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一般意义上烧结是将粉末或粉末压坯加热到低于其间基本成分的熔点的温度,然后以必定的办法和速度冷却到室温的进程。烧结的结果是粉末颗粒之间产生粘结,烧结体的强度添加,把粉末颗粒的聚集体变成为晶粒的聚结体,然后取得所需的物理、机械性能的制品或资料。太阳能电池片的烧结办法于此相似,烧结是和丝网工序密不可分的一个部分,烧结的好坏也直接影响丝网印刷的好坏,烧结的进程首要是将丝网印刷好了的正负电极在高温的效果下与硅片构成杰出的触摸欧姆触摸,然后进步太阳能电池片的开路电压和填充因子,一起烧结炉内的高温可以促进镀膜工艺进程中产生的H向电池内部分散,对太阳能电池片有杰出的钝化效果,进步太阳能电池的转化功率。
丝网印刷工序后会有烘干炉,通过烘干炉的电池片,浆料里含有的有机物等得以蒸发,此刻咱们以为他是触摸的,再通过烧结炉时,金属电极资料和电池片外表硅在红外线的加热效果下到达资料的共晶温度,此刻硅原子会进入到熔融状况的金属电极资料傍边,构成合金体系,当温度下降到必定规划时,合金体系中硅原子会从头结晶,在硅片和金属电极之间构成外延层,构成杰出的欧姆触摸。整个烧结进程对错常快速的,一般十几秒就会完结整个烧结。
烧结是一个分散、活动和物理化学反应多重归纳效果的进程。印刷杰出的前提下,各温区温度、气体流量、带速等是影响烧结效果的重要要素。因为要构成杰出的触摸,就有必要到达必定的温度,因为Ag、Al与Si等的性质不同,就需求不同温区来别离完结他们的合金化。
将印刷好的上,下电极和背场的硅片通过网印刷机的传送带传到烧结炉中,通过烘干排焦、烧结和冷却烘干排焦、烘干排焦烧结和冷却进程来完结烧结工艺终究到达上下电极和电池片的欧姆触摸。
在网带的上、下都装有加热带,由温控仪操控其温度。意图是将印刷有浆料硅片烘干,并使浆料内绝大部分焦油蒸发出来。假如温度设置不合理,不能使大部分焦油从浆猜中蒸发出来,剩余的焦油在进入下一区域时会对烧结的效果影响很严重,对转化率有高达0.2%的影响。为了确保设备安全,在每个区域都设有2个热电偶,一个用于温度操控,一个用于过温维护。
为了削减腔室内热量的丢失,在设备强势内部的四周装置上隔热板,并在腔室外的两端装上了铝的隔热反射板,让整个腔室一直坚持一个安稳的温度,有利于工艺的稳步进行。对流器:对流器:为了能让从浆猜中蒸发的焦油悉数从抽风管道中抽走,规划了一个对流加热器。从烘干区上部的对流加热器中吹出温度受控的气体,吹到腔室中,在从烘干区的两端将气体抽出,确保从硅片蒸发出来的焦油被对流加热器吹出的热气带出腔室内,而不会导致硅片蒸发出来的热焦油在机器出口处冷凝而回流到设备里。对流盒子内置在加热盒子里,通过过滤的大气被热空气电扇吸入到一个温度可控的加热器中,最终进入到腔室内。但为确保安全操作,假如吸入的空气总量在添加,相应脱离的总量有必要是适宜的。
依据工艺要求,需求此腔室的灯管能供应很高(高到1000℃)的温度,而且能在高温下作业。一般用石英玻璃管加热器。此种设备用气流把快速加热箱分红4独立的加热体系,以确保每个腔室温度的独立性,可构成一个一个的温度阶梯,然后使最终一个温区的温度在很短时刻到达一个很高的温度。这样规划还可以是每个阻隔区域横向方位温度的不均匀性在一个很小的规划内。在此腔室内每个抽风口都特别规划了一个带加热设备的文氏阀,能确保腔室内产生的废气流很快脱离腔室,防止在烧文氏阀结温区废气对硅片的污染,还能让产生的废气流不在管道口处冷凝。关于温度的测验,2个热偶被装置在加热区域。一个用于温度操控,一个用于超温报警。最终一个温区中装置了2个热偶,于皮带正上方20mm处,他们反映了构成欧姆触摸的共晶温度的实在值,他们的值可以在加热菜单看到,可以直接了解内部的实践温度。为了能让温度急剧下降,在高温区出口处的侧壁、上下部分都装有水冷体系。为了确保大部分热量都辐射到腔室内,在悉数的加热盒子周围都掩盖上保温层,在外层还掩盖有双层的铝反射板,有用延长了灯管的使用寿命。
冷却盒子是一个可循环的盒子,为了冷却电池片和皮带,运送冷却水的管道装置在皮带的上部和下部。冷却电扇别离装置在循环水管道的上方和下方。风速可以调整,上部的电扇将周围的空气通过冷却管道送到硅片和皮带上,下面的电扇吸走通过皮带周围和硅片底部的空气。
正面电极烧穿氮化硅,镀膜产生的H分散进硅,反面Ag、Al电极分散进硅,一起电池片电极有优异的电性能参数,通过烧结炉的氮化硅色彩应该均匀无色差,最终还要检测栅线是否有开裂、虚印等状况
1、在设定温度的一起也要考虑到Al的沸点较低,当超越其沸点时,将有Al进入工艺环境。这些会分散入电池正面的p-n处,对其产生损坏效果。
2、烧结时会有必定量的H从硅片中逸出,必定削弱H对硅片的钝化效果。所以要有激冷的过程以防止过多H的逸出。
4、气流过小时会导致排风不畅,使工艺环境中存在很多有害杂质。各个温区的气流要坚持平衡。
烧结之所以重要,是其承载着丝网印刷的一切汗水,作为电池片结尾的工序,烧结的成功与否,直接关系到电池片能否走出产线,而受至于工艺难题,高温温度的坚持,和温度的均匀化都受到许多要素的搅扰,烧结炉实践工艺参数不能不时获取(就现在设备而言),未来烧结技能的打开或许可以侧重考虑实践数据的不时监控和智能化调理,让电池片在经历过一切工序后可以悉数或简直悉数走下产线。
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