一种丝网印刷电极浆料的烧结方法与流程

本发明涉及光伏电池关键原料生产，确切地说涉及一种丝网印刷电极浆料的烧结方法。

背景技术：

1、烧结炉是指使粉末压坯通过烧结获得所需的物理、力学性能以及微观结构的专用设备，烧结炉用于烘干硅片上的浆料、去除浆料中的有机成分、完成铝背场及栅线烧结，为了保证粉末压坯在烧结过程中的脱蜡(润滑剂或成形剂)、还原、合金化、组织转变等顺利进行，烧结时需要对烧结温度、保护气氛、压坯传送方式、加热和冷却速度等进行精确的控制。因此，烧结炉在结构上应具有完善的润滑剂烧除装置(俗称脱蜡带)、具有气密性(即能隔绝炉外空气并保证炉内保护气氛畅通)、炉内的各段温度可控，烧结气氛可调、具有快速冷却装置，可将烧结零件快速冷却到出炉温度而不会氧化。

2、光伏烧结炉是太阳能电池生产线中的关键设备之一，其主要作用是烧结太阳能电池的各组成部分，使其形成一个完整的太阳能电池电路。目前，光伏市场上火热的n型topcon电池多采用烧结退火一体炉完成。在一个相对低的温度下，先完成硅片(电池片)上栅线和电池片之间的热固化以保证浆料的粘附力，然后在高温烧结炉中进行烧结。在高温环境下，电池片表面的银浆会与硅发生一系列反应，形成一种低接触电阻的金相状态，在经过后端退火炉退火，对el不良进行修复及完成钝化和光衰作用，极大的提升了载流子的传输效率，从而改善了太阳能电池的性能。

3、而在现有技术中，通常使用的光伏烧结炉升温手段是硅片(电池片)被履带上的金属顶针托起，通过上下两层的红外加热灯管加热来达到升温目的，在实际生产应用过程中，由于目前采用高温快烧工艺，电池片在炉腔高温加热区保持时间较短，同时，烧结炉中使用的金属顶针为不透光材质，导致履带底部红外加热灯管不能直射到电池片上，使得该区域温度相较于其他区域温度略低，在烧结过程中，该区域浆料银颗粒就不能充分完成金相变化，不能很好的形成金属与半导体间的欧姆接触，从而影响电池性能和良率。

技术实现思路

1、本发明目的在于针对上述问题，提供一种通过增设对待烧结电池片进行旋转以充分利用烧结炉内温度提高电池片上与履带接触区域处高浆料银颗粒完成金相变化程度的优化烧结方法。

2、本发明提供的这种丝网印刷电极浆料的烧结方法，采用烧结退火一体式的烧结炉，并在烧结炉的烧结高温加热温区与退火区域之间的传输履带上增设一个带有旋转驱动单元的吸盘，所述吸盘为耐高温材质，将丝网印刷电极浆料在电池片上进行烧结按照以下步骤：

3、步骤1，将涂覆了丝网印刷电极浆料的待烧结的电池片放至烧结炉的传输履带上，电池片随传输履带进入烧结炉的烧结高温加热温区中开始进行高温烧结。

4、步骤2，高温烧结过程中，电池片被传输履带上的金属顶针托起，烧结炉的烧结高温加热温区中的红外加热灯管对金属顶针托起的电池片进行加热，电池片被拖起后两面都可以被同时进行加热。

5、步骤3，经过步骤2高温烧结的电池片随传输履带自烧结炉的烧结高温加热温区向退火区域传输，传输过程中电池片被置于所述吸盘上，所述吸盘在旋转驱动单元的驱动下带动电池片旋转90°或者270°，旋转后，电池片原来与金属顶针接触的部分被旋转露出，以便后续接受退火时的温度进行补充反应。

6、步骤4，对经过步骤3传输并旋转后进入烧结炉的电池片进行退火处理，退火过程中，电池片被传输履带上的金属顶针托起，烧结炉中的红外加热灯管对金属顶针托起的电池片进行加热，步骤2中电池片上在高温烧结过程中被金属顶针遮挡的位置此时在退火过程中受到红外加热灯管直射，继续在高温烧结过程中未完成的金相变化。

7、具体的，所述烧结炉的烧结高温加热温区与退火区域均包括上、下层布设的若干个加热功率可控的红外加热灯管，精细化可控的红外加热灯管可以根据炉内各区域的温度更为均匀、线性、且可控，烧结炉内自入口经烧结腔体、退火腔体到出口布设有一条传输速率可调的传输履带，涂覆了丝网印刷电极浆料的电池片放置在传输履带上进入烧结炉进行烧结和退火。

8、进一步的，所述带有旋转驱动单元的吸盘设置在升降机构上，旋转驱动单元通过变速连杆连接吸盘以达到控制吸盘旋转的目的，即，吸盘可以在旋转驱动单元、升降机构的驱动下完成三维运动，以便对烧结炉的炉腔中电池片进行取放。

9、优选地，所述步骤3，所述升降机构通过滑轨连接至烧结炉的炉腔，驱动所述吸盘对烧结炉炉腔中的电池片进行抓取。

10、优选地，所述步骤2和步骤4中，烧结炉的烧结高温加热温区与退火区域中的红外加热灯管均为上、下两层设置，两层同时加热以便电池片上下同时进行烧结、和退火。

11、所述步骤4，经过步骤3传输并旋转后进入烧结炉的退火区域，所述升降机构通过滑轨连接至烧结炉的炉腔，驱动所述吸盘将其上的电池片放置在烧结炉退火区域的传输履带上。

12、有益效果

13、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本方法通过在烧退一体机的烧结高温加热温区后增加一种吸盘旋转机构，电池片经烧结区加热后通过履带传送至高温皮带接驳处，通过变速皮带上放的吸盘旋转机构将电池片旋转90°或者270°，再经高温皮带送至退火端履带，完成整个烧结退火过程。相较于常规传输放置由于金属顶针接触电池片固定位置，导致整个烧退过程中，遮挡区域未能达到所需温度，形成良好欧姆接触，本方法通过旋转机构此前由于在烧结区受金属顶针遮挡边缘两侧现位于履带前进方向，该位置无金属顶针遮挡，在退火炉可以受到红外加热灯管直射，达到所需反应温度，继续未完成的金相变化，此方式可以极大的提高由于烧结欠温导致的炉带印、雾黑等问题，提高生产过程中的优品率，同时也能提高太阳能电池的转换效率。

1.一种丝网印刷电极浆料的烧结方法，其特征在于，采用烧结退火一体式的烧结炉，并在烧结炉的烧结高温加热温区与退火区域之间的传输履带(1)上增设一个带有旋转驱动单元(2)的吸盘(3)，所述吸盘(3)为耐高温材质，将丝网印刷电极浆料在电池片上进行烧结按照以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种丝网印刷电极浆料的烧结方法，其特征在于：所述烧结炉的烧结高温加热温区与退火区域均包括上、下层布设的若干个加热功率可控的红外加热灯管，烧结炉内自入口经烧结腔体、退火腔体到出口布设有一条传输速率可调的传输履带(1)，涂覆了丝网印刷电极浆料的电池片放置在传输履带(1)上进入烧结炉进行烧结和退火。

3.如权利要求2所述的一种丝网印刷电极浆料的烧结方法，其特征在于：所述带有旋转驱动单元(2)的吸盘(3)设置在升降机构(4)上，旋转驱动单元(2)通过变速连杆连接吸盘(3)。

4.如权利要求3所述的一种丝网印刷电极浆料的烧结方法，其特征在于：所述步骤3，所述升降机构(4)通过滑轨(5)连接至烧结炉的炉腔，驱动所述吸盘(3)对烧结炉炉腔中的电池片进行抓取。

5.如权利要求1所述的一种丝网印刷电极浆料的烧结方法，其特征在于：所述步骤2和步骤4中，烧结炉的烧结高温加热温区与退火区域中的红外加热灯管均为上、下两层设置。

6.如权利要求3所述的一种丝网印刷电极浆料的烧结方法，其特征在于：所述步骤4，经过步骤3传输并旋转后进入烧结炉的退火区域，所述升降机构(4)通过滑轨(5)连接至烧结炉的炉腔，驱动所述吸盘(3)将其上的电池片放置在烧结炉退火区域的传输履带(1)上。