[實用新型]一種硅棒加熱裝置

有效

• 申請號: 201721693279.1
• 申請日: 2017-12-07
• 公開（公告）號: CN207676885U
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發明（設計）人: 李飛龍;熊震;谷寧寧;李慶林;朱軍;邢國強
• 申請（專利權）人: 蘇州阿特斯陽光電力科技有限公司;阿特斯光伏電力（洛陽）有限公司;阿特斯陽光電力集團有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;H01L31/18
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 胡彬

本實用新型公開了一種硅棒加熱裝置，包括電源、電極、傳輸組件及夾緊組件，電極包括陰極和陽極，且陰極和陽極相對設置，電源分別與陰極和陽極連接；傳輸組件設置于陰極和陽極的下方，用于將硅棒傳送至陰極和陽極之間；夾緊組件分別與陰極和陽極連接，且夾緊組件能夠驅動陰極和陽極相向運動以與硅棒抵接。該硅棒加熱裝置中，電源、電極和硅棒形成通路，利用硅棒本身具有一定電阻的特性，電流經過硅棒將加熱硅棒，且由于光伏行業的硅棒電阻均勻性較優，使得硅棒通電加熱的均勻性好，加熱效率高，硅棒溫度分布更均勻，從而有利于減小硅棒熱應力，避免應力集中，減少硅棒在切割過程中硅片崩邊的比例，有利于降低硅片的加工成本。

技術領域

本實用新型涉及太陽能電池技術領域，尤其涉及一種硅棒加熱裝置。

背景技術

隨著能源危機以及霧霾、溫室效應等環境問題的日趨嚴重，能源轉型迫在眉睫。由于光伏能源具備清潔無污染，儲量大等優勢，光伏行業受到各國政府的大力支持，技術上取得了巨大的進步，得到越來越廣泛的應用，太陽能成為當今最具發展潛力的新能源之一。

在過去的十年間，隨著光伏貿易爭端的升級以及行情的波動，光伏產業出現過產能過剩的現象，但市場對光伏清潔能源的需求仍會穩步增加，光伏發電已經進入大規模推廣應用的時代。

實現光伏發電的器件是太陽能電池，主要分為晶硅(包括單晶和多晶)、薄膜以及第三代太陽能電池，其中技術最成熟、應用最廣泛的就是晶硅太陽能電池，從目前的技術發展趨勢來看，晶硅電池在未來10年內仍將保持其主導地位。時至今日，光伏行業推廣的最大問題仍然在于能否實現平價上網，達成平價上網的目標，是各個光伏企業的奮斗目標和努力方向，因此，唯有不斷降低光伏制造的成本，才能使得光伏能源具備競爭性，得到市場的認可。對于晶體硅太陽能電池光伏組件，其硅片成本占總成本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環節降低成本的主要方向。

現有技術中，硅片加工技術主要有多線砂漿切割和金剛線切割兩種。其中，多線砂漿切割是廣泛采用的技術，其加工原理是由切割線的運動將磨料帶到切割區域，在切割線的高速運動下，磨料在硅晶體表面滾動、摩擦、嵌入到材料的加工表面，使之產生裂紋和破碎，最終實現材料去除的目的。該技術的關鍵在于磨料的切割能力以及切割過程中的熱力學行為，在實際應用中，選用聚乙二醇和碳化硅配置成懸浮液，通過砂漿管把砂漿罐內的砂漿噴撒到線網上，利用鋼線攜帶砂漿與硅棒相對磨削達到切割的目的，同時，切割中使用過的砂漿通過回流系統再次流回到砂漿罐中，砂漿循環使用直至切割完成。而金剛線切割是將金剛石采用粘接或電鍍的方式固定在直鋼絲上進行高速往返切割，其優勢主要體現在以下方面：(1)切割效率提升明顯，大大降低了設備折舊；(2)鋸縫損失較少，硅料成本降低；(3)硅片表面粗糙度及表面殘留金屬雜質含量低，電池效率有0.1-0.2％的提升；(4)環保，使用水性切削液，避免了導致高COD的聚乙二醇的引入。

基于上述切割優勢，單多晶先后通過引入金剛線切割技術大幅降低了硅片成本，砂漿切片市場占比快速下降，逐漸退出硅片加工歷史舞臺。但由于金剛線切片線速較砂漿切片高2倍以上，且采用往返走線方式，加工硅片邊緣有規律的鋸齒狀切割紋路，導致金剛線硅片邊緣崩邊缺損比例高于砂漿硅片，尤其是粘膠面崩邊比例更高，無論單、多晶，邊緣崩缺是金剛線硅片的主要不良，各硅片企業，均把降低硅片崩缺比例，列入重要改善項目，是降低成本的主要途徑之一。

經研究發現，硅片邊緣崩缺主要與硅棒表面粗糙度、表面溫度變化引起的應力集中有關，表面粗糙度低且處理過程熱應力較均勻的硅棒加工硅片崩邊率較低。進入冬季后，硅棒因表面發射率高，其表面溫度低于室溫，若不對硅棒進行加熱處理，在粘接硅棒時，粘棒膠固化時產生的大量熱量使得硅棒表面與內部溫差加大，造成硅棒熱應力集中。目前行業內普遍采用小太陽對硅棒輻射加熱，但小太陽功率高，大量使用會造成能源浪費，且有一定的安全隱患。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提出一種硅棒加熱裝置，加熱效率高，硅棒加熱均勻性較好，減小硅棒內的熱應力，且安全性好。