太陽能電池片快速燒結(jié)了解嗎?太陽能電池片有哪些注意事項?
太陽能電池的使用,極大程度上保護了環(huán)境??梢哉f,太陽能電池是綠色無污染的。為增進大家對太陽能電池的認識,本文將對太陽能電池片予以介紹。通過本文,你將了解到太陽能電池片的快速燒結(jié)以及太陽能電池片的注意事項。如果你對太陽能電池抑或太陽能電池片具有興趣,不妨繼續(xù)往下閱讀哦。
一、太陽能電池片快速燒結(jié)
在這里,我們來看下太陽能電池片的生產(chǎn)工藝流程中的快速燒結(jié)和外圍設(shè)備。
(一)快速燒結(jié)
經(jīng)過絲網(wǎng)印刷后的硅片,不能直接使用,需經(jīng)燒結(jié)爐快速燒結(jié),將有機樹脂粘合劑燃燒掉,剩下幾乎純粹的、由于玻璃質(zhì)作用而密合在硅片上的銀電極。當(dāng)銀電極和晶體硅在溫度達到共晶溫度時,晶體硅原子以一定的比例融入到熔融的銀電極材料中去,從而形成上下電極的歐姆接觸,提高電池片的開路電壓和填充因子兩個關(guān)鍵參數(shù),使其具有電阻特性,以提高電池片的轉(zhuǎn)換效率。
燒結(jié)爐分為預(yù)燒結(jié)、燒結(jié)、降溫冷卻三個階段。預(yù)燒結(jié)階段目的是使?jié){料中的高分子粘合劑分解、燃燒掉,此階段溫度慢慢上升;燒結(jié)階段中燒結(jié)體內(nèi)完成各種物理化學(xué)反應(yīng),形成電阻膜結(jié)構(gòu),使其真正具有電阻特性,該階段溫度達到峰值;降溫冷卻階段,玻璃冷卻硬化并凝固,使電阻膜結(jié)構(gòu)固定地粘附于基片上。
(二)外圍設(shè)備
在電池片生產(chǎn)過程中,還需要供電、動力、給水、排水、暖通、真空、特汽等外圍設(shè)施。消防和環(huán)保設(shè)備對于保證安全和持續(xù)發(fā)展也顯得尤為重要。一條年產(chǎn)50MW能力的太陽能電池片生產(chǎn)線,僅工藝和動力設(shè)備用電功率就在1800KW左右。工藝純水的用量在每小時15噸左右,水質(zhì)要求達到中國電子級水GB/T11446.1-1997中EW-1級技術(shù)標準。工藝冷卻水用量也在每小時15噸左右,水質(zhì)中微粒粒徑不宜大于10微米,供水溫度宜在15-20℃。真空排氣量在300M3/H左右。同時,還需要大約氮氣儲罐20立方米,氧氣儲罐10立方米。考慮到特殊氣體如硅烷的安全因素,還需要單獨設(shè)置一個特氣間,以絕對保證生產(chǎn)安全。另外,硅烷燃燒塔、污水處理站等也是電池片生產(chǎn)的必備設(shè)施。
二、太陽能電池片注意事項
一般網(wǎng)帶式燒結(jié)爐采用電熱絲作為加熱元件,主要通過熱傳導(dǎo)對工件進行加熱,無法實現(xiàn)急速升溫。只有輻射或微波能夠迅速加熱物體,而輻射加熱具有使用經(jīng)濟、安全可靠、更換方便等優(yōu)點。所以太陽電池片燒結(jié)爐基本都采用紅外石英燈管作為主要加熱元件。它的設(shè)計需注意以下三個問題:
1、加熱管的結(jié)構(gòu)形式
為實現(xiàn)燒結(jié)段的溫度尖峰,需在很短的爐膛空間內(nèi)布置足夠的加熱功率。有短波孿管和短波單管兩種結(jié)構(gòu)可以選擇,其線性功率密度均達到60kW/m2。雖然短波孿管擁有更高的單根功率(相當(dāng)于兩根單管并聯(lián)),但由于其制造工藝復(fù)雜,對石英玻璃管的質(zhì)量要求更高,制造成本約是單管的2.5倍。因此,在實際使用中,大多采用單管。
2、紅外輻射吸收光譜
當(dāng)紅外輻射能量被工件吸收時,該物質(zhì)所特有的吸收光譜需與發(fā)射光譜相匹配,才能在最短時間內(nèi)最大效率地吸收輻射能。因此,在燒結(jié)的不同階段,所選用的紅外石英燈管也是不同的。在烘干段,要讓有機溶劑和水分迅速揮發(fā),采用中波管輔助熱風(fēng)加熱是正確的;在預(yù)燒段,要讓基片獲得充分均勻的預(yù)熱,中波管良好的紅外輻射、均衡的吸收及穿透能力,正好符合要求;在燒結(jié)段,必須在極短時間內(nèi)使基片達到共晶溫度,只有短波管能做到這一點。
3、加熱管的固定方式
燒結(jié)段的溫度峰值在850℃左右,此時燈管的表面溫度將達到1100℃,接近石英管的使用極限,稍微過熱產(chǎn)生氣孔就會立刻燒毀燈管。而在燈管的引出導(dǎo)線部位,由于焊接導(dǎo)線的金屬片和石英玻璃密封在一起,二者熱膨脹系數(shù)不一致,如果此處溫度過高就會產(chǎn)生應(yīng)力裂紋,造成燈管漏氣。因此燈管在爐膛中的安裝固定方式十分重要。圖2為紅外燈管在爐膛中的一種固定方式。這種固定方式要求燈管的冷端距離爐壁至少80mm以上,保證引出導(dǎo)線部位的溫度不會過高;而且爐壁上安裝孔的直徑要比燈管大2~3mm,通過兩側(cè)的固定夾具將燈管懸空夾持在爐膛中。
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