CN106784169A - 干湿一体机及生产线 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种干湿一体机，包括插片上料机、自动化前清洗机、自动化上下料机构、RIE干法制绒机、自动叠片机和花篮自动回转机构；所述插片上料机、自动化前清洗机、自动化上下料机构依次连接，所述RIE干法制绒机和自动叠片机分别与所述自动化上下料机构连接，所述花篮自动回转机构安装在所述插片上料机和所述自动化前清洗机之间；本发明的整套设备为实现硅片的“干法制绒”工艺，集成了硅片自动插片、前清洗、硅片自动化转换到干法制绒设备上、干法制绒、硅片自动化叠片等工艺和技术。该整套设备不需要人工干预，全部使用自动化设备。在此基础上，本发明还提供了一种采用该干湿一体机的生产线。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池制造领域，尤其是涉及一种干湿一体机及生产线。
背景技术
在太阳能电池中，为降低硅片对太阳光的反射，尽可能的将光能转换为电能，提高发电效率。硅片在制成电池片之前都需要对硅片表面进行处理，以降低光的反射率，在光伏行业中该工艺的名称叫做“制绒工艺”。由于制绒工艺的好坏直接影响太阳能电池的转换效率，故制绒工艺属于太阳能硅片生产制造过程中的关键工艺。近些年来，随着金刚线切割硅片的成本的大幅降低，随之而来的问题就是金刚线切割多晶硅片的表面制绒工艺用传统的酸制绒工艺不相匹配，影响了技术的推广应用。业内急需一种新工艺来解决该问题。“干法黑硅”技术应运而生，经过该技术处理的电池片可以将转换效率提高0.5％以上，具有十分重要的经济价值，而且适用于金刚切的硅片，达到了降本增效的双重效果。
但是在干法制绒以前，硅片必须进行前清洗，这个清洗步骤的目的是将硅片表面的切割损伤层去除掉，同时产生无污染的均匀表面，随之立即进行干法制绒将能获得整体均匀的绒面和成色。这步前清洗需要在强酸或强碱的溶液中完成。目前使用的方法是前清洗和干法制绒在两台独立的设备中完成，设备之间硅片的转换用人工完成。这样不仅增加了成本，而且中间经过了人工流转环节，增加了工艺不确定性因素。
发明内容
本发明的目的在于提供一种干湿一体机及生产线，很大程度上解决了上述问题。
本发明提供的干湿一体机，包括插片上料机、自动化前清洗机、自动化上下料机构、RIE干法制绒机、自动叠片机和花篮自动回转机构；
所述插片上料机、自动化前清洗机、自动化上下料机构依次连接，所述RIE干法制绒机和自动叠片机分别与所述自动化上下料机构连接，所述花篮自动回转机构安装在所述插片上料机和所述自动化前清洗机之间；
所述插片上料机用于将一整叠的硅片插入到空花篮中并送入所述自动化前清洗机；
所述自动化前清洗机用于对硅片进行去损伤清洗；
所述自动化上下料机构将经过清洗的硅片从花篮中取出放到RIE干法制绒机上，并将制绒后的硅片从RIE干法制绒机上取下；
所述RIE干法制绒机用于在晶体硅电池表面蚀刻形成减反射层绒面；
所述自动叠片机将制绒过的硅片取下，叠成一定数量；
所述花篮自动回转机构将取走硅片的空花篮输送到插片上料机的出料口处。
进一步地，所述插片上料机包括硅片存放装置、硅片输送装置、花篮提升机构、取料机械手和硅片提升装置；
所述硅片存放装置、硅片输送装置和花篮提升机构依次连接；
所述取料机械手安装在所述硅片存放装置上方；
所述硅片提升装置安装在所述硅片存放装置下方并与所述硅片存放装置连接，从而改变硅片存放装置的高度。
进一步地，所述自动化前清洗机包括依次连接的桁架机器人、槽体机构、干燥机构和多关节机器人；
所述桁架机器人将盛满硅片的花篮抓取后放在所述自动化前清洗机的上料工位上；
所述槽体机构由多个槽体组成，每个槽体内部盛着工艺液体，每个槽体内部集成自动温控单元和自动加液单元，所述槽体机构上方设置机械手抓取移栽机构；
所述机械手抓取移栽机构用于将盛满硅片的花篮放在各个槽体机构的槽体内，并控制盛满硅片的花篮在各个槽体中的停留时间；
所述干燥机构用于对经过槽体机构中的液体浸泡过的硅片表面烘干；
所述多关节机器人将盛满硅片的花篮放置所述自动化上下料机构上。
进一步地，所述自动化上下料机构包括上料花篮进出模组、上料花篮升降模组、上料晶片进给模组、上料移载模组、上料载板定位输送模组、升降模组、下料晶片进给模组、下料移载模组和下料载板定位输送模组；
所述上料花篮进出模组用于将盛满硅片的花篮放入上料花篮升降模组并将空花篮移出；
所述上料花篮升降模组用于将将盛满硅片的花篮移动到进花篮位置，满花篮进入，将取走硅片的空花篮移动到出花篮位置，空花篮流出；
所述上料晶片进给模组将硅片移动到载板空位对应的位置并导正；
所述上料移载模组将硅片移动到载板位置，放硅片；
所述上料载板定位输送模组，对载板进行夹紧定位，输送到升降模组；
所述升降模组将放好硅片的载板传输到RIE干法制绒机；
所述下料载板定位输送模组对RIE干法制绒机制绒后的载板进行夹紧定位，输送载板到所述下料移载模组；
所述下料移载模组将载板上的载板上的硅片放置到晶片进给流水线上；
所述下料晶片进给模组将流水线上的硅片输送到打包流水线上。
进一步地，所述RIE干法制绒机包括腔体系统、离子源系统、载板上传输机构和载板下传输机构，所述腔体系统、离子源系统、载板上传输机构依次连接；
所述载板下传输机构设置在所述腔体系统、离子源系统、载板上传输机构的下方。
进一步地，所述自动叠片机包括输送设备、硅片放料机构、直线升降机构、气缸自动倾斜对中装置；
所述硅片放料机构布置在所述输送设备的前端，所述气缸自动倾斜对中装置设置在所述硅片放料机构下方，用于对硅片的位置进行校正；
所述硅片直线升降机构设置在所述硅片对中机构下方。
进一步地，所述花篮自动回转机构包括花篮旋转装置、花篮翻转机构一和花篮翻转机构二；
所述花篮旋转装置安装在所述自动化清洗机上，所述花篮翻转机构一安装在所述自动化清洗机的进料端，
所述花篮翻转机构二安装在所述自动化清洗机底部。
进一步地，所述腔体系统包括五个单独的腔体，分别为装载腔、缓存腔、工艺腔、冷却腔和卸载腔。
进一步地，所述槽体机构由七个工艺槽组成。
本发明的干湿一体机具有如下有益效果：
为解决以上问题，本发明整合湿法清洗、干法制绒，中间用自动化传输链接的干湿一体机。
本发明的整套设备为实现硅片的“干法制绒”工艺，集成了硅片自动插片、前清洗、硅片自动化转换到干法制绒设备上、干法制绒、硅片自动化叠片等工艺和技术。该整套设备不需要人工干预，全部使用自动化设备。
另外，本发明还提供了一种生产线，包括上述干湿一体机。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一提供的干湿一体机的结构示意图；
图2为本发明实施例一提供的插片上料机的结构示意图；
图3为本发明实施例一提供的自动化前清洗机的结构俯视图；
图4为本发明实施例一提供的自动化前清洗机的结构侧视图；
图5为本发明实施例一提供的自动化上下料机构的结构示意图；
图6为本发明实施例一提供的RIE干法制绒机的结构示意图；
图7为本发明实施例一提供的自动叠片机的结构示意图；
图8为本发明实施例一提供的花篮自动回转机构的结构示意图。
附图标记：1－插片上料机；2－自动化前清洗机；3－自动化上下料机构；4－RIE干法制绒机；5－自动叠片机；6－花篮自动回转机构；11－硅片存放装置；12－硅片输送装置；13－花篮提升机构；14－取料机械手；15－硅片提升装置；21－桁架机器人；22－槽体机构；23－干燥机构；24－多关节机器人；25－机械手抓取移栽机构；31－上料花篮进出模组；32－上料花篮升降模组；33－上料晶片进给模组；34－上料移载模组；35－上料载板定位输送模组；36－升降模组；37－下料晶片进给模组；38－下料移载模组；39－下料载板定位输送模组；41－腔体系统；42－离子源系统；43－载板上传输机构；44－载板下传输机构；411－装载腔；412－缓存腔；413－工艺腔；414－冷却腔；415－卸载腔；51－输送设备；52－硅片放料机构；53－直线升降机构；54－气缸自动倾斜对中装置；61－花篮旋转装置；62－花篮翻转机构一；63－花篮翻转机构二；7－硅片。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的干湿一体机的结构示意图；图2为本发明实施例一提供的插片上料机的结构示意图；图3为本发明实施例一提供的自动化前清洗机的结构俯视图；图4为本发明实施例一提供的自动化前清洗机的结构侧视图；图5为本发明实施例一提供的自动化上下料机构的结构示意图；图6为本发明实施例一提供的RIE干法制绒机的结构示意图；图7为本发明实施例一提供的自动叠片机的结构示意图；图8为本发明实施例一提供的花篮自动回转机构的结构示意图；如图1－图8所示，本实施例提供的干湿一体机，包括插片上料机1、自动化前清洗机2、自动化上下料机构3、RIE干法制绒机4、自动叠片机5和花篮自动回转机构6；
所述插片上料机1、自动化前清洗机2、自动化上下料机构3依次连接，所述RIE干法制绒机4和自动叠片机5分别与所述自动化上下料机构3连接，所述花篮自动回转机构6安装在所述插片上料机1和所述自动化前清洗机2之间；
所述插片上料机1用于将一整叠的硅片7插入到空花篮中并送入所述自动化前清洗机2；
所述自动化前清洗机2用于对硅片7进行去损伤清洗；
所述自动化上下料机构3将经过清洗的硅片从花篮中取出放到RIE干法制绒机4上，并将制绒后的硅片从RIE干法制绒机4上取下；
所述RIE干法制绒机4用于在晶体硅电池表面蚀刻形成减反射层绒面；
所述自动叠片机5将制绒过的硅片取下，叠成一定数量；
所述花篮自动回转机构6将取走硅片的空花篮输送到插片上料机1的出料口处。
所述插片上料机1包括硅片存放装置11、硅片输送装置12、花篮提升机构13、取料机械手14和硅片提升装置15；
所述硅片存放装置11、硅片输送装置12和花篮提升机构13依次连接；
所述取料机械手14安装在所述硅片存放装置11上方；
所述硅片提升装置15安装在所述硅片存放装置11下方并与所述硅片存放装置11连接，从而改变硅片存放装置11的高度。
操作时，操作人员只需整叠的硅片放到硅片存放装置11中。其中的硅片存放装置11主要由八块尼龙挡板组成。
为了将整叠的硅片上面几层硅片分开，方便用吸盘将硅片吸起，在硅片两侧固定了吹气装置。由于硅片的被吸走，整叠的硅片的高度随之下降，需要使用硅片提升装置15将整叠的硅片抬升一定的高度，使最上层的硅片与吸盘高度保持一致。
取料机械手14主要由一个二轴机器人和底部的真空吸盘组成。其作用就是将硅片从硅片存放装置11中取出，放置到硅片输送装置12上。
硅片输送装置12主要就是用来输送硅片，将硅片一片的插入空花篮中。为了顺利的将硅片输送到花篮的规定的位置，硅片输送装置12前部配备了一套可以伸缩的输送机，在空花篮提升到规定的位置后，可伸缩的输送机插入花篮中，以方便将硅片顺利的插入花篮中的规定位置。
所述自动化前清洗机2包括依次连接的桁架机器人21、槽体机构22、干燥机构23和多关节机器人24；
所述桁架机器人21将盛满硅片的花篮抓取后放在所述自动化前清洗机2的上料工位上；
所述槽体机构22由七个槽体组成，每个槽体内部盛着工艺液体，每个槽体内部集成自动温控单元和自动加液单元，可以使槽体内部的工艺液体保持工艺要求规定的温度和浓度，所述槽体机构22上方设置机械手抓取移栽机构25；
所述机械手抓取移栽机构25用于将盛满硅片的花篮放在各个槽体机构22的槽体内，并控制盛满硅片的花篮在各个槽体中的停留时间；
所述干燥机构23用于对经过槽体机构22中的液体浸泡过的硅片表面烘干；
所述多关节机器人24将盛满硅片的花篮放置所述自动化上下料机构3上。
工作时，机械手抓取移栽机构25抓着插满硅片的花篮挨个的放入各个工艺槽中，完成清洗工艺。
机械手抓取移栽机构25，在槽体顶部布置了两条长导轨，可以在槽体上方任意位置停留，底部安装了可以取放花篮的装置。
机械手抓取移栽机构25在PLC的控制下可以按照程序设定的工艺要求将插满硅片的花篮在各个槽体种提留规定的时间。
干燥机构23：干燥机构23主要用来将经过工艺槽体中液体浸泡过的硅片表面烘干，以满足后续的工艺要求。其主要由加热装置和鼓风装置组成。主要原理就是有加热器将空气加热，由鼓风机将热空气抽取了吹向硅片表面，加速硅片的干燥。
所述自动化上下料机构3包括上料花篮进出模组31、上料花篮升降模组32、上料晶片进给模组33、上料移载模组34、上料载板定位输送模组35、升降模组36、下料晶片进给模组37、下料移载模组38和下料载板定位输送模组39；
所述上料花篮进出模组31用于将盛满硅片的花篮放入上料花篮升降模组32并将空花篮移出；
所述上料花篮升降模组32用于将将盛满硅片的花篮移动到进花篮位置，满花篮进入，将取走硅片的空花篮移动到出花篮位置，空花篮流出；
所述上料晶片进给模组33将硅片移动到载板空位对应的位置并导正；
所述上料移载模组34将硅片移动到载板位置，放硅片；
所述上料载板定位输送模组35，对载板进行夹紧定位，输送到升降模组36；
所述升降模组36将放好硅片的载板传输到RIE干法制绒机4；
所述下料载板定位输送模组39对RIE干法制绒机4制绒后的载板进行夹紧定位，输送载板到所述下料移载模组38；
所述下料移载模组38将载板上的载板上的硅片放置到晶片进给流水线上；
所述下料晶片进给模组37将流水线上的硅片输送到打包流水线上。
所述RIE干法制绒机4包括腔体系统41、离子源系统42、载板上传输机构43和载板下传输机构44，所述腔体系统41、离子源系统42、载板上传输机构43依次连接；
具体地，所述腔体系统41包括五个单独的腔体，分别为装载腔411、缓存腔412、工艺腔413、冷却腔414和卸载腔415；
所述载板下传输机构44设置在所述腔体系统41、离子源系统42、载板上传输机构43的下方。
所述自动叠片机5包括输送设备51、硅片放料机构52、直线升降机构53、气缸自动倾斜对中装置54；
所述硅片放料机构52布置在所述输送设备51的前端，所述气缸自动倾斜对中装置54设置在所述硅片放料机构52下方，用于对硅片的位置进行校正；
所述直线升降机构53设置在所述气缸自动倾斜对中装置54下方。
制绒完成的硅片由卸料机械手从载板上取下，放置到输送设备51上。硅片放料机构52布置在输送设备51的前端。硅片依靠自身的惯性冲入硅片放料机构52中的尼龙夹块上。硅片放料机构52通过气动夹爪使两块尼龙夹块分开，硅片在重力作用下掉入升降平台上。为了纠正硅片的掉入位置，需要气缸自动倾斜对中装置54对硅片的位置进行校正。气缸自动倾斜对中装置54主要由一个气缸和一块可以绕销轴转动的托板进行组成，利用硅片掉入平板上硅片和平板上有一层空气的原理，依靠平板形成的一定的角度的倾斜，硅片会自动靠一个方向进行定位，达到硅片定位的目的。直线升降机构53的主要作用就是将收料平台带着一起上下移动，直线升降机构53配合光电开关可以让最上层硅片放料机构52中的尼龙夹块始终保持恒定的距离，防止硅片高度太高导致硅片损伤。硅片会经过光电计数开关进行计数，当达到设定值后，直线升降机构53升降到人工取料工位，方便人工对叠好的硅片取出。
所述花篮自动回转机构6包括花篮旋转装置61、花篮翻转机构一62和花篮翻转机构二63；
所述花篮旋转装置61安装在所述自动化前清洗机2上，所述花篮翻转机构一62安装在所述自动化前清洗机2的进料端，
所述花篮翻转机构二63安装在所述自动化前清洗机2底部。
花篮旋转装置61的主要功能就是将将花篮回送装置送过来的花篮横向选装90°，方便后续的花篮翻转机构一62接收花篮。
花篮翻转机构一62的主要功能就是将空花篮向上90°，将花篮有横放改为立放。
花篮翻转机构二63的主要功能就是将装插满硅片的花篮向下翻转90°，便于自动化前清洗机2接收花篮。
另外，本发明还提供了一种生产线，包括上述干湿一体机。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种干湿一体机，其特征在于，包括插片上料机、自动化前清洗机、自动化上下料机构、RIE干法制绒机、自动叠片机和花篮自动回转机构；
所述插片上料机、自动化前清洗机、自动化上下料机构依次连接，所述RIE干法制绒机和自动叠片机分别与所述自动化上下料机构连接，所述花篮自动回转机构安装在所述插片上料机和所述自动化前清洗机之间；
所述插片上料机用于将一整叠的硅片插入到空花篮中并送入所述自动化前清洗机；
所述自动化前清洗机用于对硅片进行去损伤清洗；
所述自动化上下料机构将经过清洗的硅片从花篮中取出放到RIE干法制绒机上，并将制绒后的硅片从RIE干法制绒机上取下；
所述RIE干法制绒机用于在硅片表面蚀刻形成减反射层绒面；
所述自动叠片机将制绒过的硅片取下，叠成一定数量；
所述花篮自动回转机构将取走硅片的空花篮输送到插片上料机的出料口处。
2.根据权利要求1所述的干湿一体机，其特征在于，所述插片上料机包括硅片存放装置、硅片输送装置、花篮提升机构、取料机械手和硅片提升装置；
所述硅片存放装置、硅片输送装置和花篮提升机构依次连接；
所述取料机械手安装在所述硅片存放装置上方；
所述硅片提升装置安装在所述硅片存放装置下方并与所述硅片存放装置连接，从而改变硅片存放装置的高度。
3.根据权利要求1所述的干湿一体机，其特征在于，所述自动化前清洗机包括依次连接的桁架机器人、槽体机构、干燥机构和多关节机器人；
所述桁架机器人将盛满硅片的花篮抓取后放在所述自动化前清洗机的上料工位上；
所述槽体机构由多个槽体组成，每个槽体内部盛着工艺液体，每个槽体内部集成自动温控单元和自动加液单元，所述槽体机构上方设置机械手抓取移栽机构；
所述机械手抓取移栽机构用于将盛满硅片的花篮放在各个槽体机构的槽体内，并控制盛满硅片的花篮在各个槽体中的停留时间；
所述干燥机构用于对经过槽体机构中的液体浸泡过的硅片表面烘干；
所述多关节机器人将盛满硅片的花篮放置所述自动化上下料机构上。
4.根据权利要求1所述的干湿一体机，其特征在于，所述自动化上下料机构包括上料花篮进出模组、上料花篮升降模组、上料晶片进给模组、上料移载模组、上料载板定位输送模组、升降模组、下料晶片进给模组、下料移载模组和下料载板定位输送模组；
所述上料花篮进出模组用于将盛满硅片的花篮放入上料花篮升降模组并将空花篮移出；
所述上料花篮升降模组用于将将盛满硅片的花篮移动到进花篮位置，满花篮进入，将取走硅片的空花篮移动到出花篮位置，空花篮流出；
所述上料晶片进给模组将硅片移动到载板空位对应的位置并导正；
所述上料移载模组将硅片移动到载板位置，放硅片；
所述上料载板定位输送模组，对载板进行夹紧定位，输送到升降模组；
所述升降模组将放好硅片的载板传输到RIE干法制绒机；
所述下料载板定位输送模组对RIE干法制绒机制绒后的载板进行夹紧定位，输送载板到所述下料移载模组；
所述下料移载模组将载板上的载板上的硅片放置到晶片进给流水线上；
所述下料晶片进给模组将流水线上的硅片输送到打包流水线上。
5.根据权利要求1所述的干湿一体机，其特征在于，所述RIE干法制绒机包括腔体系统、离子源系统、载板上传输机构和载板下传输机构，所述腔体系统、离子源系统、载板上传输机构依次连接；
所述载板下传输机构设置在所述腔体系统、离子源系统、载板上传输机构的下方。
6.根据权利要求1所述的干湿一体机，其特征在于，所述自动叠片机包括输送设备、硅片放料机构、直线升降机构、气缸自动倾斜对中装置；
所述硅片放料机构布置在所述输送设备的前端，所述气缸自动倾斜对中装置设置在所述硅片放料机构下方，用于对硅片的位置进行校正；
所述直线升降机构设置在所述气缸自动倾斜对中装置下方。
7.根据权利要求1所述的干湿一体机，其特征在于，所述花篮自动回转机构包括花篮旋转装置、花篮翻转机构一和花篮翻转机构二；
所述花篮旋转装置安装在所述自动化清洗机上，所述花篮翻转机构一安装在所述自动化清洗机的进料端，
所述花篮翻转机构二安装在所述自动化清洗机底部。
8.根据权利要求5所述的干湿一体机，其特征在于，所述腔体系统包括五个单独的腔体，分别为装载腔、缓存腔、工艺腔、冷却腔和卸载腔。
9.根据权利要求3所述的干湿一体机，其特征在于，所述槽体机构由七个工艺槽组成。
10.一种生产线，其特征在于，包括权利要求1－9中任一项所述的干湿一体机。
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