CN107639070A - 一种硅片清洗设备及清洗工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种硅片清洗设备及清洗工艺，依次包括预清洗部，将硅片上的污染物软化、分离、溶解；药液清洗部：去除硅片表面的油污；第一漂洗部：去除硅片表面残留的药液；化学液清洗部：去除有机物；第二漂洗部：去除硅片表面的化学液；慢提拉部：使硅片表面水分均匀；以及利用清洗设备的清洗工艺。本发明的有益效果是实现脏片率降低0.2％，制绒沾污不良降低0.8％，单片水耗降低166％，产量输出提高7.5％的效益，提高硅片表面洁净度，提高了清洗能力，解决了由于清洗能力不足造成的后道制绒沾污问题；节约成本，节能环保，具有生产效率高、清洗产品质量高、节能环保。
Description
技术领域
本发明属于太阳能材料生产技术领域，尤其是涉及一种硅片清洗设备及清洗工艺。
背景技术
随着光伏行业的快速发展，市场竞争日益激烈。提高产品品质、降低生产成本是企业提高竞争力的主要途径之一。在硅片生产的过程中，清洗设备及清洗工艺是必不可少的也是至关重要的一个环节，现有的清洗设备及清洗工艺，能耗大，不利于节能环保，清洗后的一部分硅片仍然会有残留，导致脏片率高，而且清洗能力不足会造成的后道制绒沾污问题。
发明内容
本发明的目的是要解决现有技术中硅片清洗设备及清洗工艺的清洗能力不足，能耗大，不利于节能环保的问题，提供一种清洗设备及清洗工艺。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种硅片清洗设备，依次包括，
预清洗部：将硅片上的污染物软化、分离、溶解；
药液清洗部：去除硅片表面的油污；
第一漂洗部：去除硅片表面残留的药液；
化学液清洗部：去除有机物；
第二漂洗部：去除硅片表面的化学液；
慢提拉部：使硅片表面水分均匀。
进一步地，所述预清洗部依次包括储液器0和储液器1，所述药液清洗部依次包括储液器2、储液器3和储液器4，所述第一漂洗部包括储液器5，所述化学液清洗部包括储液器6，所述第二漂洗部依次包括储液器7、储液器8、储液器9和储液器10，所述慢提拉部包括储液器11。
进一步地，所述储液器8、储液器9和储液器10的外沿均设置坡度，且所述储液器8的最高外沿低于所述储液器9的最低外沿，所述储液器9的最高外沿低于所述储液器10的最高外沿。
进一步地，所述储液器8与所述储液器0之间设置第一周转水箱和第一循环泵，用于将储液器8内的液体泵入所述储液器0内。
进一步地，所述储液器11与所述储液器10之间设置第二周转水箱和第二循环泵，用于将储液器11内的液体泵入所述储液器10内。
进一步地，所述储液器内均包括注水口、出水口、加热管、液位传感器和PLC控制器，所述注水口和所述出水口设置在所述容器底部，所述PLC控制器控制所述加热管，所述液位传感器设置在所述容器内壁。
一种清洗硅片清洗工艺，依次包括如下步骤：
预清洗：硅片依次在储液器0和储液器1内清洗，将硅片上的污染物软化、分离、溶解；
药液清洗：将预清洗后的硅片依次在储液器2和储液器3和储液器4内清洗，去除硅片表面的油污；
第一次漂洗：将药液清洗后的硅片浸泡在储液器5内，去除硅片表面残留的药液；
化学液清洗：将第一次漂洗后的硅片浸泡在储液器6内，去除有机物；
第二次漂洗：将化学液清洗后的硅片依次浸泡在储液器7、储液器8、储液器9和储液器10内去除硅片表面的化学液；
慢提拉：将第二次漂洗后的硅片浸泡在储液器11内，通过机械手移除液面，使硅片表面水分均匀；
进一步地，所述化学液清洗采用浓度为10％-20％的氢氧化钾溶液和15％-16％的双氧水溶液的混合液，所述氢氧化钾溶液与所述双氧水溶液的体积比为1:2。
进一步地，所述化学液清洗的温度为40℃，清洗时间为240s。
进一步地，所述预清洗，所述第一次漂洗和所述第二次漂洗均采用纯水清洗，清洗温度为40℃，清洗时间为240s。
本发明具有的优点和积极效果是：
1.硅片清洗设备通过依次设置的预清洗部、药液清洗部、第一漂洗部、化学液清洗部、第二漂洗部和慢提拉部组成，结合清洗液的作用，有效地改善了硅片表面的清洗效果，实现脏片率降低0.2％，制绒沾污不良降低0.8％，提高清洗效率和清洗质量。
2.化学液清洗采用氢氧化钾和双氧水溶液的混合液清洗，利用氧化-溶解-氧化-溶解的动态平衡反应，提高硅片表面的洁净度，提高了清洗能力，解决了由于清洗能力不足造成的后道制绒玷污的问题。
3.通过8槽、9槽、10槽设置为单边溢流，并且在8槽和0槽之间以及在11槽和10槽之间设置周转水箱和循环泵，周转水箱2并连接清洗槽体，换液时槽体内直接注入40℃温水，换液工时减少60％，单片水耗降低166％，清洗产量输出提高7.5％。
4.通过储液器内设置注水口、出水口、加热管、液位传感器和PLC控制器，实现清洗槽内的水位自动控制，具有生产效率高、清洗产品质量高、节能环保、使用方便、操作简单易行的优点。
附图说明
图1是本发明的硅片清洗工艺流程示意图；
图2是本发明储液器10-储液器9-储液器8水循环结构示意图；
图3是本发明储液器8-储液器0水循环结构示意图；
图4是本发明储液器11-储液器10水循环结构示意图；
图5是本发明储液器的结构示意图。
图中：
1、第一循环泵 2、第一周转水箱 3、第二循环泵
4、第二周转水箱 5、液位阀 6、PLC控制器
7、加热管 8、注水口 9、出水口
具体实施方式
如图1-3所示，本实例一种硅片清洗设备，包括依次设置的储液器0、储液器1、储液器2、储液器3、储液器4、储液器5、储液器6、储液器7、储液器8、储液器9、储液器10和储液器11组成的预清洗部、药液清洗部、第一漂洗部、化学液清洗部、第二漂洗部和慢提拉部，其中，预清洗部包括储液器0和储液器1，药液清洗部包括储液器2、储液器3和储液器4，第一漂洗部包括储液器5，化学液清洗部包括储液器6，第二漂洗部包括储液器7、储液器8、储液器9和储液器10，慢提拉部包括储液器11，储液器均为清洗槽。
8槽、9槽和10槽的外沿均设置坡度，且8槽的最高外沿低于9槽的最低外沿，9槽的最高外沿低于0槽的最高外沿，优选地，坡度设置为5-15°，使液体流动缓慢，8槽、9槽和10槽槽体高度依次升高，满足单边溢流，在生产的过程中，10槽液位高于9槽，9槽液位高于8槽，10槽溢流水通过槽体上沿流入9槽，9槽溢流水通过槽体上沿流入8槽，通过液位差，实现纯水的循环使用。
8槽与0槽之间设置周转水箱和循环泵，用于将8槽内的液体泵入0槽内，11槽与10槽之间设置周转水箱和循环泵，用于将11槽内的液体泵入10槽内，实现纯水的循环使用，通过配置周转水箱2并连接清洗槽体，换液时槽体直接注入50℃温水，换液工时减少60％，清洗产量输出提高7.5％。
每个清洗槽内均包括注水口、出水口、加热管、液位传感器和PLC控制器，注水口和出水口设置在容器底部，PLC控制器控制加热管，液位传感器设置在容器内壁，通过PLC控制达到智能加热的目的，保持槽内液体恒温，液位阀实时监控槽内水位，同时防止水满溢出风险，通过出水口把换液储水箱内水注入相应药液槽与化学品槽。
一种清洗硅片清洗工艺，采用上述清洗设备，包括如下步骤：
预清洗在0槽和1槽内清洗，0槽和1槽内均为纯水，采用超声清洗，用于将硅片上的污染物软化、分离、溶解，在清洗的过程中，加热0槽和1槽内纯水的温度到50℃，采用机械手抓取盛放硅片的片篮，将片篮放入0槽，硅片在0槽内清洗240s后，机械手将片篮从0槽内取出，放入1槽内清洗，硅片在1槽内的清洗时间为240s。
药液清洗在依次设置的2槽、3槽和4槽内清洗，2槽、3槽和4槽内均为清洗剂，清洗剂采用君合清洗剂A液与B液的混合液，用于去除硅片表面的油污，其中，君合清洗剂A液与君合清洗剂B液的体积比为2:1，本实例中，2槽、3槽和4槽内的清洗剂为君合清洗剂A液1.5L，君合清洗剂B液0.75L，水300L，在生产过程中按水、A液、B液的次序依次添加进行配液，加热2槽、3槽和4槽的温度到40℃，采用机械手抓取片篮，依次在2槽、3槽和4槽内进行清洗，清洗时间均为240s。
第一次漂洗在5槽内进行，5槽内为纯水，采用超声清洗，用于清除硅片表面残留的药液，清洗的温度为40℃，清洗时间均为240s。
化学液清洗在6槽内进行，化学液清洗采用浓度为10％-20％的氢氧化钾溶液和浓度15％-16％的双氧水溶液的混合液，化学液的配液顺序为，先将氢氧化钾注入，等待30秒后再将过氧化氢注入，其中，氢氧化钾溶液与双氧水溶液的体积比为1:2，化学液清洗的温度为40℃，清洗时间为240s，用于去除有机物。
第二次漂洗是将硅片分别浸泡在7槽、8槽、9槽和10槽内，7槽、8槽、9槽和10槽内均为纯水，采用超声清洗，去除硅片表面的化学液，在清洗的过程中，7槽、8槽、9槽和10槽内纯水的温度为40℃，采用机械手抓取盛放硅片的片篮，依次将片篮放入7槽、8槽、9槽和10槽，机械手将片篮从清洗槽内取出，放入下一个清洗槽内清洗，硅片在每个槽内的清洗时间均为210s。
慢提拉是将硅片浸泡在储液器11内，通过机械手移除液面，使硅片表面水分均匀。
本发明的有益效果是：1.硅片清洗设备通过依次设置的预清洗部、药液清洗部、第一漂洗部、化学液清洗部、第二漂洗部和慢提拉部组成，结合清洗液的作用，有效地改善了硅片表面的清洗效果，实现脏片率降低0.2％，制绒沾污不良降低0.8％，提高清洗效率和清洗质量。
2.化学液清洗采用氢氧化钾和双氧水溶液的混合液清洗，利用氧化-溶解-氧化-溶解的动态平衡反应，提高硅片表面的洁净度，提高了清洗能力，解决了由于清洗能力不足造成的后道制绒玷污的问题。
3.通过8槽、9槽、10槽设置为单边溢流，并且在8槽和0槽之间以及在11槽和10槽之间设置周转水箱和循环泵，周转水箱2并连接清洗槽体，换液时槽体内直接注入50℃温水，换液工时减少60％，单片水耗降低166％，清洗产量输出提高7.5％。
4.通过储液器内设置注水口、出水口、加热管、液位传感器和PLC控制器，实现清洗槽内的水位自动控制，具有生产效率高、清洗产品质量高、节能环保、使用方便、操作简单易行的优点。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (10)
1.一种硅片清洗设备，其特征在于：依次包括，
预清洗部：将硅片上的污染物软化、分离、溶解；
药液清洗部：去除硅片表面的油污；
第一漂洗部：去除硅片表面残留的药液；
化学液清洗部：去除有机物；
第二漂洗部：去除硅片表面的化学液；
慢提拉部：使硅片表面水分均匀。
2.根据权利要求1所述的硅片清洗设备，其特征在于：所述预清洗部依次包括储液器0和储液器1，所述药液清洗部依次包括储液器2、储液器3和储液器4，所述第一漂洗部包括储液器5，所述化学液清洗部包括储液器6，所述第二漂洗部依次包括储液器7、储液器8、储液器9和储液器10，所述慢提拉部包括储液器11。
3.根据权利要求2所述的硅片清洗设备，其特征在于：所述储液器8、储液器9和储液器10的外沿均设置坡度，且所述储液器8的最高外沿低于所述储液器9的最低外沿，所述储液器9的最高外沿低于所述储液器10的最高外沿。
4.根据权利要求2或3所述的硅片清洗设备，其特征在于：所述储液器8与所述储液器0之间设置第一周转水箱和第一循环泵，用于将储液器8内的液体泵入所述储液器0内。
5.根据权利要求2所述的硅片清洗设备，其特征在于：所述储液器11与所述储液器10之间设置第二周转水箱和第二循环泵，用于将储液器11内的液体泵入所述储液器10内。
6.根据权利要求2所述的硅片清洗设备，其特征在于：所述储液器内均包括注水口、出水口、加热管、液位传感器和PLC控制器，所述注水口和所述出水口设置在所述容器底部，所述PLC控制器控制所述加热管，所述液位传感器设置在所述容器内壁。
7.一种清洗硅片清洗工艺，其特征在于：依次包括如下步骤：
预清洗：硅片依次在储液器0和储液器1内清洗，将硅片上的污染物软化、分离、溶解；
药液清洗：将预清洗后的硅片依次在储液器2和储液器3和储液器4内清洗，去除硅片表面的油污；
第一次漂洗：将药液清洗后的硅片浸泡在储液器5内，去除硅片表面残留的药液；
化学液清洗：将第一次漂洗后的硅片浸泡在储液器6内，去除有机物；
第二次漂洗：将化学液清洗后的硅片依次浸泡在储液器7、储液器8、储液器9和储液器10内去除硅片表面的化学液；
慢提拉：将第二次漂洗后的硅片浸泡在储液器11内，通过机械手移除液面，使硅片表面水分均匀。
8.根据权利要求7所述的一种清洗硅片清洗工艺，其特征在于：所述化学液清洗采用浓度为10％-20％的氢氧化钾溶液和15％-16％的双氧水溶液的混合液，所述氢氧化钾溶液与所述双氧水溶液的体积比为1:2。
9.根据权利要求7或8所述的一种清洗硅片清洗工艺，其特征在于：所述化学液清洗的温度为40±2℃，清洗时间为240s。
10.根据权利要求7所述的一种清洗硅片清洗工艺，其特征在于：所述预清洗，所述第一次漂洗和所述第二次漂洗均采用纯水清洗，清洗温度为40±2℃，清洗时间为240s。
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