[发明专利]一种用于制备太阳能电池的快速尖峰烧结工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种快速高温尖峰烧结工艺，尤其是一种用于制备太阳能电池的快速尖峰烧结工艺。

背景技术

随着人们环保意识的日益提高，国际、国内对可再生能源，特别是对太阳能的开发利用的需求越来越强。在过去的10多年来世界太阳能电池的产量一直以每年30％以上的高速增长，超过半导体行业是世界上发展最快的行业之一。据统计目前世界上共有136个国家投入普及应用太阳能电池的热潮中，其中有95个国家正在大规模地进行太阳能电池及相关技术的研发。我国的可再生能源法案也已于2005年2月28日正式通过，太阳能是地球上能获得的最重要的再生清洁能源，而硅太阳能电池是获得太阳能最重要的光电产品。

目前，硅太阳能电池是太阳能电池生产的主流产品，晶体硅太阳能电池的产量占世界太阳能电池总产量的90％以上。不管是目前大规模生产的P型衬底电池还是前景更看好的N型衬底电池，都必须要经过一个必不可少的关键核心工艺-表面金属电极快速烧结共熔以使金属电极与硅表面扩散层形成良好的欧姆接触。金属化工艺过程是硅太阳能电池生产过程中最直接影响到电池电性能的工艺，其烧结质量的好坏直接影响到电池的光电转换效率，高质量的烧结工艺电池的填充因子可达78％以上、转换效率超过17％，而如果烧结质量不好，电池效率至少下降3个百分点以上。

目前国际上对烧结工艺与机理研究非常活跃，针对不同印刷浆料配合不同的烧结温度曲线，进而研发与之相适应的烧结设备。但到目前为止，学术界对高温烧结金属化工艺过程的机理还不是十分清楚，存在的争议也非常多，但是越来越多的研究表明：金属化工艺过程对温度非常敏感，相对而言有一个容许的温度范围，但最佳温度条件极苛刻。金属化烧结工艺中需要一个时间极短的高温过程；随着硅电池片厚度的越来越薄，对高温时间的要求变得越来越苛刻，烧结温度与最佳温度相差超过5℃就会明显影响到电池的电性能，目前国内晶体硅电池生产线上所使用的烧结设备几乎都是进口，而其原因就是目前国内对高温烧结工艺技术原理及温度与时间还没有很好掌握，无法有效获得快速的尖峰烧结温度及迅速的降温功能，使得电池片的电性能受到极大影响。

发明内容

本发明的目的是针对以上技术缺陷，提供一种用于制备太阳能电池的快速尖峰烧结工艺，能够掌握温度，可很好的实现瞬间高温状态，降低单位电池的制造成本，促进光伏技术的发展。

本发明采用的解决方案是，所述用于制备太阳能电池的快速尖峰烧结工艺为，利用红外短波加热光源定向辐射加热，实现金属化熔结，将待烧结物通过网带快速送入隧道式烧结炉道中的加热炉道，加热炉道外部为隔热纤维，网带上下排列有红外短波加热灯管，加热炉道被隔离组件隔离为不同温区，并且通过送气管及各个温区内置的喷淋嘴向各个温区送入工艺气体，待烧结物经过加热炉道的最高温区之后，通过快速运动的网带运载，进入内部分布有盘管的水冷隧道以实现快速降温，盘管内通有冷却水。

所述隧道式烧结炉道中加热炉道与水冷隧道之间有密封橡胶垫。

所述网带由其底部石英托板下的石英托管带动运行。

所述工艺气体在进入隧道式烧结炉道前先通过匀流装置然后再均匀淋入隧道式烧结炉道内。

加热炉道和水冷隧道之间通过气帘隔离。

所述盘管为外包铝泊的铜制盘管，其内部通有的冷却水为15℃循环用水。

所述隔离组件采用厚25mm的耐高温陶瓷板分隔开，中间开有高60mm、宽500mm的长方形孔以供网带载待烧结物从其间通过。