专利名称：一种无网带硅电池片烧结炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光伏电池的生产设备，尤其涉及硅电池片烧结炉。
背景技术：
在太阳电池片的整个生产工艺流程中，扩散、镀膜和烧结三道工序最为重要，其中 烧结是使晶体硅基片真正具有光电转换功能的至关重要的一步。因此，烧结设备的性能好 坏直接影响着电池片的质量。目前，国内外的太阳能电池生产制造厂家普遍使用欧美企业生产的网带式隧道烧 结炉，在烧结炉的纵向上依次设有预热排胶区、升温区、烧结区和降温区，在不同区域布置 不同密度的加热灯管来控制各区域的温度，印刷电极的硅片通过网带传输，依次经过烧结 炉的不同炉温区，完成预热排胶、升温、烧结和降温的电极烧结过程，虽然这种网带式隧道 烧结技术比较成熟，但整个烧结炉的纵向占地面积大，需要设计很长的炉体才能保证硅片 在隧道传输过程中的预热排胶、升温、烧结、降温过程，特别是高温烧结区需要在850-950°C 之间，需要设计2-3米的隧道长度才能达到如此高的温度，这使得网带式烧结炉的体积都 比较庞大。若缩小则网带式隧道烧结炉的炉温区就不明确，无法满足烧结工艺要求。另外， 耐高温网带在运转的过程中，需要绕炉体内外循环运转，网带部分伴随硅片接受升温和降 温的过程，因此，在运转过程中，网带会从炉内携带出大量的热量，而这部分热量将全部作 为损耗，不仅造成了大量能量的浪费，而且也升高了工作环境温度，尤其在严热的夏天，操 作人员的连续工作时间只能在2小时，否则，操作者就容易中署。
发明内容
为了克服现有太阳能电池网带式隧道烧结炉的不足，本发明提供了一种无网带硅 电池片烧结炉。本发明所采用的技术方案是所述无网带硅电池片烧结炉，它包括进料台、隧道式烧结箱、出料台、硅片输送装 置和炉体架，沿隧道式烧结箱的纵向依次设有预热排胶区、升温区、烧结区和降温区四个区 域，其特征是在预热排胶区、升温区、烧结区和降温区之间均设有隔热板，在预热排胶区、 升温区和烧结区内设有加热灯管；出料台的结构与进料台的结构相同，且两者对称设置，它 们都包括固定底板、固定架、导向杆、导向套、活动板、滑轨和滑动板，滑轨分别固定在活动 板上，滑动板分别套装在滑轨上，活动板分别通过导向杆和导向套的套装结构与固定底板 相连接，固定底板都安装在炉体架上；在固定底板和活动板之间设有往复升降机构，在固定 底板与滑动板之间设有往复平移机构，往复升降机构带动活动板相对于固定底板周期性地 完成上升和下降动作，往复平移机构带动滑动板相对于活动板周期性地完成前移和后移动 作；硅片输送装置包括固定托架和移动托架，固定托架的两端分别固定在进料台和出料台 中的固定架上，移动托架的两端分别固定在进料台和出料台中的滑动板上，且固定托架位 于两相邻移动托架之间。
进一步，在活动板和固定底板之间通过四根导向杆与导向套的套装结构可升降滑 动地连接；在活动板和固定底板之间通过四根导向杆与导向套的套装结构可升降滑动地连 接。进一步，固定托架和移动托架的结构相同，它们都包括石英玻璃管、金属套、托脚 和限位螺钉，托脚固定在金属套上，在金属套上设有螺纹孔，金属套通过限位螺钉等间距地 固定在石英玻璃管上。进一步，在石英玻璃管上沿轴向方向等距离地开有限位孔；在金属套上还设有开 □。进一步，所述托脚由钢丝制成，在钢丝表面涂有陶瓷涂层。进一步，固定托架的两端通过耳座、固定架分别安装在固定底板上，两只托脚对称 地固定在金属套上，且托脚的外伸脚段高于安装在金属套上的限位螺钉的外露端，两只托 脚的外伸脚段之间的距离为硅片宽度的0. 70 0. 90。进一步，移动托架的两端通过耳座分别安装在滑动板上，所述移动托架分为双脚 托架、左脚托架和右脚托架，在双脚托架中，两只托脚对称地固定在金属套上；在左脚托架 中，一只托脚固定在金属套的右侧上；在右脚托架中，一只托脚固定在金属套的左侧上；双 脚托架、左脚托架和右脚托架上的所有托脚均处于同一平面上，且左脚托架与双脚托架上 相邻托脚的外伸端之间的距离为硅片宽度的0. 70 0. 90 ；右脚托架与双脚托架上相邻托 脚的外伸端之间的距离为硅片宽度的0. 70 0. 90。进一步，所述往复升降机构包括水平推杆A、摆杆、转轴、轴承座、偏心轮、滚轮、耳 座、活动台和固定底板，转轴通过轴承座安装在固定底板上，偏心轮固定安装在转轴上，摆 杆的上端固定安装在转轴上，摆杆的下端与水平推杆A铰接，滚轮通过耳座固定在活动板 的下端面上，滚轮与偏心轮相接触。进一步，所述往复平移机构包括水平推杆B、杠杆、转销、支承座、滑块和竖直滑轨， 竖直滑轨竖直地固定在滑动板上，滑块套装在竖直滑轨上，杠杆的上端与滑块铰接，杠杆的 下端与水平推杆B铰接，杠杆的中部通过转销安装在支承座上，支承座安装在固定底板上。进一步，在预热排胶区、升温区、烧结区和降温区之间均设有气流隔热门，并贴近 隔热板，气流隔热门包括喷气管和抽吸管，两者均垂直于隧道方向对应设置，在喷气管和抽 吸管之间设有循环泵，喷气管与循环泵的出气口相通连，抽吸管与循环泵的吸气口相通连。进一步，在喷气管和抽吸管之间还设有气流容腔，气流容腔与循环泵串联。由于在各个区之间既设置了隔热板，又设置了气流隔热门，通过喷气管和抽吸管 的压差形成一道热气屏障，能有效地分隔温区，使各温区内温度更接近烧结工艺要求，并使 隧道烧结区和大气隔绝，既提高烧结效率，又减少烧结炉热量消耗，从而能使整个烧结炉的 炉体长度缩短。当硅片烧结后被运行出隧道烧结区后能快速降温，采用这种无网带硅片传 输机构，避免了传输装置运行出隧道而将热量携带出隧道，节省大量的热量。据估算，以 100MW产能为标准，使用无网带高效烧结炉进行太阳能电池的生产，每年可节约电力约104 万度，仅电力方面每年为太阳能电池制造厂家节约生产成本约100万元人民币。降低生产 成本是光伏行业走向大规模应用的必要条件，对于光伏行业的健康发展有非常积极的作 用，响应了我国节能减排政策，符合我国可持续发展的战略目标。在硅片输送机构中，移动托架和固定托架都采用在石英玻璃管上套装金属托架结构，硅片只与金属托架上的托脚接触，且接触形式为点接触或线接触，从而降低硅片在烧结 过程中金属离子沾污。
图1为本发明整体结构示意图；图2为隧道式烧结箱的结构示意图；图3为硅片输送装置的结构示意图；图4、图5为硅片输送装置中固定托架和移动托架的分布示意图；图5为图4中俯视图，图4是图5中C-C剖视图；图6为硅片输送装置中固定托架的结构示意图；图7为硅片输送装置中移动托架的结构示意图(单脚托架)；图8为硅片输送装置中移动托架的结构示意图(双脚托架)；图9为在预热排胶区21、升温区22、烧结区23和降温区M之间设有的气流隔热 系统原理图；图10为托架的结构示意图；图中1为进料台；2为隧道式烧结箱；3为出料台；4为硅片输送装置；5为炉体 架；8为气流隔热门；11、31为固定底板；12、32为固定架；13、33为导向杆；14、34为导向 套；15、35为活动板；16、36为滑轨；17、37为滑动板；21为预热排胶区；22为升温区；23为 烧结区；24为降温区；25为隔热板；26为加热灯管；41为固定托架；411为石英玻璃管；412 为金属套；413为托脚；414为限位螺钉；415为限位孔；416为螺纹孔；417为开口 ；418为陶 瓷涂层；42为移动托架；43为耳座；61为水平推杆A ;62为摆杆；63为转轴；64为轴承座； 65为偏心轮；66为滚轮；67为耳座；71为水平推杆B ；72为杠杆；73为转销；74为支承座； 75为滑块；76为竖直滑轨；81为喷气管；82为抽吸管；83为气流容腔；84为循环泵。
具体实施例方式下面结合说明附图来说明本发明的
具体实施例方式所述无网带硅电池片烧结炉由进料台1、隧道式烧结箱2、出料台3、硅片输送装置 4和炉体架5组成，如图1所示；其中，沿隧道式烧结箱2的纵向依次设有预热排胶区21、升 温区22、烧结区23和降温区M四个区域，在预热排胶区21、升温区22、烧结区23和降温区 M之间均设有隔热板25和气流隔热门8，在预热排胶区21、升温区22和烧结区23内设有热 辐射加热灯管26，隔热板25垂直于隧道方向设置，气流隔热门8设置在隔热板25的一侧， 如图2所示；所述进料台1包括固定底板11、固定架12、导向杆13、导向套14、活动板15、 滑轨16和滑动板17，固定架12安装在固定底板11上，活动板15通过四根导向杆13套装 在对应的导向套14中，导向套14固定在固定底板11上，滑轨16固定在活动板15上，滑动 板17套装在滑轨16上；出料台3的结构与进料台1的结构相同，并与进料台1对称设置， 它包括固定底板31、固定架32、导向杆33、导向套34、活动板35、滑轨36和滑动板37，固定 架32安装在固定底板31上，活动板35通过四根导向杆33套装在对应的导向套34中，导 向套；34固定在固定底板31上，滑轨36固定在活动板35上，滑动板37套装在滑轨36上； 在固定底板11、31和活动板15、35之间设有往复升降机构，在炉体架5与滑动板17、37之间设有往复平移机构，往复升降机构带动活动板15、35相对于固定底板11、31周期性地完 成上升和下降动作，往复平移机构带动滑动板17、37相对于活动板15、35周期性地完成前 移和后移动作，如图3所示；硅片输送装置4包括固定托架41和移动托架42，固定托架41 的两端通过耳座43固定在进料台1和出料台3中的固定架12、32上，移动托架42的两端 通过耳座43固定在进料台1和出料台3中的滑动板17、37上，固定托架41位于两相邻移 动托架42之间，如图4、图5所示；固定托架41和移动托架42的结构相同，它们都包括石 英玻璃管411、金属套412、托脚413和限位螺钉414，托脚413固定在金属套412上，在金属 套412上设有螺纹孔416和开口 417，在石英玻璃管411上沿轴向方向等距离地开有限位孔 415 ；金属套412通过限位螺钉414等间距地固定在石英玻璃管411上，所述托脚413由钢 丝制成，在钢丝表面涂有陶瓷涂层418。固定托架41的两端通过耳座43、固定架12、32分 别安装在固定底板11、31上，两只托脚413对称地固定在金属套412上，且托脚413的外伸 脚段高于安装在金属套412上的限位螺钉414的外露端，两只托脚413的外伸脚段之间的 距离为硅片宽度的0. 70 0. 90 ；移动托架42的两端通过耳座43分别安装在滑动板17、37 上，所述移动托架42分为双脚托架、左脚托架和右脚托架，在双脚托架中，两只托脚413对 称地固定在金属套412上；在左脚托架中，一只托脚413固定在金属套412的右侧上；在右 脚托架中，一只托脚413固定在金属套412的左侧上；双脚托架、左脚托架和右脚托架上的 所有托脚413均处于同一平面上，且左脚托架与双脚托架上相邻托脚413的外伸端之间的 距离为硅片宽度的0. 70 0. 90 ；右脚托架与双脚托架上相邻托脚413的外伸端之间的距 离为硅片宽度的0. 70 0. 90。所述往复升降机构包括水平推杆A61、摆杆62、转轴63、轴承座64、偏心轮65、滚轮 66、耳座67、活动台15、35和固定底板11、31，转轴63通过轴承座64安装在固定底板11、31 上，偏心轮65固定安装在转轴63上，摆杆62的上端固定安装在转轴63上，摆杆62的下端 与水平推杆A61铰接，滚轮66通过耳座67固定在活动板15、35的下端面上，滚轮66与偏 心轮65相接触。所述往复平移机构包括水平推杆B71、杠杆72、转销73、支承座74、滑块75和竖直 滑轨76，竖直滑轨76竖直地固定在滑动板17、37上，滑块75套装在竖直滑轨76上，杠杆 72的上端与滑块75铰接，杠杆72的下端与水平推杆B71铰接，杠杆72的中部通过转销73 安装在支承座74上，支承座74安装在固定底板11、31上。在预热排胶区21、升温区22、烧结区23和降温区24之间均设有气流隔热门8，气 流隔热门8的设置位置贴近隔热板25，气流隔热门8包括喷气管81和抽吸管82，两者均垂 直于隧道方向对应设置，在喷气管81和抽吸管82之间设有气流容腔83和循环泵84，气流 容腔83与循环泵84串联，喷气管81与循环泵84的出气口相通连，抽吸管82与循环泵84 的吸气口相通连，如图10所示。
权利要求
1.一种无网带硅电池片烧结炉，其特征是所述无网带硅电池片烧结炉，它包括进料 台(1)、隧道式烧结箱O)、出料台(3)、硅片输送装置(4)和炉体架(5)，沿隧道式烧结箱 (2)的纵向依次设有预热排胶区(21)、升温区(22)、烧结区03)和降温区04)四个区域， 其特征是在预热排胶区(21)、升温区(22)、烧结区03)和降温区04)之间均设有隔热 板(25)，在预热排胶区(21)、升温区(22)和烧结区(23)内设有加热灯管(26)；出料台(3) 的结构与进料台(1)的结构相同，且两者对称设置，它们都包括固定底板(11、31)，固定架 (12、32)，导向杆(13、33)，导向套(14、34)，活动板(15、35)，滑轨(16,36)和滑动板(17、 37)，滑轨(16,36)分别固定在活动板(15,35)上，滑动板(17,37)分别套装在滑轨(16、 36)上，活动板(15、35)分别通过导向杆(13、33)和导向套(14、34)的套装结构与固定底板 (11、31)相连接，固定底板(11、31)都安装在炉体架(5)上；在固定底板(11、31)和活动板 (15,35)之间设有往复升降机构，在固定底板(11、31)与滑动板(17、37)之间设有往复平移 机构，往复升降机构带动活动板(15、35)相对于固定底板(11、31)周期性地完成上升和下 降动作，往复平移机构带动滑动板(17、37)相对于活动板(15、3幻周期性地完成前移和后 移动作；硅片输送装置(4)包括固定托架Gl)和移动托架(42)，固定托架的两端分 别固定在进料台⑴和出料台⑶中的固定架(12、32)上，移动托架02)的两端分别固定 在进料台(1)和出料台( 中的滑动板(17、37)上，且固定托架Gl)位于两相邻移动托架 (42)之间。
2.根据权利要求1所述无网带硅电池片烧结炉，其特征是在活动板(15)和固定底板 (11)之间通过四根导向杆(13)与导向套(14)的套装结构可升降滑动地连接；在活动板 (35)和固定底板(31)之间通过四根导向杆(33)与导向套(34)的套装结构可升降滑动地 连接。
3.根据权利要求1所述无网带硅电池片烧结炉，其特征是固定托架Gl)和移动托 架(42)的结构相同，它们都包括石英玻璃管(411)、金属套(412)、托脚(413)和限位螺钉 G14)，托脚013)固定在金属套G12)上，在金属套012)上设有螺纹孔G16)，金属套 (412)通过限位螺钉(414)等间距地固定在石英玻璃管Gll)上。
4.根据权利要求3所述无网带硅电池片烧结炉，其特征是在石英玻璃管011)上沿 轴向方向等距离地开有限位孔G15)；在金属套G12)上还设有开017)。
5.根据权利要求3所述无网带硅电池片烧结炉，其特征是所述托脚013)由钢丝制 成，在钢丝表面涂有陶瓷涂层G18)。
6.根据权利要求3所述无网带硅电池片烧结炉，其特征是固定托架的两端通过 耳座(43)、固定架(12、3幻分别安装在固定底板(11、31)上，两只托脚(41 对称地固定在 金属套(412)上，且托脚013)的外伸脚段高于安装在金属套(412)上的限位螺钉(414) 的外露端，两只托脚G13)的外伸脚段之间的距离为硅片宽度的0.70 0.90。
7.根据权利要求3所述无网带硅电池片烧结炉，其特征是移动托架02)的两端通过 耳座^幻分别安装在滑动板(17、37)上，所述移动托架0 分为双脚托架、左脚托架和右 脚托架，在双脚托架中，两只托脚(41 对称地固定在金属套(41 上；在左脚托架中，一只 托脚G13)固定在金属套G12)的右侧上；在右脚托架中，一只托脚G13)固定在金属套 (412)的左侧上；双脚托架、左脚托架和右脚托架上的所有托脚(41 均处于同一平面上， 且左脚托架与双脚托架上相邻托脚(413)的外伸端之间的距离为硅片宽度的0. 70 0. 90 ；右脚托架与双脚托架上相邻托脚G13)的外伸端之间的距离为硅片宽度的0. 70 0. 90。
8.根据权利要求1所述无网带硅电池片烧结炉，其特征是所述往复升降机构包括水 平推杆A(61)、摆杆(62)、转轴(63)、轴承座(64)、偏心轮(65)、滚轮(66)、耳座(67)、活动 台(15、35)和固定底板(11、31)，转轴(63)通过轴承座(64)安装在固定底板(11、31)上， 偏心轮(6 固定安装在转轴(6 上，摆杆(6 的上端固定安装在转轴(6 上，摆杆(62) 的下端与水平推杆A(61)铰接，滚轮(66)通过耳座(67)固定在活动板(15、35)的下端面 上，滚轮(66)与偏心轮(65)相接触。
9.根据权利要求1所述无网带硅电池片烧结炉，其特征是所述往复平移机构包括水 平推杆B(71)、杠杆(72)、转销(73)、支承座(74)、滑块(7 和竖直滑轨(76)，竖直滑轨 (76)竖直地固定在滑动板(17、37)上，滑块(7 套装在竖直滑轨(76)上，杠杆(7 的上 端与滑块(7 铰接，杠杆(7 的下端与水平推杆B(71)铰接，杠杆(7 的中部通过转销 (73)安装在支承座(74)上，支承座(74)安装在固定底板(11、31)上。
10.根据权利要求1所述无网带硅电池片烧结炉，其特征是在预热排胶区(21)、升温 区(22)、烧结区(23)和降温区(24)之间均设有气流隔热门(8)，并贴近隔热板(25)，气流 隔热门(8)包括喷气管(81)和抽吸管(82)，两者均垂直于隧道方向对应设置，在喷气管(81)和抽吸管(82)之间设有循环泵(84)，喷气管(81)与循环泵(84)的出气口相通连，抽 吸管(82)与循环泵(84)的吸气口相通连。
11.根据权利要求1所述无网带硅电池片烧结炉，其特征是在喷气管(81)和抽吸管(82)之间还设有气流容腔(83)，气流容腔(83)与循环泵(84)串联。
全文摘要
一种无网带硅电池片烧结炉，包括进料台、隧道式烧结箱、出料台和硅片输送装置，在沿隧道式烧结箱的纵向依次设有预热排胶区、升温区、烧结区和降温区，在各温度之间均设有隔热板和气流隔热门，在预热排胶区、升温区和烧结区内设有加热灯管，在固定底板和活动板之间设有往复升降机构，在固定底板与滑动板之间设有往复平移机构，滑动板相对于固定底板依次完成上升、前移、下移和后移动作；硅片输送装置包括固定托架和移动托架，由于在各个区之间设置了隔热板和气流隔热门，能有效地分隔温区，使各温区内温度更接近烧结工艺要求，并使隧道绕结区和大气隔绝，既提高烧结效率，又减少烧结炉热量消耗，从而能使整个烧结炉的炉体长度缩短。
文档编号F27B9/26GK102062529SQ201010523699
公开日2011年5月18日 申请日期2010年10月29日 优先权日2010年10月29日
发明者刘志刚, 姚伟忠, 孙铁囤, 潘盛, 荀建华, 陈琼, 高玉山 申请人:常州亿晶光电科技有限公司