成，避免了硅片与金属零件的接触，也避免了金属零件在高温下挥发出金属离子的可能，从而避开了金属离子对硅片的二次污染，同时，在烘干过程中，炉膛内还吹入高纯氮气，使硅片始终处于高纯氮气的保护中并及时排出浆料挥发物，防止散布于空气中的金属离子对硅片表面造成二次污染；炉体的隔热层使烘干炉更节能环保，炉内腔温度更稳定，硅片的加热烘干质量更好，而多条烘干通道的并存设计，节约了炉体空间、降低能耗，使工作效率得到了成倍提升。 作为优选，所述硅片传送机构为往复式步进机构，包括水平的石英传送杆、水平气缸、升降气缸和水平导轨，所述水平导轨和移动气缸设在所述框架上，水平导轨与所述硅片放置轨道平行，水平导轨上设有可沿水平导轨滑动的可调支架，水平气缸的活塞杆与所述支架连接，所述升降气缸分别设在支架的两端，升降气缸的活塞杆分别与所述石英传送杆的两端部连接，石英传送杆可通过升降气缸的作用垂直升降，石英传送杆设在所述石英放置条之间，石英传送杆的长度大于炉体的长度，上升时石英传送杆的杆身上表面闻于石英放置条的顶面高度，下降时石英传送杆的杆身处在石英放置条顶面的下方，传动机构采用往复式步进法，解决了普通链式烘干炉采用的金属网带造成金属离子污染或采用树脂网带在高温下老化快的问题，而水平气缸和升降气缸的使用，则简化了控制和结构，制作方便，成本低廉。作为优选，所述石英放置条的顶部设有沿石英放置条轴线方向均匀排列的若干凸台，所述两根石英放置条的凸台对称设置，凸台构成若干个硅片加热工位，所述水平气缸的活塞杆行程与所述硅片加热工位的间距相等，均匀排列的凸台形成硅片的平放加热工位，硅片放置平稳且接触面较小，有利于提高硅片的烘干质量。作为优选，所述石英放置块顶面外沿设有与放置块一体结构且与石英放置条平行的定位条，所述定位条内侧面为斜面，定位条可使娃片在进口处放置时定位精准，烘干过程中不易错位而造成硅片滑落，通道内侧的斜面方便硅片的放置。作为优选，所述炉体两侧的硅片进口、硅片出口处和炉体底部的开口处均设有风帘，所述风帘为可调流量的石英管风帘，在炉体与外界相通的地方，设计有可调风量的风帘，使炉膛与外界隔绝，防止外界空气中的金属离子对硅片造成二次污染，也可防止炉膛内的浆料挥发物溢出，造成环境污染。作为优选，所述炉外板为PVDF树脂板，所述隔热层为高纯石英纤维隔热棉，石英纤维隔热棉保温性能良好又不会产生金属离子污染，而PVDF树脂板耐高温且稳定性优良。作为优选，所述保护气体为高纯氮气，所述进气口设在硅片出口端，所述排气口设在硅片进口端，所述进气口上设有可调式高纯氮气流量调节器，逆流设计的高纯氮气流向，有效地带走烘干过程产生的废气，越接近出口的硅片接触到的高纯氮气越纯净，使硅片始终处于高纯氮气的有效保护中，防止散布于空气中的金属离子对硅片表面造成二次污染，可调式高纯氮气流量调节器能保证炉膛内的保护气体压力始终处于一定压力。作为优选，在保护气体的进出气管线上设有热交换器，所述热交换器分别与保护气体的进气管道和出气管道连接，在保护气体的进出管道上设计有换热器，可吸收排出的高温废气中的热量来加热进气气体，提高了进气气体的温度，节约了能源，也减小了炉膛内的温度波动，提高硅片的烘干质量。作为优选，在炉膛内还设有热电偶，所述热电偶与控制单元电连接，热电偶检测炉膛内的温度并送至控制单元，可控硅触发器以PID方式调节加热管的功率，使炉膛内的温度达到并保持在100°C 350°C的设定烘干温度。本技术的有益效果是烘干炉内所有与硅片接触的零部件均采用石英材料制成，避免了硅片与金属零件的接触，也避免了金属零件在高温下挥发出金属离子的可能；硅片传动机构采用往复式步进法，解决了普通链式烘干炉采用的金属网带产生金属离子污染或采用树脂网带在高温下老化快的难题；在烘干过程中，炉膛内还吹入洁净的高纯氮气，使硅片始终处于高纯氮气的保护中，避免了散布于空气中的金属离子对硅片表面造成二次污染；多条硅片烘干通道的并存设计，节约了炉体空间、降低能耗，使生产效率得到了提升。附图说明图I是本技术的硅片顶起状态结构示意图。图2是图I的侧视示意图。图3是本技术的硅片放置状态结构示意图。图4是图3的侧视示意图。图中I.硅片，2.框架，3.炉体，4.内壁板，5.炉外板，6.隔热层，7.硅片进口，8.硅片出口，9.保护气体进气口，10.排气口，11.远红外加热灯，12.石英放置条，13.石英放置块，14.石英传送杆，15.水平气缸,16.升降气缸,17.水平导轨,18.支架，19.凸台，20.风帘，21.热电偶。具体实施方式下面通过实施例，并结合附图，对本实用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防金属离子污染的硅片烘干炉，用于太阳能电池硅片（1）的烘干作业，所述烘干炉设在框架（2）上，其特征在于：包括炉体（3）、设在炉体内的加热装置、硅片传送装置和控制单元，其中炉体，包括内壁板（4）和炉外板（5），内壁板和炉外板之间空腔形成隔热层（6），所述内壁板为石英板，在炉体两侧设有硅片进口（7）和硅片出口（8），在炉体顶部设有保护气体进气口（9）和排气口（10），在炉体底部设有与硅片传送机构相对应的开口；加热装置，包括若干外壁为石英管的远红外加热灯（11）；输送装置，包括若干平行排列的硅片平置轨道和相应的硅片传送机构，所述每个硅片平置轨道包括设在炉内的两根平行且等高的石英放置条（12）和分别设在炉体硅片进口和硅片出口且处在所述石英放置条延伸线上的若干石英放置块（13），石英放置条的顶面与石英放置块的顶面等高形成水平的硅片放置面，两根石英放置条之间的间距与硅片的宽度相吻合；控制单元，连接硅片传送机构各气缸、加热装置红外灯和保护气体流量控制装置，监测并控制硅片传送速度、烘干加热功率、保护气体流量和风帘气体流量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：金重玄，戴明，毛金华，吴洪联，夏高生，
申请(专利权)人：杭州大和热磁电子有限公司，
类型：实用新型
国别省市：