CN104538503A - 太阳能硅片的淋浴式湿法制绒设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能硅片的淋浴式湿法制绒设备，包括：用于向前运送硅片的运送组件，设于运送组件上方的喷淋组件，设于运送组件下方的供液组件。间隔向运送组件上放置硅片，运送组件向前运送硅片，喷淋盒向下喷淋药液；运送组件上流下的药液在接液槽内聚合。本发明还提供了一种利用上述淋浴式湿法制绒设备进行太阳能硅片湿法制绒的方法。本发明淋浴的方式将腐蚀液喷洒或滴到硅片上，多余药液及反应生成物流到接液槽，从而保证硅片的腐蚀均匀性。
Description
技术领域
本发明涉及光伏行业，尤其涉及一种太阳能硅片的淋浴式湿法制绒设备及方法。
背景技术
在光伏行业中，硅片的湿法制绒处理一般采用将硅片浸泡于腐蚀性液体中进行表面处理，因反应区内的腐蚀性液体量很大，参与反应的腐蚀液以及反应后的生成物和未参与反应的腐蚀液掺杂在一起，造成反应槽内的药液浓度出现区域性浓度不一致，这将导致硅片表面处理的均匀性大大降低，对生产加工出来的硅片质量影响非常大。
因此，如何提供一种有效提高硅片表面处理质量的太阳能硅片的淋浴式湿法制绒设备及方法是业界亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明针对上述问题提供了一种有效提高硅片表面处理质量的太阳能硅片的淋浴式湿法制绒设备及方法。
本发明提出的技术方案是，设计太阳能硅片的淋浴式湿法制绒设备，包括：运送组件，包括纵向均匀排列的滚筒、驱动滚筒的电动元件，运送组件用于向前运送硅片。喷淋组件，包括位于滚筒上方、纵向间隔设置的喷淋盒，喷淋盒底面均匀设有漏液孔。供液组件，包括设于运送组件下方的接液槽，位于接液槽下方并与接液槽连通的副槽，与所述副槽和喷淋组件连接的循环管道，以及位于副槽出口与循环管道连接的循环泵。
较优的，循环泵的出口设有两路管道，第一路管道接入喷淋盒内，第二路管道接回副槽内。
较优的，喷淋盒的进口处设有流量阀，第一路管道经过流量阀再接入喷淋盒，循环泵连接有变频器，通过变频器控制循环泵的转速。
较优的，喷淋盒的漏液孔呈锥形，漏液孔的孔径由上至下逐渐加大；或者，喷淋盒的漏液孔呈直筒形，直筒的底面设有一圈锥形凹环，该锥形凹环的孔径由直筒孔向下逐渐加大。
进一步的，该设备还包括补液***，补液***内设有：位于运送组件的上料口的计数传感器、与计数传感器连接的控制器、以及与控制器连接的补液装置，计数传感器对硅片计数，达到设定数量后发送信号给控制器，控制器控制补液装置向副槽内补充新药液。
补液***包括：设于副槽上方的补液罐，联通该补液罐底部的带有进液控制的输液管道，所述补液罐的底部还联通一补液管，该补液管中并接有粗补阀和精补阀，补液罐的顶部设有一用于补液罐液位检测的超声波液位仪，该超声波液位仪与控制器连接。
在一实施例中，副槽内顶部设有一用于副槽内液位检测的液位检测器，该液位检测器与控制器连接。
本发明还提供了一种利用上述1—7任一权利要求所述设备进行太阳能硅片湿法制绒的方法，包括以下步骤：
步骤1、将硅片间隔放置在滚筒传送带上并按照设定的速度通过喷淋组件；
步骤2、运送组件向前运送硅片，控制喷淋组件向硅片喷淋药液，喷淋盒的进口设置流量阀，保证每个喷淋盒内的液位高度一致，使药液呈连续的水滴状从喷淋盒滴下；
步骤3、将处理完成后的硅片转送至下一工序运送组件上流下的药液在接液槽内聚合。
较优的，将循环泵出口的药液一部分返回副槽，用于对副槽内的药液进行搅拌，使药液混合均匀。
在一较优实施例中，运送组件的运送速度为1.8-2.5M/Min，硅片之间的间隔距离约为20mm，当计数感应器计数到200片后，触发补液***向副槽补充新液，保证循环药液的动态平衡。
与现有技术相比，本发明淋浴的方式将药液喷洒或滴到硅片上，硅片反应后的生成物及未参与反应的药液可随着多余的药液迅速流道接液槽，避免了传统浸泡反应方式中硅片周围药液浓度不均匀的情况，有效保证单片硅片表面的腐蚀均匀性和多片硅片之间的腐蚀均匀性，大大提高了硅片的生产质量及降低生产不良率。更优的，为了节约材料，聚合在接液槽内的剩余药液还可以抽回喷液盒循环使用，使药液被充分利用，进一步的，还可以设置补液***，药液在一段时间的循环后，浓度会出现偏差，补液***可以在药液浓度出现偏差后，向接液槽补充新的药液，以平衡药液浓度，提高生产自动化程度。
附图说明
下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中：
图1是本发明的设备结构示意图；
图2是本发明的补液***结构示意图。
具体实施方式
在太阳能硅片的湿法制绒处理中，一般将硅片浸泡于腐蚀性液体中进行表面处理，参与反应的腐蚀液以及反应后的生成物和未参与反应的腐蚀液掺杂在一起，造成反应槽内的药液浓度出现区域性浓度不一致，影响硅片的生产质量，本发明采用淋浴的方式将腐蚀液喷洒或滴到硅片上，多余药液及反应生成物能及时流回副槽，避免硅片上的药液浓度不均匀的问题。
本发明提出的太阳能硅片的淋浴式湿法制绒设备，包括：运送组件、喷淋组件及供液组件。
运送组件包括纵向均匀排列的滚筒2、驱动滚筒2的电动元件，运送组件用于向前运送硅片3。喷淋组件包括位于滚筒2上方、纵向间隔设置的喷淋盒4，喷淋盒4底面均匀设有漏液孔。供液组件包括接液槽1、副槽7、循环管道5及循环泵6，接液槽1开口朝上设于运送组件的下方，用于接收运送组件上流下的药液，副槽7位于接液槽1下方并与接液槽1连通，接液槽1接收的药液流向副槽7汇集，循环管道5连接在副槽7和喷淋组件之间，循环管道5的进口连接在副槽7上，出口分为多个并联的管道分别接入各个喷淋盒4，循环泵6位于副槽7的出口，循环泵6连接在循环管道5上，用于将副槽内的药液抽送至喷淋盒4内。
副槽7与接液槽1之间通过多条连接管接通，接液槽1内的液体从连接管中进入副槽7，设置多条连接管的作用是让接液槽1内的液体能较快的进入副槽7。副槽7底部还设有排污孔，便于定期清理副槽7。由于流回副槽7的腐蚀液再次参与硅片腐蚀需要较长的时间，参与反应的腐蚀液以及反应后的生成物和未参与反应的腐蚀液在副槽7混溶得更好。
循环泵6的出口设有两路管道，第一路管道接入喷淋盒4内，第二路管道接回副槽7内，接回副槽7的目的是利用液体的冲击力对副槽7内的药液进行搅拌，使药液混合的更均匀。在副槽7和循环泵6的共同作用下，药液充分混匀，这就使得每次参与化学反应的循环药液浓度接近一致，保证硅片3反应质量。
喷淋盒4的进口处设有流量阀8，第一路管道经过流量阀8再接入喷淋盒4，循环泵6连接有变频器，通过变频器控制循环泵6的转速。由于喷淋盒4设置有多个，喷淋盒4内的液位高度可决定药液滴下的快慢速度，在喷淋盒4的进口设置流量阀8可保证每个喷淋盒4内的液位高度一致，变频器根据流量阀8的开度控制循环泵6抽液速度，从而使喷淋盒4保持同等的速度滴液。在实际应用中，可根据不同的工艺需求调整流量阀8的开度。
喷淋盒4的漏液孔呈锥形，漏液孔的孔径由上至下逐渐加大.或者，喷淋盒4的漏液孔呈直筒形，直筒的底面设有一圈锥形凹环，该锥形凹环的孔径由直筒孔向下逐渐加大。喷淋盒4通过漏液孔控制药液呈水滴状滴下。药液呈直线型从喷淋盒流下时药液刚接触硅片即被后续的药液冲走，流速快且冲击力较大，不利于硅片反应，水滴状落下可保证药液与硅片3能有较长的反应时间，保证硅片反应充分均匀。
该设备还包括补液***，补液***内设有：位于运送组件的上料口的计数传感器、与计数传感器连接的控制器、以及与控制器连接的补液装置，计数传感器对硅片3计数，达到预设数量后发送信号给控制器，控制器控制补液装置向副槽7内补充新药液，新液补充完成后，计数传感器重新计数。其中，控制器可采用PLC控制器或PC端。
补液***包括：设于副槽7上方的补液罐9，联通该补液罐9底部的带有进液控制的输液管道10，补液罐的底部还联通补液管11，该补液管11中并接有粗补阀12和精补阀13，补液罐9的顶部设有一用于补液罐9液位检测的超声波液位仪14，该超声波液位仪14与控制器连接。超声波液位仪14用作距离传感器，检测补液罐9内的液面高度来控制补液量，由于超声波液位仪14本身精度非常高，配合大小双阀门补液管路，可提高补液量的准确性。
基于上述的设备结构，在一实施例中，该设备还包括在副槽7内顶部设有一用于副槽7内液位检测的液位检测器，该液位检测器与控制器连接。在设备运行时，计数感应器对硅片计数，达到预设数量时，计数传感器触发补液***补液，液位检测器对副槽7液面高度进行检测，并将液面高度反馈到控制器，控制器换算出需要补液的实时体积，打开补液管中的粗补阀12进行补液，超声波液位仪14检测补液罐9内液面下降的高度，并反馈给控制器，控制器换算对比快要到达设定的补液量时，关闭粗补阀12，然后精补阀13开启，对副槽7进行精细补液。
在另一实施例中，该设备还包括副槽7内设有药液浓度检测仪，计数器达到设定数量时，对副槽7内的药液浓度进行检测，并反馈给控制器，控制器根据检测结果按照比例计算出补液量，在通过补液***对副槽7进行补液。
当然在实际应用中，接液槽1下方也可不设置副槽，药液进入接液槽1后直接由循环泵6抽回喷淋盒4内。当循环泵6的出口设有两路管道时，第一路管道接入喷淋盒4内，第二路管道接回接液槽7内，使药液混合的更均匀。同时，补液***补液时将新液直接向接液槽1内添加。
本发明还提供了一种利用上述设备进行太阳能硅片湿法制绒的方法，包括以下步骤：
步骤1、将硅片间隔放置在滚筒传送带上并按照设定的速度通过喷淋组件，喷淋的方式使得硅片上的多余药液及反应生成物能及时流走，不影响硅片表面的腐蚀均匀性，硅片间隔设置使得相邻两硅片之间的药液被完全隔开，充分保证每个硅片及硅片表面的每个位置的腐蚀均匀性；
步骤2、运送组件向前运送硅片，控制喷淋组件向硅片喷淋药液，喷淋盒的进口设置流量阀，保证每个喷淋盒内的液位高度一致，使药液呈连续的水滴状从喷淋盒滴下；
步骤3、将处理完成后的硅片转送至下一工序运送组件上流下的药液在接液槽内聚合。
较优的，将循环泵出口的药液一部分返回副槽，用于对副槽内的药液进行搅拌，使药液混合均匀。计数传感器检测到的硅片数量到达触发数值，补液***向副槽内补充新的药液，补完药液后计数器重置。
在一较优实施例中，运送组件的运送速度为1.8-2.5M/Min，硅片之间的间隔距离约为20mm，当计数感应器计数到200片后，触发补液***向副槽补充新液，保证循环药液的动态平衡。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种太阳能硅片的淋浴式湿法制绒设备，其特征在于包括：
运送组件，包括纵向均匀排列的滚筒、驱动滚筒的电动元件，运送组件用于向前运送硅片；
喷淋组件，包括位于滚筒上方、纵向间隔设置的喷淋盒，喷淋盒底面均匀设有漏液孔；
供液组件，包括设于运送组件下方的接液槽，位于接液槽下方并与接液槽连通的副槽，与所述副槽和喷淋组件连接的循环管道，以及位于副槽出口与循环管道连接的循环泵。
2.如权利要求1所述的淋浴式湿法制绒设备，其特征在于，所述循环泵的出口设有两路管道，第一路管道接入喷淋盒内，第二路管道接回副槽内。
3.如权利要求2所述的淋浴式湿法制绒设备，其特征在于，所述喷淋盒的进口处设有流量阀，第一路管道经过流量阀再接入喷淋盒，循环泵连接有变频器，通过变频器控制循环泵的转速。
4.如权利要求1所述的淋浴式湿法制绒设备，其特征在于，所述喷淋盒的漏液孔呈锥形，漏液孔的孔径由上至下逐渐加大；或者，喷淋盒的漏液孔呈直筒形，直筒的底面设有一圈锥形凹环，该锥形凹环的孔径由直筒孔向下逐渐加大。
5.如权利要求1所述的淋浴式湿法制绒设备，其特征在于，该设备还包括补液***，补液***内设有：位于运送组件的上料口的计数传感器、与计数传感器连接的控制器、以及与控制器连接的补液装置，计数传感器对硅片计数，达到设定数量后发送信号给控制器，控制器控制补液装置向副槽内补充新药液。
6.如权利要求5所述的淋浴式湿法制绒设备，其特征在于，所述补液***包括：设于副槽上方的补液罐，联通该补液罐底部的带有进液控制的输液管道，所述补液罐的底部还联通一补液管，该补液管中并接有粗补阀和精补阀，补液罐的顶部设有一用于补液罐液位检测的超声波液位仪，该超声波液位仪与控制器连接。
7.如权利要求6所述的淋浴式湿法制绒设备，其特征在于，所述副槽内顶部设有一用于副槽内液位检测的液位检测器，该液位检测器与控制器连接。
8.利用上述1—7任一权利要求所述设备进行太阳能硅片湿法制绒的方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1、将硅片间隔放置在滚筒传送带上并按照设定的速度通过喷淋组件；
步骤2、运送组件向前运送硅片，控制喷淋组件向硅片喷淋药液，喷淋盒的进口设置流量阀，保证每个喷淋盒内的液位高度一致，使药液呈连续的水滴状从喷淋盒滴下；
步骤3、将处理完成后的硅片转送至下一工序运送组件上流下的药液在接液槽内聚合。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，将循环泵出口的药液一部分返回副槽，用于对副槽内的药液进行搅拌，使药液混合均匀。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述运送组件的运送速度为1.8-2.5M/Min，硅片之间的间隔距离约为20mm，当计数感应器计数到200片后，触发补液***向副槽补充新液，保证循环药液的动态平衡。
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