CN104990383A - 一种在线风刀吹干装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在线风刀吹干装置，用于对制绒或湿法刻蚀后电池硅片进行干燥，包括相对设置的上、下风刀，风刀出风口设计为三排间错排列具有一定距离的风孔形式，中间一排风孔倾斜设置，当硅片在滚轮传动下经过风刀时，中间一排风孔吹出风的倾斜方向与硅片运动方向相反，上、下风刀之间距离以及上、下风刀与硅片表面距离可通过调整支架调整，使吹干效果更好，硅片在滚轮带动下经过风刀时，由风孔吹出的风能很好地将硅片表面的液体赶走，并在热风烘干作用下达到在线快速吹干硅片的目的。

Description

一种在线风刀吹干装置

技术领域

本发明涉及半导体太阳能电池片生产设备领域，更具体地，涉及一种对制绒或湿法刻蚀后电池硅片进行干燥的在线风刀吹干装置。

背景技术

太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应，把光能直接转化为电能的装置。当太阳光照射到半导体上时，其中一部分被表面反射掉，其余部分被半导体吸收或透过；被吸收的光子，有一些变成热，另一些则与组成半导体的原子价电子碰撞，产生电子-空穴对。这样，光能就以产生电子-空穴对的形式转变为电能。

随着地球温室效应的日益严重，石油、天然气、煤炭等资源的日益枯竭，环保节能已成为世界发展的主题。太阳能作为一种储量无限、清洁、安全的可再生能源，是全球新能源的发展方向。在国家新型能源和可再生能源产业政策的指导下、以及欧美太阳能市场强劲需求的带动下，近年来国内太阳能光伏产业得到了飞速发展。目前，中国已经成为太阳能电池制造大国，拥有全球最多的太阳能电池生产厂家和一半以上的产能。

目前，太阳能电池片的生产工艺过程可包括：硅片制绒-扩散-刻蚀及去PSG-PECVD-烧结-印刷等各工序，形成基本的电池片。在这些工艺过程中，硅片需要与一些不同的化学溶液进行适当的化学反应。为了防止上道工序中的化学溶液进入下道工序，需要在每次化学反应后对硅片进行清洗、干燥等操作。特别是在制绒和刻蚀的最后工序中均需要对硅片进行清洗和吹干，以方便后道工序正常进行和硅片收集。

常规的硅片干燥方式可包括甩干(将硅片放置在甩干机中，充满热氮，并甩干硅片)、烘烤(硅片经异丙醇脱水后，放至烘箱烘烤)以及温纯水慢提拉和烘烤(将硅片慢慢从热的热水槽中提出来，同时进行热风烘烤方式干燥硅片)方式。这些干燥方式在产能上受到很大限制，且在工艺性能及机械结构上较复杂，因而逐渐被风刀吹干方式所替代。

不过，现有的风刀吹干装置也存在较明显的不足。现有的风刀吹干装置通常包括上下相对设置的两个风刀，风刀的出风孔一般为单排设置，且其吹风方向垂直于硅片的通过方向；同时，现有的风刀吹干装置的上、下风刀之间的间距通常是固定的。这种风刀的结构设置形式难以快速及彻底地将硅片上的化学溶液吹干净并干燥，且造成了调试及维护的不便。

因此，需要提供一种新型的在线风刀吹干装置，以便快速及彻底地将硅片上的化学溶液吹干净并干燥。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种新的在线风刀吹干装置，用以快速及彻底地将硅片上的化学溶液吹干净并干燥。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种在线风刀吹干装置，用于对制绒或湿法刻蚀后电池硅片进行干燥，包括相对设置的上、下风刀，上、下所述风刀设有由入风口向其相对面的出风口收窄的内部风道，其出风口设有间错排列的第一～第三排风孔，所述风孔连通风道，所述风道连通真空压缩泵；其中，位于中间的第二排风孔的风向朝向硅片通过方向的逆向倾斜设置，位于其两侧的第一、第三排风孔的风向垂直设置，上、下所述风刀在垂直方向的位置可调；

其中，通过向上、下所述风刀收窄的内部风道中通入气体，在所述真空压缩泵的作用下形成加速的增压热风，经所述第一～第三排风孔向垂直及逆向倾斜方向分别吹出，以将由上、下所述风刀之间通过的硅片在线快速吹干。

优选地，所述风刀的内部风道由入风口向出风口方向以内圆弧过渡收窄。

优选地，所述风刀具有与其内部风道对应的圆弧过渡收窄外形。

优选地，所述风孔的孔径为Ф1.1～1.3mm。

优选地，所述第二排风孔的风向与垂直方向的夹角为15～45°。

优选地，上、下所述风刀通过调整支架分别调节其与硅片之间的距离，所述调整支架在所述上风刀的两侧设有升降螺钉，通过转动所述升降螺钉调节与之配合的所述上风刀与硅片上表面之间的距离；所述调整支架在所述下风刀的两侧设有带长槽孔的调整块，通过调整所述长槽孔中的固定螺钉高低位置调节与之配合的所述下风刀与硅片下表面之间的距离。

优选地，所述上风刀与硅片之间的可调距离为不超过15mm；所述下风刀与硅片之间的可调距离为不超过10mm。

优选地，所述风刀为POM材料成型。

优选地，所述风刀的入风口端设有用于密封的风刀盖板，所述风刀与所述风刀盖板之间采用螺纹连接，并通过O型密封圈进行密封。

优选地，所述下风刀前后两侧设有滚轮，用于从上、下所述风刀之间水平输送需干燥的硅片。

本发明具有以下优点：

1、通过在上、下风刀的出风口设置间错排列的三排风孔，并使中间一排风孔朝向硅片倾斜设置，当硅片在滚轮带动下经过风刀时，从风刀出风孔吹出的风能很好地将硅片表面的液体快速赶走；

2、通过在风刀内设置逐渐收窄的内部风道，使得风从风刀入风口向出风口吹出的过程中，因风道横截面积减小而风速逐渐增大，并在真空压缩泵的作用下，在风道腔室内形成热风，将硅片快速烘干；

3、通过设置调整支架，可分别调节上、下所述风刀与硅片之间的距离，既可保证将硅片吹干，又不至于由于风压过大而造成硅片损坏。

附图说明

图1是本发明一较佳实施例中的一种在线风刀吹干装置的结构示意图；

图2是图1中风刀风孔的放大结构示意图；

图3是风刀风孔的仰视图；

图4是风刀风孔的剖视图之一；

图5是风刀风孔的剖视图之二；

图6a是上风刀调整支架的局部结构示意图；

图6b是图6a的俯视图；

图7a是下风刀调整支架的局部结构示意图；

图7b是图7a的侧视图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

需要说明的是，在下述的具体实施方式中，在详述本发明的实施方式时，为了清楚地表示本发明的结构以便于说明，特对附图中的结构不依照一般比例绘图，并进行了局部放大、变形及简化处理，因此，应避免以此作为对本发明的限定来加以理解。

在以下本发明的具体实施方式中，请参阅图1，图1是本发明一较佳实施例中的一种在线风刀吹干装置的结构示意图。本发明的一种在线风刀吹干装置，可安装在太阳能电池片制绒设备和湿法刻蚀设备上，用于对制绒或湿法刻蚀后的电池硅片进行干燥。如图1所示，本发明的一种在线风刀吹干装置，包括一对上、下相对设置的风刀1。上、下风刀1设有由外侧的入风口向其内侧相对面的出风口收窄的内部风道13。在上、下风刀1的出风口设有风孔4，风孔4包括间错排列的第一～第三排风孔，各排的风孔4与风道13相连通。上、下风刀1的内部风道13与真空压缩泵(图略)相连通。

作为一优选的实施方式，风刀的内部风道13由入风口向出风口方向可以图示的向内收缩的圆弧过渡形式逐渐收窄，形成由宽到窄的近似漏斗型截面形状。将内部风道13设计成由宽到窄圆弧过渡的形式，可使得风从风刀1入风口进入出风口并由风孔4吹出的过程中，横截面积逐渐减小风速急速增大，以便起到增强快速吹走硅片14表面液体的作用；同时，由于风孔4的总出风面积小于入风口面积，通过真空压缩泵的作用，可在风刀1上宽下窄的风道腔室13内形成热风，以便及时烘干硅片14。在实际干燥处理时，可通过调节真空压缩泵输出功率，使在风道腔室13内形成的热风温度保持在30～60℃，其烘干效果较为合适。

请参阅图2，图2是图1中风刀风孔的放大结构示意图。如图2所示，在上、下风刀1相对侧的出风口各设置的三排风孔中，其中的位于中间的第二排风孔16的风向(如图示第二排风孔16出口处的倾斜方向箭头所指)朝向硅片14通过方向(如图示水平方向箭头所指)的逆向倾斜设置；位于第二排风孔16两侧的第一、第三排风孔15、17的风向(如图示第一、第三排风孔15、17出口处的垂直方向箭头所指)垂直设置。

第一～第三排风孔15～17间错排列的位置结构形式，可进一步通过图3～图5来显示。如图3所示，风孔15～17位于风刀1的出风口处，第一、第三排风孔15、17位于第二排风孔16的两侧，第二排风孔16朝向硅片通过方向的反方向倾斜一定角度设置；各排风孔15～17相互位置错开并间隔一定距离设置。各排风孔的风力有效覆盖范围，应保证大于硅片的最大通过宽度，可在此基础上合理排布各排风孔15～17的数量，做到均匀分布、不疏不密。图4、图5分别显示了风刀第二排风孔16及第一、第三排风孔15、17在风刀出风口处的剖视图，可结合图2得到更为直观的理解。

作为一优选的实施方式，如图1所示，所述第二排风孔的风向与水平方向之间构成的夹角A可为45～75°；也即如图2所示的第二排风孔16的风向与垂直方向之间构成的夹角A′为15～45°。并且，如图3所示，各所述风孔15～17的孔径可为Ф1.1～1.3mm，此范围的孔径其吹出的气流较为合适。

请继续参阅图1。在上、下风刀1的入风口端各设有一个用于密封风刀入风口的风刀盖板2。风刀1与风刀盖板2之间可采用例如螺纹连接，并可通过O型密封圈12在风刀1与风刀盖板2之间进行密封，以保证风刀内热风风道腔室13的密封性。

请参阅图1。上、下风刀1在垂直方向的位置可以调节，其调节可通过调整支架3来实施。在上、下风刀1的侧部分别安装有调整支架3，用于分别调节上、下风刀1与硅片14之间的距离。

请参阅图6a和图6b，图6a是上风刀调整支架的局部结构示意图，图6b是图6a的俯视图。如图6a、图6b所示，上风刀1可通过其调整支架3装有的连接支架6固定于制绒设备或湿法刻蚀设备上。调整支架在上风刀1的两侧装有固定块7，固定块7配合装有一个可调整升降螺钉8，上风刀1与升降螺钉8形成螺纹转动配合。调节时，可通过转动升降螺钉8，很方便地调节与升降螺钉8配合的上风刀1在调整支架上上下移动，从而可调节上风刀1与硅片14上表面之间的距离。

请参阅图7a和图7b，图7a是下风刀调整支架的局部结构示意图，图7b是图7a的俯视图。如图7a、图7b所示，下风刀1也同样可通过其调整支架3装有的固定块9固定于制绒设备或湿法刻蚀设备上。调整支架在下风刀1的两侧装有带竖直方向长槽孔(图略)的调整块10，下风刀1可通过与长槽孔卡接活动安装在调整支架的调整块10上。长槽孔装有固定螺钉11，通过调整固定螺钉11在长槽孔中的高低位置，可方便地调节与长槽孔配合安装的下风刀1与硅片14下表面之间的距离。

作为一优选的实施方式，所述上风刀1与硅片14之间的可调距离为不超过15mm；所述下风刀1与硅片14之间的可调距离为不超过10mm。并且，可通过调整使上、下风刀1之间的距离保持在5～10mm范围较合适,可使吹干效果达到较佳的状态，既可保证硅片14被及时吹干，又不至于由于风压过大造成硅片14损坏。

请参阅图1。为了在上、下风刀1之间通过需干燥处理的硅片14，在下风刀1前后两侧可各设有一个滚轮5。当硅片14被从制绒设备或湿法刻蚀设备传输过来时，即可对接并移动承载于这两个滚轮5上，从上、下风刀1之间由一侧向另一侧水平输送(如图示水平方向箭头所指)并进行干燥。作为一优选的实施方式，风刀1的外形可具有与其内部风道13对应的圆弧过渡收窄形状。下风刀1的圆弧部分能使风刀深入于两个滚轮5之间而不发生干涉，同时与滚轮5能尽可能贴合，形成近似密闭空间，以尽可能减少吹干过程在硅片14下方区域的热风损失。

考虑到风刀为上宽下窄圆弧过渡的设计形式，其加工变形较大，因此，风刀1的主体材质可选用POM(聚甲醛)材料成型制作，其可同时满足风刀要求的良好的机械强度、刚性(加工后不变形)及耐高温性(高温下不变形)。

本发明的装置在使用时，通过向上、下风刀1上宽下窄圆弧过渡的内部风道13中通入气体，在真空压缩泵的作用下形成加速的增压热风，经过第一～第三排风孔15～17向垂直及逆向倾斜方向分别吹出，可将承载于滚轮5上、由上、下风刀1之间水平通过的硅片14上的溶液迅速吹向硅片尾端，并可在热风烘干作用下，及时将硅片14上下表面吹干，在达到吹干目的的同时，又可操作方便、快捷。

综上所述，本发明通过在上、下风刀的出风口设置间错排列的三排风孔，并使中间一排风孔朝向硅片倾斜设置，当硅片在滚轮带动下经过风刀时，从风刀出风孔吹出的风能很好地将硅片表面的液体快速赶走；通过在风刀内设置逐渐收窄的内部风道，使得风从风刀入风口向出风口吹出的过程中，因风道横截面积减小而风速逐渐增大，并在真空压缩泵的作用下，在风道腔室内形成热风，将硅片快速烘干；通过设置调整支架，可分别调节上、下所述风刀与硅片之间的距离，既可保证将硅片吹干，又不至于由于风压过大而造成硅片损坏。因此，本发明具有显著的应用优势。

以上所述的仅为本发明的优选实施例，所述实施例并非用以限制本发明的专利保护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种在线风刀吹干装置，用于对制绒或湿法刻蚀后电池硅片进行干燥，其特征在于，包括相对设置的上、下风刀，所述上、下风刀设有由入风口向其相对面的出风口收窄的内部风道，其出风口设有间错排列的第一～第三排风孔，所述风孔连通风道，所述风道连通真空压缩泵；其中，位于中间的第二排风孔的风向朝向硅片通过方向的逆向倾斜设置，位于其两侧的第一、第三排风孔的风向垂直设置，上、下所述风刀在垂直方向的位置可调；

其中，通过向上、下所述风刀收窄的内部风道中通入气体，在所述真空压缩泵的作用下形成加速的增压热风，经所述第一～第三排风孔向垂直及逆向倾斜方向分别吹出，以将由上、下所述风刀之间通过的硅片在线快速吹干。

2.根据权利要求1所述的在线风刀吹干装置，其特征在于，所述风刀的内部风道由入风口向出风口方向以内圆弧过渡收窄。

3.根据权利要求2所述的在线风刀吹干装置，其特征在于，所述风刀具有与其内部风道对应的圆弧过渡收窄外形。

4.根据权利要求1所述的在线风刀吹干装置，其特征在于，所述风孔的孔径为Ф1.1～1.3mm。

5.根据权利要求1所述的在线风刀吹干装置，其特征在于，所述第二排风孔的风向与垂直方向的夹角为15～45°。

6.根据权利要求1所述的在线风刀吹干装置，其特征在于，上、下所述风刀通过调整支架分别调节其与硅片之间的距离，所述调整支架在所述上风刀的两侧设有升降螺钉，通过转动所述升降螺钉调节与之配合的所述上风刀与硅片上表面之间的距离；所述调整支架在所述下风刀的两侧设有带长槽孔的调整块，通过调整所述长槽孔中的固定螺钉高低位置调节与之配合的所述下风刀与硅片下表面之间的距离。

7.根据权利要求6所述的在线风刀吹干装置，其特征在于，所述上风刀与硅片之间的可调距离为不超过15mm；所述下风刀与硅片之间的可调距离为不超过10mm。

8.根据权利要求1～3、6或7所述的在线风刀吹干装置，其特征在于，所述风刀为POM材料成型。

9.根据权利要求1～3、6或7所述的在线风刀吹干装置，其特征在于，所述风刀的入风口端设有用于密封的风刀盖板，所述风刀与所述风刀盖板之间采用螺纹连接，并通过O型密封圈进行密封。

10.根据权利要求1所述的在线风刀吹干装置，其特征在于，所述下风刀前后两侧设有滚轮，用于从上、下所述风刀之间水平输送需干燥的硅片。