[实用新型]一种硅棒加热装置

说明书

本实用新型公开了一种硅棒加热装置，包括电源、电极、传输组件及夹紧组件，电极包括阴极和阳极，且阴极和阳极相对设置，电源分别与阴极和阳极连接；传输组件设置于阴极和阳极的下方，用于将硅棒传送至阴极和阳极之间；夹紧组件分别与阴极和阳极连接，且夹紧组件能够驱动阴极和阳极相向运动以与硅棒抵接。该硅棒加热装置中，电源、电极和硅棒形成通路，利用硅棒本身具有一定电阻的特性，电流经过硅棒将加热硅棒，且由于光伏行业的硅棒电阻均匀性较优，使得硅棒通电加热的均匀性好，加热效率高，硅棒温度分布更均匀，从而有利于减小硅棒热应力，避免应力集中，减少硅棒在切割过程中硅片崩边的比例，有利于降低硅片的加工成本。

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种硅棒加热装置。

背景技术

随着能源危机以及雾霾、温室效应等环境问题的日趋严重，能源转型迫在眉睫。由于光伏能源具备清洁无污染，储量大等优势，光伏行业受到各国政府的大力支持，技术上取得了巨大的进步，得到越来越广泛的应用，太阳能成为当今最具发展潜力的新能源之一。

在过去的十年间，随着光伏贸易争端的升级以及行情的波动，光伏产业出现过产能过剩的现象，但市场对光伏清洁能源的需求仍会稳步增加，光伏发电已经进入大规模推广应用的时代。

实现光伏发电的器件是太阳能电池，主要分为晶硅(包括单晶和多晶)、薄膜以及第三代太阳能电池，其中技术最成熟、应用最广泛的就是晶硅太阳能电池，从目前的技术发展趋势来看，晶硅电池在未来10年内仍将保持其主导地位。时至今日，光伏行业推广的最大问题仍然在于能否实现平价上网，达成平价上网的目标，是各个光伏企业的奋斗目标和努力方向，因此，唯有不断降低光伏制造的成本，才能使得光伏能源具备竞争性，得到市场的认可。对于晶体硅太阳能电池光伏组件，其硅片成本占总成本25-30％，而硅片的加工成本占到硅片成本的35％左右，硅片加工成本的降低是硅片环节降低成本的主要方向。

现有技术中，硅片加工技术主要有多线砂浆切割和金刚线切割两种。其中，多线砂浆切割是广泛采用的技术，其加工原理是由切割线的运动将磨料带到切割区域，在切割线的高速运动下，磨料在硅晶体表面滚动、摩擦、嵌入到材料的加工表面，使之产生裂纹和破碎，最终实现材料去除的目的。该技术的关键在于磨料的切割能力以及切割过程中的热力学行为，在实际应用中，选用聚乙二醇和碳化硅配置成悬浮液，通过砂浆管把砂浆罐内的砂浆喷撒到线网上，利用钢线携带砂浆与硅棒相对磨削达到切割的目的，同时，切割中使用过的砂浆通过回流系统再次流回到砂浆罐中，砂浆循环使用直至切割完成。而金刚线切割是将金刚石采用粘接或电镀的方式固定在直钢丝上进行高速往返切割，其优势主要体现在以下方面：(1)切割效率提升明显，大大降低了设备折旧；(2)锯缝损失较少，硅料成本降低；(3)硅片表面粗糙度及表面残留金属杂质含量低，电池效率有0.1-0.2％的提升；(4)环保，使用水性切削液，避免了导致高COD的聚乙二醇的引入。

基于上述切割优势，单多晶先后通过引入金刚线切割技术大幅降低了硅片成本，砂浆切片市场占比快速下降，逐渐退出硅片加工历史舞台。但由于金刚线切片线速较砂浆切片高2倍以上，且采用往返走线方式，加工硅片边缘有规律的锯齿状切割纹路，导致金刚线硅片边缘崩边缺损比例高于砂浆硅片，尤其是粘胶面崩边比例更高，无论单、多晶，边缘崩缺是金刚线硅片的主要不良，各硅片企业，均把降低硅片崩缺比例，列入重要改善项目，是降低成本的主要途径之一。

经研究发现，硅片边缘崩缺主要与硅棒表面粗糙度、表面温度变化引起的应力集中有关，表面粗糙度低且处理过程热应力较均匀的硅棒加工硅片崩边率较低。进入冬季后，硅棒因表面发射率高，其表面温度低于室温，若不对硅棒进行加热处理，在粘接硅棒时，粘棒胶固化时产生的大量热量使得硅棒表面与内部温差加大，造成硅棒热应力集中。目前行业内普遍采用小太阳对硅棒辐射加热，但小太阳功率高，大量使用会造成能源浪费，且有一定的安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种硅棒加热装置，加热效率高，硅棒加热均匀性较好，减小硅棒内的热应力，且安全性好。