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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: 2024-01-11 11:01:41 |   作者: 产品中心

  在1000℃以下网带烧结炉中,目前均采用带陶瓷护管的K分度来检测温度,精度高、成本低廉。由于偶丝被保护在陶瓷护管中,热响应时间比较久,对于普通的电热丝加热、低速运行的窑炉无影响。而采取辐射加热和CYC控制方式的太阳电池片烧结炉要求热偶的响应时间必须充足快,才能将温区的温度波动控制在允许范围内,否则烧结出的电池片转换率会随着炉温的波动而变化,离散性大、品质不一致。为解决热偶响应时间长的问题,采用S分度热偶是一种合适的选择。

  目前太阳电池片烧结工艺技术要求能达到5000mm/min,而普通网带炉的工作速度一般只有200mm/min。高速烧结会使网带的运行平稳性变差,在电池片的背电极面造成网纹,影响外观品质,甚至会造成破片。此外,高速烧结如何在很短的时间内使网带迅速降温,以保证电池片出炉温度,也是一个一定要解决的难题。目前,设计人员着重从以下四方面加以克服。

  目前网带式烧结炉均采用摩擦传动方式,即用张紧轮将网带压紧在主传动轮上,跟随主动轮一起运动。一般网带炉只在主传动处施加张紧,会造成网带有松边、紧边之分,对低速运行不会造成影响,但高速运行就会在松边产生抖动。为此,应采用全程弹性张紧的方式,这样,施加在炉体不一样的部位的张紧轮上的弹簧,会根据网带拉力的不同而自动调整摩擦力的大小,使之与拉力相匹配,最大限度地减小抖动的产生。

  由于电池片本身极薄(还有继续减薄的趋势),从烧结段带出的热量大多分布在在金属网带上。理论上迅速降温的方式有两种,一是加快热交换;二是减少热源。当设备的冷却方式确定后,只能降低网带本身的蓄热,即减少单位面积上金属丝的用量。

  影响网带轻重的主要有网带的节距p、网距t、网丝径d和穿丝径D,如图8所示。p和t越大、d和D越细,单位面积的网带越轻,反之就越重。但太阳电池片烧结炉的网带在高温高速下运动,要求经常使用不抖动、不变形。这与前者是矛盾的,必须仔细分析p、t、d和D的影响,协调解决。人字形结构的优点是网丝呈螺旋V形结构,自身刚性好,因此加大网距t,减小网丝径d,对网带的受力影响较小;网带在拉力作用下,所有的着力点均由穿丝承受,特别是d加大后,对穿丝的刚性要求更高,所以穿丝径D应在网丝径d的1.5倍以上;节距p加大后,会在传动轮圆周上产生多边形效应,接触面减小,造成摩擦力不足,而且d变细时,p过大,会使网丝在张紧力的作用下发生变形,因此节距p一般控制在网距t的1.1~1.2倍之问。这样编织出的网带,既有足够的长期使用刚性,本身单位面积重量又很轻,蓄热很小。

  为满足降温需要,太阳电池片烧结炉的网带网孔更大,丝径更细,更容易造成网带的扭曲、跑偏。因此就需要在编织时进行严格的夹具定位,特别要控制两端丝头焊接时的应力产生。此外,整个传动对网带的支撑结构也很重要,应该尽可能在网带的接触面采用滚动结构,减少摩擦力,以提高网带寿命,降低网带振动。

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