CN105990468B - 硅片生产系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种硅片生产系统。该硅片生产系统包括：湿法刻蚀设备，湿法刻蚀设备包括设备排风部与热风干燥槽，热风干燥槽具有硅片传送入口和硅片传送出口；臭氧氧化设备，设置在热风干燥槽的下游，且臭氧氧化设备通过硅片传送出口与热风干燥槽连通；湿法刻蚀设备还包括：隔板，设置在热风干燥槽与设备排风部之间以至少部分地将二者隔离，使热风干燥槽内的气压大于等于臭氧氧化设备内的气压。应用本发明的技术方案可以解决现有技术中臭氧与硅片提前反应并再经过滚轮的碾压而导致硅片表面的氧化层的薄厚不均的问题。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池硅片生产领域，具体而言，涉及一种硅片生产系统。
背景技术
随着太阳能电池的大范围应用，PID问题表现的越来越突出，为了解决PID问题，我们在湿法刻设备后部加了一种臭氧氧化设备，这种臭氧氧化设备可以制造臭氧，利用臭氧的强氧化性对硅片的表面进行氧化，以形成二氧化硅质密层来杜绝PID现象的发生。但是，在装上这种臭氧氧化设备之后，我们又面临了新的问题：硅片表面的氧化层的薄厚不均。
目前，我们使用的湿法刻蚀设备有多组侧排风，排风能力很强，而臭氧设备距离湿法刻蚀设备的后端进风口很近，这样就会将臭氧设备制造的臭氧抽入湿法刻蚀设备的内部，造成了臭氧和带水(水可以作为臭氧与硅片反应的催化剂)的硅片提前反应，反应之后形成了二氧化硅致密层的硅片表面再经过滚轮的碾压，使硅片表面的氧化层薄厚不均，在硅片表面形成了滚轮印，这样的硅片再通过印刷烧结后，就变成了滚轮印表面电池，滚轮印表面电池在电池判定标准里属于B类电池，情况严重的滚轮印表面电池属于不合格电池。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种硅片生产系统，以解决现有技术中臭氧与硅片提前反应并再经过滚轮的碾压而导致硅片表面的氧化层的薄厚不均的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种硅片生产系统，包括：湿法刻蚀设备，湿法刻蚀设备包括设备排风部与热风干燥槽，热风干燥槽具有硅片传送入口和硅片传送出口；臭氧氧化设备，设置在热风干燥槽的下游，且臭氧氧化设备通过硅片传送出口与热风干燥槽连通；湿法刻蚀设备还包括：隔板，设置在热风干燥槽与设备排风部之间以至少部分地将二者隔离，使热风干燥槽内的气压大于等于臭氧氧化设备内的气压。
进一步地，热风干燥槽的朝向设备排风部的一侧设置有开口，隔板密封盖设在开口上。
进一步地，硅片生产系统还包括用于在湿法刻蚀设备与臭氧氧化设备之间传送硅片的传送设备。
进一步地，硅片生产系统还包括鼓风机，鼓风机连接有送风管，送风管延伸进热风干燥槽内，送风管的出风端口朝向传送设备设置。
进一步地，送风管具有多个出风端口，多个出风端口对称地设置在传送设备的两侧。
进一步地，设备排风部包括多组排风装置，每组排风装置设置有连通外界的通风排风管。
进一步地，多组排风装置为六组，六组排风装置等间隔设置。
进一步地，湿法刻蚀设备还包括依次设置在热风干燥槽上游的刻蚀槽、冲洗槽和氢氟酸工艺槽，刻蚀槽、冲洗槽及氢氟酸工艺槽均与设备排风部相连通。
进一步地，冲洗槽包括顺序设置在刻蚀槽与氢氟酸工艺槽之间的第一冲洗槽和第二冲洗槽；湿法刻蚀设备还包括设置在第一冲洗槽与第二冲洗槽之间的碱处理槽。
进一步地，冲洗槽还包括第三冲洗槽，第三冲洗槽设置在氢氟酸工艺槽与热风干燥槽之间，第三冲洗槽通过硅片传送入口与热风干燥槽连通。
应用本发明的技术方案，切割好的硅片被输送到湿法刻蚀设备中进行刻蚀以在硅片中制造形成PN结，刻蚀完成后的硅片将被送往热风干燥槽中进行干燥，由于水是臭氧与硅片反应的催化剂，因此硅片在热风干燥槽中必须完全干燥，然后将干燥好的硅片送进臭氧氧化设备中进行氧化生成二氧化硅致密层。由于湿法刻蚀设备进行刻蚀的工艺过程中，需要将设备内产生的工艺气体经过设备排风部处理后排放掉，而现有技术中热风干燥槽内的工艺气体在排放的过程中由于连通热风干燥槽与设备排风部的开口的出风量太大，因而使得热风干燥槽内的排风量大于进风量(热风干燥槽内相对槽外形成了负压)，从而使臭氧氧化设备制造的臭氧从硅片传送出口进入热风干燥槽内并与未来得及干燥的硅片提前进行反应。为了防止臭氧进入热风干燥槽，本发明的硅片生产设备在热风干燥槽与设备排风部之间的开口盖设了隔板，从而将热风干燥槽与设备排风部形成阻隔以降低排风量，这样，热风干燥槽内的进风量大于排风量，使热风干燥槽内形成正压(即热风干燥槽内的气压大于等于臭氧氧化设备内的气压)，臭氧就无法进入热风干燥槽内，解决了臭氧进入热风干燥槽与硅片提前反应并经过滚轮的碾压而导致硅片表面的氧化层的薄厚不均的问题。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明的硅片生产系统的实施例的热风干燥槽处的结构示意图；以及
图2示出了本发明的硅片生产系统的实施例的结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、湿法刻蚀设备； 17、碱处理槽；
13、热风干燥槽； 131、硅片传送入口；
132、硅片传送出口； 20、臭氧氧化设备；
14、隔板； 30、传送设备；
40、鼓风机； 153、第三冲洗槽；
11、刻蚀槽； 15、冲洗槽；
16、氢氟酸工艺槽； 151、第一冲洗槽；
152、第二冲洗槽 12、设备排风部。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
技术术语：
PID(Potential Induced Degradation)：电位诱发衰减现象，是指在百万瓦级光伏电站等串联了很多太阳能电池板(太阳能电池模块)在高电压下运行时出现的劣化现象，以发电量的大幅下降为特征。首先电池跟接地边框之间有一个负偏压，另外，玻璃当中的纳离子从玻璃当中游离出来，从而造成漏电流的载体，EVA同样也有可能作为离子的载体，对于某些涂了减反射膜的，实际上也成为了导电的离子。因为有漏电流存在，所以造成组件功率在短时间内有快速衰减的现象存在。
湿法刻蚀：是一种对硅片进行刻蚀方法，主要在较为平整的膜面上刻出绒面，从而增加光程，减少光的反射，刻蚀可用稀释的盐酸等进行刻蚀操作。
B类电池：电性能正常，但是存在电池表面有脏污，色差等影响美观的问题。
系统排风：为防止设备在生产过程中产生的有害物对车间空气产生污染，往往通过排气罩或吸风口就地将有害物加以捕集，并用管道输送到净化设备进行处理，经处理后达到排放标准，再回用或排入大气。
如图1所示，本实施例提供了硅片生产系统，该硅片生产系统包括湿法刻蚀设备10和设置在热风干燥槽13的下游的臭氧氧化设备20，其中，湿法刻蚀设备10包括设备排风部12与热风干燥槽13，热风干燥槽13具有硅片传送入口131和硅片传送出口132，臭氧氧化设备20通过硅片传送出口132与热风干燥槽13连通，进一步地，湿法刻蚀设备10还包括隔板14，隔板14设置在热风干燥槽13与设备排风部12之间以至少部分地将二者隔离，使热风干燥槽13内的气压大于等于臭氧氧化设备20内的气压(令热风干燥槽13内的气压为P1，臭氧氧化设备20内的气压为P2，则P1≥P2)，此时，进入热风干燥槽13内的进风量大于排风量。设备排风部12属于系统排风的关键设备。
在本实施例中，热风干燥槽13的朝向设备排风部12的一侧设置有开口，隔板14可以进一步密封盖设在开口上。这样，隔板14可以将热风干燥槽13与设备排风部12隔绝，因而进一步降低了排风量，此时热风干燥槽13内的进风量大于排风量，从而使得热风干燥槽13内的风只能从硅片传送入口131和硅片传送出口132吹出，因而臭氧无法从硅片传送出口132进入热风干燥槽13内与硅片提前反应。
切割好的硅片被输送到湿法刻蚀设备中进行刻蚀以在硅片中制造形成PN结，刻蚀完成后的硅片将被送往热风干燥槽中进行干燥，由于水是臭氧与硅片反应的催化剂，因此硅片在热风干燥槽中必须完全干燥，然后将干燥好的硅片送进臭氧氧化设备中进行氧化而生成二氧化硅致密层。由于湿法刻蚀设备进行刻蚀的工艺过程中，需要将设备内产生的工艺气体经过设备排风部12处理后排放掉，而现有技术中热风干燥槽内的工艺气体在排放的过程中由于连通热风干燥槽与设备排风部12的开口的出风量太大，因而使得热风干燥槽内的排风量大于进风量(热风干燥槽内相对槽外形成了负压)，从而使臭氧氧化设备制造的臭氧从硅片传送出口进入热风干燥槽内并与未来得及干燥的硅片提前进行反应。为了防止臭氧进入热风干燥槽，本发明的硅片生产设备在热风干燥槽与设备排风部12之间的开口盖设了隔板，从而将热风干燥槽与设备排风部12形成阻隔以降低排风量，这样，热风干燥槽内的进风量大于排风量，使热风干燥槽内形成正压(即热风干燥槽内的气压大于等于臭氧氧化设备内的气压)，臭氧就无法进入热风干燥槽内，解决了臭氧进入热风干燥槽与硅片提前反应并经过滚轮的碾压而导致硅片表面的氧化层的薄厚不均的问题。
在本实施例中，硅片生产系统还包括用于在湿法刻蚀设备10与臭氧氧化设备20之间传送硅片的传送设备30。在上游设备将硅棒切割成硅片之后，传送设备30将硅片传送到硅片生产系统的各个加工工位中进行加工处理。其中，传送设备30为上下相对设置的滚轮，并且滚轮有电机驱动转动，切割好的硅片在上下滚轮之间连续传动。
结合参见如图2所示，湿法刻蚀设备10还包括依次设置在热风干燥槽13上游的刻蚀槽11、冲洗槽15和氢氟酸工艺槽16，刻蚀槽11、冲洗槽15及氢氟酸工艺槽16均与设备排风部12相连通。并且，冲洗槽15包括顺序设置在刻蚀槽11与氢氟酸工艺槽16之间的第一冲洗槽151和第二冲洗槽152，湿法刻蚀设备10还包括设置在第一冲洗槽151与第二冲洗槽152之间的碱处理槽17。此外，冲洗槽15还包括第三冲洗槽153，第三冲洗槽153设置在氢氟酸工艺槽16与热风干燥槽13之间，第三冲洗槽153通过硅片传送入口131与热风干燥槽13连通。切割完成的硅片被传送装置送进刻蚀槽11进行刻蚀加工，刻蚀完成后的硅片表面留有杂质，然后送进冲洗槽15中进行冲洗，接着再送往热风干燥槽13中进行彻底干燥。由于，水是臭氧与硅片反应的催化剂，为了能够更好地使硅片在热风干燥槽13内被干燥，因而在硅片进入热风干燥槽13之前，先让硅片在氢氟酸工艺槽16进行氢氟酸加工，从而使得硅片具有斥水性，这样，经氢氟酸处理的硅片再经过第三冲洗槽153之后，硅片被输送出第三冲洗槽153便只在硅片的表面上带有较少的水分，这样在热风干燥槽13中硅片就会被干燥的更迅速。由于刻蚀完成后的硅片的表面上具有杂质以及一些酸性物质，因此，刻蚀完成的硅片在经过第一冲洗槽151冲洗之后，被输送至碱处理槽17中，这样，硅片表面的酸性物质就会被中和掉，在碱处理槽17中也可以将部分杂质除掉。然后，经过碱处理槽17处理完毕的硅片在第二冲洗槽152中将碱液冲洗掉，接着，硅片被送入氢氟酸工艺槽16。在氢氟酸工艺槽16中，硅片表面上的一些在碱处理槽17中未被除掉的杂质会被氢氟酸除掉，进一步结晶刻蚀完成的硅片。
具体地，硅片生产系统还包括鼓风机40，鼓风机40连接有送风管，送风管延伸进热风干燥槽13内，送风管的出风端口朝向传送设备30设置。热风干燥槽13中的热风由鼓风机40制造并鼓送进热风干燥槽13内。进一步地，送风管具有多个出风端口，多个出风端口对称地设置在传送设备30的两侧。这样，送风管送出的风在传送设备30的两侧对硅片吹送热风，可以更好地干燥硅片，提高干燥硅片的效率。
设备排风部12包括多组排风装置，每组排风装置设置有连通外界的通风排风管，并且，多组排风装置为六组，六组排风装置等间隔设置。这样，在保证臭氧无法从热风干燥槽13的硅片传送出口进入热风干燥槽13内的前提下，能够充分保证硅片生产系统的排风能力，保证硅片生产工作的正常进行。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
热风干燥槽内的进风量大于排风量，使热风干燥槽内形成正压，臭氧就无法进入热风干燥槽内，解决了臭氧进入热风干燥槽与硅片提前反应并经过滚轮的碾压而导致硅片表面的氧化层的薄厚不均的问题。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种硅片生产系统，包括：
湿法刻蚀设备(10)，所述湿法刻蚀设备(10)包括设备排风部(12)与热风干燥槽(13)，所述热风干燥槽(13)具有硅片传送入口(131)和硅片传送出口(132)；
臭氧氧化设备(20)，设置在所述热风干燥槽(13)的下游，且所述臭氧氧化设备(20)通过所述硅片传送出口(132)与所述热风干燥槽(13)连通；
其特征在于，所述湿法刻蚀设备(10)还包括：
隔板(14)，设置在所述热风干燥槽(13)与所述设备排风部(12)之间以至少部分地将二者隔离，使所述热风干燥槽(13)内的气压大于等于所述臭氧氧化设备(20)内的气压；所述硅片生产系统还包括鼓风机(40)，所述鼓风机(40)连接有送风管，所述送风管延伸进所述热风干燥槽(13)内。
2.根据权利要求1所述的硅片生产系统，其特征在于，所述热风干燥槽(13)的朝向所述设备排风部(12)的一侧设置有开口，所述隔板(14)密封盖设在所述开口上。
3.根据权利要求1或2所述的硅片生产系统，其特征在于，所述硅片生产系统还包括用于在所述湿法刻蚀设备(10)与所述臭氧氧化设备(20)之间传送硅片的传送设备(30)。
4.根据权利要求3所述的硅片生产系统，其特征在于，所述送风管的出风端口朝向所述传送设备(30)设置。
5.根据权利要求4所述的硅片生产系统，其特征在于，所述送风管具有多个出风端口，所述多个出风端口对称地设置在所述传送设备(30)的两侧。
6.根据权利要求1或2所述的硅片生产系统，其特征在于，所述设备排风部(12)包括多组排风装置，每组排风装置设置有连通外界的通风排风管。
7.根据权利要求6所述的硅片生产系统，其特征在于，所述多组排风装置为六组，六组所述排风装置等间隔设置。
8.根据权利要求1或2所述的硅片生产系统，其特征在于，所述湿法刻蚀设备(10)还包括依次设置在所述热风干燥槽(13)上游的刻蚀槽(11)、冲洗槽(15)和氢氟酸工艺槽(16)，所述刻蚀槽(11)、所述冲洗槽(15)及所述氢氟酸工艺槽(16)均与所述设备排风部(12)相连通。
9.根据权利要求8所述的硅片生产系统，其特征在于，
所述冲洗槽(15)包括顺序设置在所述刻蚀槽(11)与所述氢氟酸工艺槽(16)之间的第一冲洗槽(151)和第二冲洗槽(152)；
所述湿法刻蚀设备(10)还包括设置在所述第一冲洗槽(151)与所述第二冲洗槽(152)之间的碱处理槽(17)。
10.根据权利要求9所述的硅片生产系统，其特征在于，所述冲洗槽(15)还包括第三冲洗槽(153)，所述第三冲洗槽(153)设置在所述氢氟酸工艺槽(16)与所述热风干燥槽(13)之间，所述第三冲洗槽(153)通过所述硅片传送入口(131)与所述热风干燥槽(13)连通。
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