CN102828184A - 补液装置及包括该补液装置的太阳电池片的湿法刻蚀系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种补液装置以及包括所述补液装置的太阳电池片的湿法刻蚀系统，属于太阳电池技术领域。该补液装置其包括：补液容器、液位管、设置于所述液位管上的液位感应器、与所述液位管连通的手动加液管、第一阀门、设置于所述手动加液管上的第二阀门和流量计、以及自动加液管。该湿法刻蚀系统包括该补液装置，补液装置用于向反应槽定量地补充相应药液。通过控制第一阀门和第二阀门，该补液装置可以工作于三种模式，液位感应器的校准简单并方便，以非自动模式向反应槽大量补充药液，其不需要停止运行湿法刻蚀系统，过程方便、简单且高效。

Description

补液装置及包括该补液装置的太阳电池片的湿法刻蚀系统

技术领域

本发明属于太阳电池技术领域，具体涉及一种太阳电池片的湿法刻蚀系统，尤其涉及该湿法刻蚀系统的补液装置。

背景技术

由于常规能源供给的有限性和环保压力的增加，目前世界上许多国家掀起了开发利用太阳能和可再生能源的热潮，太阳能利用技术得到了快速的发展，其中利用半导体的光生伏特效应将太阳能转变为电能的利用越来越广泛。而太阳电池就是其中最为普遍被用来将太阳能转换为电能的器件。

太阳电池是通过太阳电池片（例如单晶硅太阳电池片）经过湿法刻蚀工艺等步骤后制成的，例如，制绒工艺和刻蚀去边工艺等湿法刻蚀工艺。为保证太阳电池的成品率，在湿法刻蚀多批太阳电池片时，需要保持湿法刻蚀液的各成分的浓度以及体积基本恒定。因此，通常地，现有的太阳电池片的湿法刻蚀系统都设置有自动补液装置。

图1所示为现有技术的太阳电池片的湿法刻蚀系统的结构示意图。湿法刻蚀系统100包括反应槽150、自动补液装置130和集中供液装置110；反应槽150中置放大量反应溶液，太阳电池片可以分批地置放于反应槽150中进行刻蚀；自动补液装置130用于向反应槽150补充某一种药液，通常地，反应溶液是通过多种药液与水混合形成，因此，自动补液装置130可以根据药液成分相应设置为多个（图中未示出）；集中供液装置110用于向每个自动补液装置130补充相应的药液。

如图1所示，自动补液装置130包括补液容器131、液位管133以及朝下设置的自动加液管139，液位管133与补液容器131相连通，从而补液容器131中药液的液位可以在液位管133上得到反映。液位管133上设置有低液位感应器1331、工作液位感应器1333以及高液位感应器1335。由于补液容器通常用来盛放高浓度酸碱液，液位感应器（特别是工作液位感应器1333）容易由于其所处的酸碱环境而失灵或者灵敏度失准。这样，在向补液容器131中添加药液时，由于工作液位感应器1333发送错误信息可能会导致药液添加不准确，并且可能由于低液位感应器1331和高液位感应器1335产生误感应，也不能准确向反应槽150内准确补充药液。因此，保证液位感应器的准确性对太阳电池的生产非常重要，需要对液位感应器经常进行校准。

但是，液位感应器（1331、1333和/或1335）在进行校准时，以光电式液位感应器为例，由于自动补液装置130中的液位感应器是根据光电感应原理进行工作的，当液位感应器的发射极与接收极之间有液体时，液位感应器就处于工作状态，此时很难进行对其进行校准，所以必须在液位管133中没有药液的情形下进行（为了保证自动补液测量的准确，一般不允许挪移液位感应器的位置）。对于其它类型感应器，也存在类似情形。因此，图1所示的湿法刻蚀系统100通常采用先停止运行、并在停止运行状态下排掉补液容器131中的药液来进行液位感应器的校准。以上校准过程明显地具有过程繁琐、效率低、药液浪费严重的缺点，并且排掉的药液会导致反应槽150中的溶液浓度失调、空置的自动补液装置130也难以在短时间内通过集中供液装置110来补充至预定容积。

另外，自动补液装置130通过自动加液管139向反应槽150补充药液时，其主要是为了在太阳电池生产时保持湿法刻蚀液的各成分的浓度以及体积基本恒定，因此，其流速比较慢（例如以单位毫升/秒来定量表示）。如果需要以非自动方式向反应槽150中大量补充药液时，自动补液装置130在正常状态下是难以在短时间内完成的。因此，通常是先停止运行湿法刻蚀系统100、使自动补液装置130进入手动状态、再向反应槽150相对快速补充药液、再停止运行湿法刻蚀系统100、使自动补液装置130进入自动状态等过程后才能进入正常生产状态。由此可知，在向反应槽150大量补充药液时，过程繁琐且效率低。

有鉴于此，有必要提出一种新型的补液装置。

发明内容

本发明的目的之一在于，方便、高效地实现对补液装置的液位管上的液位感应器进行校准。

本发明的又一目的在于，避免补液装置中的药液浪费。

本发明的再一目的在于，易于保证反应槽中的溶液浓度稳定。

本发明的还一目的在于，方便、高效地通过补液装置实现对反应槽进行大量药液补充。

为实现以上目的或者其它目的，本发明提供以下技术方案。

按照本发明的一方面，提供一种补液装置，其包括：

补液容器；

液位管；

液位感应器，其设置于所述液位管上；

手动加液管，其与所述液位管连通；

第一阀门，其用于控制所述补液容器是否与所述液位管和所述手动加液管连通；

第二阀门和流量计，其设置于所述手动加液管上；以及

自动加液管。

按照本发明提供的补液装置的一实施例，所述液位管和所述补液容器之间设置连通管，所述第一阀门设置于所述连通管上。

在以上所述的补液装置中，较佳地，所述连通管上设置T形管，所述T形管用于实现所述连通管同时与所述液位管和手动加液管连通。

在以上所述的补液装置中，较佳地，所述液位感应器包括在所述液位管上由上至下依次设置的高液位感应器、工作液位感应器和低液位感应器。

在以上所述的补液装置中，较佳地，所述液位感应器为光电式液位感应器。

在以上所述的补液装置中，较佳地，所述手动加液管的内径范围可以为1厘米至1.5厘米。

在以上所述的补液装置中，较佳地，所述补液装置处于正常的自动模式时，所述第一阀门打开，所述第二阀门关闭。

在以上所述的补液装置中，较佳地，所述补液装置处于校准模式时，所述第一阀门关闭，所述第二阀门打开。

在以上所述的补液装置中，较佳地，所述补液装置以非自动模式向所述反应槽快速补充药液时，所述第一阀门打开，所述第二阀门打开。

按照本发明的又一方面，提供一种太阳电池片的湿法刻蚀系统，其包括：

一个或一个以上所述述及的任一种补液装置；

反应槽，其用于为所述太阳电池硅片提供反应溶液；以及

集中供液装置，其用于为所述补液装置提供相应的药液；

其中，所述补液装置用于向所述反应槽定量地补充相应药液。

本发明的技术效果是，通过控制第一阀门和第二阀门，可以使补液装置工作于正常的自动模式、校准模式以及手动模式；工作于自动模式时，同样能够实现自动准确地向反应槽补充药液；工作于校准模式时，过程简单、效率高，其不需要放空补液容器中的药液，避免出现药液浪费和反应槽的溶液浓度失调的情形；工作于手动模式时，以非自动模式向反应槽大量补充药液，其不需要停止运行湿法刻蚀系统，过程方便、简单且高效。

附图说明

从结合附图的以下详细说明中，将会使本发明的上述和其它目的及优点更加完全清楚，其中，相同或相似的要素采用相同的标号表示。

图1是现有技术的太阳电池片的湿法刻蚀系统的结构示意图。

图2是按照本发明一实施例提供的太阳电池片的湿法刻蚀系统的结构示意图。

具体实施方式

下面介绍的是本发明的多个可能实施例中的一些，旨在提供对本发明的基本了解。并不旨在确认本发明的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明的实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的其它实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。

图2所示为按照本发明一实施例提供的太阳电池片的湿法刻蚀系统的结构示意图。下面的描述中，为描述的清楚和简明，并没有对湿法刻蚀系统（图2中示出的或者未示出的）的所有多个部件进行描述。附图中示出的多个部件是为本领域普通技术人员提供本发明的完全能够实现而公开的内容。对于本领域技术人员来说，许多部件设置及操作都是熟悉而且明显的。

如图2所示，太阳电池片的湿法刻蚀系统300包括反应槽350、补液装置330和集中供液装置310。其中，反应槽350中置放大量反应溶液（例如刻蚀溶液），通常地，反应溶液通过各种药液与水按比例地调配形成，其溶液浓度在湿法刻蚀的生产过程中必须保持恒定，从而有利于保证产品的一致性；太阳电池片可以分批地置放于反应槽350进行刻蚀；在其它实例中，需要刻蚀的太阳电池片也可以处于其它容器中（图中未示出），该其它容器以反应槽350为中心并与其连通，从而可以循环地向其它容器提供反应溶液。因此，反应槽350的主要功能在于向太阳电池硅片直接地或者间接地向太阳电池硅片的湿法刻蚀提供反应溶液。反应槽350的具体结构形式不受本发明实施例限制。

根据反应溶液的成分，可以相应地设置一个或多个如图2中所示的补液装置330（图2中仅示意性地给出了其中的一个），在湿法刻蚀的过程中，反应槽350中的反应溶液的浓度会不断发生变化，反应溶液的体积也可能发生变化。因此，需要补液装置330在湿法刻蚀的生产过程中不断向反应槽350中以预定速率定量地自动补充其所盛放的药液，以使反应槽350中的反应溶液的浓度和/或体积基本保持恒定。其中，自动补充的速率以及时间等参数是本领域技术人员可以根据太阳电池片的刻蚀条件、数量等因素计算得出的。而集中供液装置310用于向每个补液装置330提供相应的药液。

继续参阅图2，补液装置330包括补液容器331、液位管333，补液容器331和液位管333之间设置有连通管332，从而将液位管和补液容器331连通；进一步，在连通管332上设置有第一阀门334，通过第一阀门334，可以控制补液容器331与液位管333是否连通，即，当第一阀门334打开时，补液容器331中药液的液位可以在液位管333上得到反映，如果第一阀门334关闭时，补液容器331中药液不能流向液位管333。进一步，液位管333上由上至下依次设置有高液位感应器3335、工作液位感应器3333和低液位感应器3331；其中，工作液位感应器3333用于检测补液容器331的药液的工作液位，通过工作液位感应器3333的反馈信息，湿法刻蚀系统300的控制系统（图中未示出）控制集中供液装置310和补液装置330；高液位感应器3335用于在工作液位感应器3333失灵时、进一步检测药的液位，以保证液位不会流出补液容器331（例如，高液位感应器3335检测到信息时湿法刻蚀系统300开始报警），从而保证湿法刻蚀的安全性；低液位感应器3331用于在补液装置330向反应槽350中补液时，监控补液容器331的最低液位，并配合湿法刻蚀系统300的控制系统计算出补液容器331的排空时间，从而使湿法刻蚀系统300及时运行后续程序。高液位感应器3335、工作液位感应器3333和低液位感应器3331的具体设置位置根据具体情况来设定，其中，以光电感应原理工作的光电式液位感应器为例（例如采用德国RECHNER公司的M18FLUSH12mm-PTFE型号感应器），如背景技术中所描述，液位感应器（特别是工作液位感应器3333）容易由于其所处的酸碱环境而失灵或者灵敏度失准，三个液位感应器的校准非常重要。

继续如图2所示，在连通管332上还朝下设置有手动加液管335，手动加液管335的一头在第一阀门334与液位管333之间接通连通管332，其另一头朝向反应槽350。在该实施例中，可以在连通管332上设置T形管，从而实现同时与液位管333和手动加液管335的连通。同样地，第一阀门334可以控制补液容器331与手动加液管335是否连通，即，当第一阀门334打开时，补液容器331中药液可以流入手动加液管335，如果第一阀门334关闭时，补液容器331中药液不能流向手动加液管335。在手动加液管335上，还设置有第二阀门336和流量计337，第二阀门336也可以控制连通管332中的药液是否流至反应槽350，流量计337用于计量从手动加液管335添加至反应槽350的药液体积。

补液装置330的基本工作原理如下：

补液装置330处于正常的自动模式时，也即高液位感应器3335、工作液位感应器3333和低液位感应器3331均处于正常状态时，第一阀门334打开、第二阀门336关闭，其基本工作原理与图1所示的自动补液装置130的工作原理基本相同。

补液装置330处于校准模式时，也即需要对高液位感应器3335、工作液位感应器3333和/或低液位感应器3331进行校准时，第一阀门334关闭，阻断补液容器331中的药液流入液位管333，从而使液位管333处于控制状态，从而可以方便地对各个液位感应器进行校准，过程简单、效率高，其不需要放空补液容器331中药液，避免出现药液浪费和反应槽的溶液浓度失调的情形。

补液装置330以非自动模式向反应槽大量补充药液时，打开第一阀门334和第二阀门336，从而使补液容器331中的药液可直接通过连通管332、手动加液管335向反应槽350快速注入药液，因此，手动加液管335是用来快速向反应槽350大量补充药液。手动加液管335上所设置的流量计337可以用来计量通过手动加液管335向反应槽350所补充的溶液。较佳地，手动加液管335的内径可以设置在1-1.5厘米的范围内，其相对于自动加液管339（由于自动加液管中会设置堵片以降低自动加液时的流速、从而更精确地控制自动模式下的药液补充量），药液的流速更快。例如，在发现反应槽350内的溶液的某一组分的浓度大大偏低时，经过计算需要向反应槽350内快速补充12升的相应药液，如果以自动模式来补充该药液，可能需要30分钟，如果以背景技术中所描述的先停止刻蚀系统运行再通过自动加液管339补充药液，可能需要15分钟，而根据以上方式（非自动模式）补充药液时，整个过程可能只需要2分钟即可完成。因此，对反应槽进行大量药液补充时，不需要停止运行湿法刻蚀系统，过程方便简单且高效。在药液补充结束时，关闭第二阀门336即可。

因此，湿法刻蚀系统300通过对补液装置330进行改进，很好地整合了液位感应器的校准、自动准确向反应槽补充溶液、以及手动快速高效向反应槽大量补充溶液等几方面的要求，有利于提高太阳电池的成品率及生成效率，并降低成本。

以上例子主要说明了本发明的太阳电池片的湿法刻蚀系统及其中的补液装置。尽管只对其中一些本发明的实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本发明可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本发明精神及范围的情况下，本发明可能涵盖各种的修改与替换。

Claims (10)

1. 一种补液装置，其特征在于，包括：

补液容器；

液位管；

液位感应器，其设置于所述液位管上；

手动加液管，其与所述液位管连通；

第一阀门，其用于控制所述补液容器是否与所述液位管和所述手动加液管连通；

第二阀门和流量计，其设置于所述手动加液管上；以及

自动加液管。

2. 如权利要求1所述的补液装置，其特征在于，所述液位管和所述补液容器之间设置连通管，所述第一阀门设置于所述连通管上。

3. 如权利要求2所述的补液装置，其特征在于，所述连通管上设置T形管，所述T形管用于实现所述连通管同时与所述液位管和手动加液管连通。

4. 如权利要求1所述的补液装置，其特征在于，所述液位感应器包括在所述液位管上由上至下依次设置的高液位感应器、工作液位感应器和低液位感应器。

5. 如权利要求1或4所述的补液装置，其特征在于，所述液位感应器为光电式液位感应器。

6. 如权利要求1所述的补液装置，其特征在于，所述手动加液管的内径范围为1厘米至1.5厘米。

7. 如权利要求1所述的补液装置，其特征在于，所述补液装置处于正常的自动模式时，所述第一阀门打开，所述第二阀门关闭。

8. 如权利要求1所述的补液装置，其特征在于，所述补液装置处于校准模式时，所述第一阀门关闭，所述第二阀门打开。

9. 如权利要求1所述的补液装置，其特征在于，所述补液装置以非自动模式向所述反应槽快速补充药液时，所述第一阀门打开，所述第二阀门打开。

10. 一种太阳电池片的湿法刻蚀系统，其特征在于，包括：

一个或一个以上如权利要求1至9中任一项所述的补液装置；

反应槽，其用于为所述太阳电池硅片提供反应溶液；以及

集中供液装置，其用于为所述补液装置提供相应的药液；

其中，所述补液装置用于向所述反应槽定量地补充相应药液。

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