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太阳能电池片烧结炉的设计及其关键性能探讨

时间: 2024-03-05 22:47:33 |   作者: 产品/永乐国际注册地址

烧结段的温度峰值在850℃左右,此时灯管的表面温度将达到1100℃,接近石英管的使用极限,稍微过

产品特性

  烧结段的温度峰值在850℃左右,此时灯管的表面温度将达到1100℃,接近石英管的使用极限,稍微过热产生气孔就会立刻烧毁灯管。而在灯管的引出导线部位,由于焊接导线的金属片和石英玻璃密封在一起,二者热膨胀系数不一致,如果此处温度过高就会产生应力裂纹,造成灯管漏气。因此灯管在炉膛中的安装固定方式十分重要。图2为红外灯管在炉膛中的一种固定方式。这种固定方式要求灯管的冷端距离炉壁至少80mm以上,保证引出导线部位的温度不会过高;而且炉壁上安装孔的直径要比灯管大2~3mm,通过两侧的固定夹具将灯管悬空夹持在炉膛中。

  太阳电池片的烧结工艺决定了相邻两个温区的温度会有300℃以上的落差。虽然辐射加热具有非常好的定向性,但是在灯管和基片之间由于炉膛气氛的存在,有一部分能量会因对流和空气的冷却作用而损失。同时,高温区的热量有向相邻低温区扩散的趋势,这种热扩散会抬高相邻低温区的实际温度,阻碍温度尖峰的形成。因此,如何减少空气的热损失和相邻温区的热扩散是炉膛结构设计的重点,其纵向截面剖视图如图3所示。

  整个炉膛采取大加热腔小通道的结构,大加热腔能够给大家提供足够的热量,减少热震荡,提高炉膛的温度均匀性;小通道可以使每个温区的空间相对独立,减少对流,降低相邻温区间热扩散干扰。由于硅基片厚度只有200肚m左右,理论上通道高度可以很低,但在实际设计时,要考虑温度曲线测量器件从炉膛通过,一般有效高度在30mm左右。

  对于辐射加热,炉膛耐火材料的选择不仅需考虑耐温隔热性能,更要考虑其辐射能力。陶瓷纤维具有极低的热导率和比热容以及高于一般耐火材料的黑度,在以辐射为主的加热方式中,太阳电池片烧结炉采用陶瓷纤维砌筑炉膛提高了辐射加热的效果,又节约能源。基于以上分析,在今后的炉膛设计中,隔热和辐射能力更好的硅酸钙材料和纳米绝热材料也值得考虑。

  在太阳电池片烧结工艺中,不同阶段的目的是十分明确的。烘干段完成浆料的干燥,预烧段完成基片的预热,烧结段完成电极的烧结,降温段完成基片的冷却。因此,不同阶段的气氛布置是截然不同的。

  辐射加热能迅速烘干浆料中的有机溶剂和水分,为有效地将废气排出,需依靠合理的气氛流向。图4为在烘干段利用热风辅助加热,增加炉膛中的空气对流来实现这一目的。

  特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更加多信息而非盈利之目的,同时并不意味着赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权属于原本的作者所有,若有侵权,请联系我们删除。

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