CN102925983A - 一种单晶硅片制绒液回收装置及回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种单晶硅片制绒液回收装置及回收方法。现有技术单晶硅片制绒液使用一段时间失效后就将其全部废弃排放，从而造成物料的浪费和环境的污染。本发明的单晶硅片制绒液回收装置及回收方法先提供一蒸馏模块，并将待回收的单晶硅片制绒液存放至所述蒸馏模块中，然后控制所述蒸馏模块的压力降至一预设压力范围，且控制待回收的单晶硅片制绒液至一预设温度范围，接着维持所述压力和温度一预设时段以对待回收的单晶硅片制绒液进行所述预设时段的蒸馏，最后将蒸馏出的蒸汽进行冷凝且将冷凝所得的液体进行回收利用。本发明有效降低了生产成本，并避免污染环境。

Description

一种单晶硅片制绒液回收装置及回收方法

技术领域

本发明涉及太阳电池制造领域，特别涉及一种单晶硅片制绒液回收装置及回收方法。 

背景技术

晶体硅太阳电池仍在光伏行业中居于主流地位，为增加太阳电池的减反射即增加其陷光，除在太阳电池的受光面沉积减反膜外，通常还会在其受光面上制作绒面，单晶硅片因在碱腐蚀时各向异性易形成减反效果较好的金字塔绒面，通常会采用碱溶液对单晶硅片制绒，同时还可以去除单晶硅片的切割损伤层。 

目前单晶制绒采用间歇式操作，即生产前一次性向制绒槽中添加或配制相应的单晶硅片制绒液后进行生产，生产过程中不需要将制绒液全部或部分更换，只需要补充少量损耗的相应种类化学品即可。所述单晶硅片制绒液的初始成分通常包括氢氧化钠或氢氧化钾、异丙醇(IPA)等有机溶剂和水。制绒液在使用一定时间后(使用时间由制绒工艺决定)，其制绒效果逐渐下降，此时需要排掉全部制绒液，清洗制绒槽后再配制或者向制绒槽中添加已配制好的新的制绒液。 

上述单晶硅片制绒液失效，并不是其中含有的有效成分完全消失，而是硅片反应过程中产生的重组分物质(以硅酸钠为主)增加，导致制绒液粘度上升，致使反应过程中氢氧根离子在硅片表面进行的吸附、脱附等过程受到阻碍，溶液在硅片表面的润湿性能变差，生成的气泡不能迅速脱离硅片表面，最终导致绒面、表面出现异常，生产不受控。 

因此，如何提供一种单晶硅片制绒液回收装置及回收方法以回收利用失效的制绒液中的成分从而降低制造成本，已成为业界亟待解决的技术问题。 

发明内容

本发明的目的是要提供一种单晶硅片制绒液回收装置及回收方法，通过所述回收装置和方法可有效降低生产成本，并降低环境污染。 

为实现上述目的，本发明提供一种单晶硅片制绒液回收装置，所述装置包括：蒸馏模块，用于存放待回收的单晶硅片制绒液；减压模块，连接至所述蒸馏模块且用于降低蒸馏模块的压力；加热模块，设置在蒸馏模块中，用于对其中待回收的单晶硅片制绒液进行加热；控制模块，用于控制减压模块将蒸馏模块的压力降至一预设压力范围，且控制加热模块将待回收的单晶硅片制绒液加热至一预设温度范围，且维持所述压力和温度一预设时段以进行所述预设时段的蒸馏；以及冷凝模块，连接至所述蒸馏模块且用于将从蒸馏模块蒸馏出来的蒸汽冷却以进行回收利用。 

在一较佳实施例中，所述回收装置还包括储液模块，其连接在所述冷凝模块上，用于储存冷凝模块冷凝出部分或全部液体。 

在一较佳实施例中，所述预设压力范围为0.04-0.06MP，所述预设温度范围为70-80℃，所述预设时段为10-30min。 

在一较佳实施例中，所述冷凝模块通过回收管道直接连接至制绒槽，所述制绒槽用于存放单晶硅片制绒液，所述单晶硅片通过设置在制绒槽中进行制绒。 

在一较佳实施例中，所述减压模块为真空泵，所述蒸馏模块为蒸馏塔或蒸馏釜。 

本发明还提供一种单晶硅片制绒液回收方法，所述方法包括以下步骤：a、提供一蒸馏模块；b、将待回收的单晶硅片制绒液存放至所述蒸馏模块中；c、控制所述蒸馏模块的压力降至一预设压力范围，且控制待回收的单晶硅片制绒液至一预设温度范围；d、维持所述压力和温度一预设时段以对待回收的单晶硅片制绒液进行所述预设时段的蒸馏；e、将蒸馏出的蒸汽进行冷凝且将冷凝所得的液体进行回收利用。 

在一较佳实施例中，所述回收方法还包括以下步骤：f、将蒸馏模块中残留的溶液进行过滤；g、对滤渣和滤液分别进行回收利用。 

在一较佳实施例中，在步骤b中，所述预设压力范围为0.04-0.06MP，所述预设温度范围为70-80℃；在步骤d中，所述预设时段为10-30min。 

在一较佳实施例中，所述单晶硅片制绒液的组分包括氢氧化钠或氢氧化钾、有机溶剂、硅酸钠和水。 

在进一步的较佳实施例中，所述有机溶剂为异丙醇。 

与现有技术中单晶硅片制绒液使用一段时间失效后就将其全部废弃排放，从而造成物料的浪费和环境的污染相比，本发明的单晶硅片制绒液回收装置及回收方法先提供一蒸馏模块，并将待回收的单晶硅片制绒液存放至所述蒸馏模块中，然后控制所述蒸馏模块的压力降至一预设压力范围，且控制待回收的单晶硅片制绒液至一预设温度范围，接着维持所述压力和温度一预设时段以对待回收的单晶硅片制绒液进行所述预设时段的蒸馏，最后将蒸馏出的蒸汽进行冷凝且将冷凝所得的液体进行回收利用。本发明有效降低了生产成本，并避免污染环境。 

附图说明

图1为本发明的单晶硅片制绒液回收装置的组成结构示意图。 

图2为本发明的单晶硅片制绒液回收方法的流程图。 

具体实施方案

下面结合具体实施例及附图来详细说明本发明的目的及功效。 

参见图1，本发明的单晶硅片制绒液回收装置包括蒸馏模块1、减压模块2、加热模块3、控制模块4、冷凝模块5和储液模块6。所述待回收的单晶硅片制绒液的组分包括氢氧化钠(NaOH)或氢氧化钾(KOH)、有机溶剂、硅酸钠和水，所述有机溶剂通常为异丙醇(IPA)等。在本实施例中，所述制绒液包括氢 氧化钠、异丙醇、硅酸钠和水。以下对单晶硅片制绒液回收装置的各构件进行详细说明。 

蒸馏模块1用于存放待回收的单晶硅片制绒液，其包括进液管道10和出汽管道11；所述蒸馏模块可为蒸馏塔或蒸馏釜等。在本实施例中，蒸馏模块1为蒸馏釜。 

减压模块2连接至所述蒸馏模块1且用于降低蒸馏模块1的压力，所述减压模块可为真空泵等。 

加热模块3设置在蒸馏模块1中用于对其中待回收的单晶硅片制绒液进行加热，所述加热模块3可为红外加热器或电阻加热器等。在本实施例中，所述加热模块3为电阻加热器。 

控制模块4用于控制减压模块将蒸馏模块的压力降至一预设压力范围，且控制加热模块将待回收的单晶硅片制绒液加热至一预设温度范围，且维持所述压力和温度一预设时段以进行所述预设时段的蒸馏；所述预设压力范围为0.04-0.06MP，所述预设温度范围为70-80℃，所述预设时段为10-30min。所述控制模块4可为单片机或可编程控制器PLC。在本实施例中，所述控制模块4为可编程控制器PLC。 

冷凝模块5连接至所述蒸馏模块1且用于将从蒸馏模块1蒸馏出来的蒸汽冷却，所述冷凝模块5直接连接在出汽管道11上。在本实施例中，所述冷凝模块5为冷凝管。 

储液模块6连接在所述冷凝模块5上用于储存冷凝模块5冷凝出部分或全部液体。所述储液模块6通过储液管道60连接至冷凝模块5。在本实施例中，先将冷凝出来的液体全部存储至储液模块6，待对其浓度进行测定后再回收利用。 

在本发明其他实施例中，冷凝模块5冷凝出来的液体部分存储至储液模块6，剩余部分液体待对其浓度进行测定后再进行回收利用；所述单晶硅片制绒液回收装置也可不包括储液模块6，所述冷凝模块5通过回收管道直接连接至制绒槽，所述制绒槽用于存放单晶硅片制绒液，所述单晶硅片通过设置在制绒槽中进行制绒。 

参见图2，本发明的单晶硅片制绒液回收方法首先进行步骤S20，提供一蒸馏模块。在本实施例中，所述蒸馏模块为蒸馏釜。 

接着继续步骤S21，将待回收的单晶硅片制绒液存放至所述蒸馏模块中。在本实施例中，所述单晶硅片制绒液的组分包括氢氧化钠、异丙醇、硅酸钠和水。 

接着继续步骤S22，控制所述蒸馏模块的压力降至一预设压力范围，且控制待回收的单晶硅片制绒液至一预设温度范围。在本实施例中，所述预设压力范围为0.04-0.06MP，所述预设温度范围为70-80℃。 

接着继续步骤S23，维持所述压力和温度一预设时段以对待回收的单晶硅片制绒液进行所述预设时段的蒸馏。在本实施例中，所述预设时段为10-30min。 

接着继续步骤S24，将蒸馏出的蒸汽进行冷凝且将冷凝所得的液体进行回收利用。在本实施例中，所述蒸汽包括异丙醇和水的蒸汽，冷凝所得的液体为异丙醇的水溶液。 

需说明的是，在步骤S24中，可将冷凝所得的液体先进行储存，待完成浓度测定后再进行回收利用，也可直接将其排放至制绒槽进行回收利用，但后者对制绒槽中有机溶剂的精确浓度控制比较困难。 

接着继续步骤S25，将蒸馏模块中残留的溶液进行过滤。在本实施例中，所述残留的液体组分主要包括氢氧化钠、硅酸钠和水。 

接着继续步骤S26，对滤渣和滤液分别进行回收利用。在本实施例中，所述滤渣主要是硅酸钠，所述滤液的组分主要包括氢氧化钠、硅酸钠和水。 

在本发明的单晶硅片制绒液回收方法其他实施例中，也可不进行步骤S25和S26，即只回收制绒液中的有机溶剂。 

为进一步说明本发明的目的及功效，以待回收的单晶硅片制绒液成分包括氢氧化钠、硅酸钠、异丙醇和水，以蒸馏装置1为蒸馏釜，以减压模块2为真空泵，以加热模块3为电阻加热器，以控制模块为PLC为例进行说明；首先将待回收的单晶硅片制绒液通过进液管道10存放至蒸馏装置1，之后通过减压模块2将蒸馏装置1的压力降低至0.05MP，接着通过加热模块3将待回收的单晶硅片制绒液加热至80℃，保持蒸馏装置1压力在0.05MP和单晶硅片制绒液的温度在80℃共30min；经30min低压蒸馏后，蒸馏装置1的待回收的单晶硅片制绒液中的有机溶剂异丙醇90％以上已经被蒸馏且冷凝成液体，此时可对冷凝液体中异丙醇的浓度进行测试并对其进行回收利用。 

综上所述，本发明的单晶硅片制绒液回收装置及回收方法先提供一蒸馏模块，并将待回收的单晶硅片制绒液存放至所述蒸馏模块中，然后控制所述蒸馏模块的压力降至一预设压力范围，且控制待回收的单晶硅片制绒液至一预设温度范围，接着维持所述压力和温度一预设时段以对待回收的单晶硅片制绒液进行所述预设时段的蒸馏，最后将蒸馏出的蒸汽进行冷凝且将冷凝所得的液体进行回收利用。本发明有效降低了生产成本，并避免污染环境。 

Claims (10)

1.一种单晶硅片制绒液回收装置，其特征在于，所述装置包括：

蒸馏模块，用于存放待回收的单晶硅片制绒液；

减压模块，连接至所述蒸馏模块且用于降低蒸馏模块的压力；

加热模块，设置在蒸馏模块中，用于对其中待回收的单晶硅片制绒液进行加热；

控制模块，用于控制减压模块将蒸馏模块的压力降至一预设压力范围，且控制加热模块将待回收的单晶硅片制绒液加热至一预设温度范围，且维持所述压力和温度一预设时段以进行所述预设时段的蒸馏；以及

冷凝模块，连接至所述蒸馏模块且用于将从蒸馏模块蒸馏出来的蒸汽冷却以进行回收利用。

2.根据权利要求1所述的单晶硅片制绒液回收装置，其特征在于，所述回收装置还包括储液模块，其连接在所述冷凝模块上，用于储存冷凝模块冷凝出部分或全部液体。

3.根据权利要求1所述的单晶硅片制绒液回收装置，其特征在于，所述预设压力范围为0.04-0.06MP，所述预设温度范围为70-80℃，所述预设时段为10-30min。

4.根据权利要求1所述的单晶硅片制绒液回收装置，其特征在于，所述冷凝模块通过回收管道直接连接至制绒槽，所述制绒槽用于存放单晶硅片制绒液，所述单晶硅片通过设置在制绒槽中进行制绒。

5.根据权利要求1所述的单晶硅片制绒液回收装置，其特征在于，所述减压模块为真空泵；所述蒸馏模块为蒸馏塔或蒸馏釜。

6.一种单晶硅片制绒液回收方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：a、提供一蒸馏模块；b、将待回收的单晶硅片制绒液存放至所述蒸馏模块中；c、控制所述蒸馏模块的压力降至一预设压力范围，且控制待回收的单晶硅片制绒液至一预设温度范围；d、维持所述压力和温度一预设时段以对待回收的单晶硅片制绒液进行所述预设时段的蒸馏；e、将蒸馏出的蒸汽进行冷凝且将冷凝所得的液体进行回收利用。

7.根据权利要求6所述的单晶硅片制绒液回收方法，其特征在于，所述回收方法还包括以下步骤：f、将蒸馏模块中残留的溶液进行过滤；g、对滤渣和滤液分别进行回收利用。

8.根据权利要求6所述的单晶硅片制绒液回收方法，其特征在于，在步骤b中，所述预设压力范围为0.04-0.06MP，所述预设温度范围为70-80℃；在步骤d中，所述预设时段为10-30min。

9.根据权利要求6所述的单晶硅片制绒液回收方法，其特征在于，所述单晶硅片制绒液的组分包括氢氧化钠或氢氧化钾、有机溶剂、硅酸钠和水。

10.根据权利要求9所述的单晶硅片制绒液回收方法，其特征在于，所述有机溶剂为异丙醇。

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