CN107681021B - 一种用于湿法黑硅机台的扩孔槽及其扩孔方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于湿法黑硅机台的扩孔槽及其扩孔方法，包括构成一液体流动回路的主槽、辅槽、冷热交换器及导液管；主槽和副槽的设计主要由于硅片反应完成后会释放一定的热量，因此通过辅槽内毛细管的设计对溢流的药液进行有效的降温，同时还设置有冷热交换器，实现药液的二次降温，有效保证黑硅的制备质量；药液从主槽溢流至辅槽内，同时通过分布若干出液孔的进液管输送药液，最大程度的确保化学溶液的均匀性。
Description
技术领域
本发明涉及一种黑硅的扩孔装置及扩孔方法，特别是涉及一种用于湿法黑硅机台的扩孔槽及其扩孔方法。
背景技术
光伏发电技术作为环保可再生能源技术近年得到了飞速的发展，但如何进一步提升电池的转换效率以及降低电池生产成本成为行业发展面临的主要问题。湿法黑硅工艺中很重要的一步扩孔需在低温的HF/HNO3混合溶液中进行，由于扩孔工序对药液均匀性和反应温度有极高要求。且机器实际运行过程中每反应一批硅片会补加一定量的化学药剂以补充反应的消耗量并释放一定热量，这要求扩孔槽对药液有很好的循环同时能及时将槽体温度降低下来。基于光伏企业对黑硅技术的迫切需求，近两年光伏设备厂家也开始大力开发黑硅机台，且目前已有个别厂家生产出可匹配黑硅工艺的机台，但由于黑硅工艺中许多槽体在反应中会产生放热，已开发的黑硅机台在一些重要功能槽体的温度控制和药液循环上做的都不够理想，严重影响所制备出的黑硅片的质量。因此本发明研制一种用于湿法黑硅机台的扩孔槽及其扩孔方法，以解决现有技术中存在的问题，经检索，未发现与本发明相同或相似的技术方案。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种用于湿法黑硅机台的扩孔槽及其扩孔方法，以解决现有技术中药液温度控制不合理且药液混合不均匀的问题。
为达到上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种用于湿法黑硅机台的扩孔槽，包括构成一液体流动回路的主槽、辅槽、冷热交换器及导液管；所述主槽内部下端具有若干与导液管相连通的进液管，所述进液管上沿中轴线方向分布若干出液孔；所述辅槽与主槽相邻设置，相邻的一侧端面之间通过一挡板连接，所述挡板高度低于主槽平行于挡板一侧端面的高度，上端呈锯齿状；所述辅槽内具有若干倾斜设置的导流板，所述导流板上端面固定有相连通的毛细管，所述毛细管在导流板上呈凹凸型分布，两端分别与冷冻机连接；所述冷热交换器上端与辅槽下端连接，下端通过导液管与主槽内的若干进液管相连通，所述导液管上设置有阀门A。
进一步的，所述主槽内沿短轴方向固定有若干定位架，所述定位架上支撑一放置黑硅的花篮。
进一步的，所述主槽侧边还连接一补液箱，所述补液箱与主槽之间设置有阀门B。
进一步的，所述出液孔中轴线方向沿倾斜方向设置，倾斜角度为30°～60°。
进一步的，所述导流板一端固定在辅槽侧壁上，另一端悬空设置，上下相邻设置的导流板端部依次固定在辅槽不同的侧壁上，且该导流板的倾斜角度为10°～30°。
进一步的，所述毛细管平行于辅槽长轴方向的各段结构呈半圆弧型。
基于一种用于湿法黑硅机台的扩孔槽，本发明还研制了一种湿法黑硅的扩孔方法，所述扩孔方法具体如下：
（1）首先，将黑硅整齐的放置在花篮中，并将花篮以5～15cm/s的速度放入主槽内，下端嵌套设置在定位架上，之后在主槽中浸泡30～60s后提起花篮，再进行下一组黑硅的浸泡；
（2）浸泡完成5～15组黑硅后，通过补液箱向主槽内补液，此时主槽内液体量增多从而使其从挡板上端溢流至辅槽内；
（3）溢流至辅槽内的液体在导流板上依次流动，流动过程中与装有冷却水的毛细管接触实现降温，最后流动至辅槽下端的液体继续流动至冷热交换器中进行二次降温；
（4）二次降温完成的液体通过导液管、进液管及出液孔流至主槽内，以此将液体循环2～5min；
（5）液体循环完成后关闭阀门A和阀门B，继续进行黑硅的浸泡。
进一步的，所述步骤（5）中，阀门A和阀门B关闭后，等待15～30s，然后继续进行黑硅的浸泡。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列有益效果：
（1）本发明中设计了主槽和辅槽，主要由于硅片反应完成后会释放一定的热量，因此通过辅槽内毛细管的设计对溢流的药液进行有效的降温，同时还设置有冷热交换器，实现药液的二次降温，有效保证黑硅的制备质量；药液从主槽溢流至辅槽内，同时通过分布若干出液孔的进液管输送药液，最大程度的确保化学溶液的均匀性；
（2）出液孔中轴线方向沿倾斜方向设置，倾斜角度为30°～60°，由于通过药液自身流出时的角度，会形成一定的扰流，促进药液的混合均匀性；
（3）设计合理结构的导流板，使药液依次在导流板上流动，同时导流板的角度控制为10°～30°，可有效限制药液的流速，提高其与毛细管的接触时间，即进一步提高药液的降温效果；
（4）毛细管平行于辅槽长轴方向的各段结构呈半圆弧型，方便药液的流动，使其能从上端的导流板上顺利流向下方的导流板上；
（5）设计了合理的黑硅扩孔方法，确保黑硅工艺的稳定性和外观的均匀性，同时阀门A和阀门B关闭后，等待15～30s，然后继续进行黑硅的浸泡，由于刚关闭阀门A和阀门B时，内部药液还处在扰动阶段，因此等待一定时间防止硅片与药液反应时产生外观不良的现象。
附图说明
图1是本发明所述结构的主视图。
图2是本发明所述主槽和辅槽的俯视图。
图3是本发明所述毛细管固定在导流板上的主视图。
图中1、主槽，2、定位架，3、花篮，4、进液管，5、挡板，6、辅槽，7、导流板，8、毛细管，9、冷热交换器，10、导液管，11、阀门A，12、补液箱，13、阀门B，14、冷冻机。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明的内容做进一步的详细说明：
如图1-3所示，一种用于湿法黑硅机台的扩孔槽，包括构成一液体流动回路的主槽1、辅槽6、冷热交换器9及导液管10；其中主槽1内部下端具有若干与导液管10相连通的进液管4，进液管4上沿中轴线方向分布若干出液孔（图中未标出），出液孔中轴线方向沿倾斜方向设置，倾斜角度为30°～60°，进液管4上端的主槽1内沿短轴方向固定有若干定位架2，定位架2上支撑一放置黑硅的花篮3；主槽1侧边还连接一补液箱12，补液箱12与主槽1之间设置有阀门B13；辅槽6与主槽1相邻设置，相邻的一侧端面之间通过一挡板连接5，挡板5高度低于主槽1平行于挡板5一侧端面的高度，上端呈锯齿状；辅槽6内具有若干倾斜设置的导流板7，导流板7上端面固定有相连通的毛细管8；导流板7一端固定在辅槽6侧壁上，另一端悬空设置，上下相邻设置的导流板7端部依次固定在辅槽6不同的侧壁上，且该导流板7的倾斜角度为10°～30°；毛细管8在导流板7上呈凹凸型分布，两端分别与冷冻机14连接，平行于辅槽6长轴方向的各段结构呈半圆弧型；冷热交换器9上端与辅槽6下端连接，下端通过导液管10与主槽1内的若干进液管4相连通，导液管上设置有阀门A11。
实施例1
基于上述一种用于湿法黑硅机台的扩孔槽，本发明还公开了一种湿法黑硅的扩孔方法，该扩孔方法具体如下：
（1）首先，将黑硅整齐的放置在花篮中，并将花篮以2～5cm/s的速度放入主槽内，下端嵌套设置在定位架上，之后在主槽中浸泡10～30s后提起花篮，再进行下一组黑硅的浸泡；
（2）浸泡完成5～15组黑硅后，通过补液箱向主槽内补液，此时主槽内液体量增多从而使其从挡板上端溢流至辅槽内；
（3）溢流至辅槽内的液体在导流板上依次流动，流动过程中与装有冷却水的毛细管接触实现降温，最后流动至辅槽下端的液体继续流动至冷热交换器中进行二次降温；
（4）二次降温完成的液体通过导液管、进液管及出液孔流至主槽内，以此将液体循环2～5min；
（5）液体循环完成后关闭阀门A和阀门B，等待15～30s后继续进行黑硅的浸泡。
实施例2
本实施例与实施例1的不同点在于： 步骤（1）中花篮以5～15cm/s的速度放入主槽内，并浸泡30～60s。
实施例3
本实施例与实施例2的不同点在于：步骤（1）中花篮以15～25cm/s的速度放入主槽内，并浸泡60～120s。
将基于上述三个实施例制成的黑硅结构进行比较得出：实施例1中由于浸泡时间较短，黑硅表面反应不充分；实施例3中由于放置速度较快，使得液体的扰动降低黑硅表面的美观性，因此实施例2为最佳实施例，花篮放置速度为5～15cm/s，黑硅的浸泡时间为30～60s。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种用于湿法黑硅机台的扩孔槽，其特征在于：包括构成一液体流动回路的主槽、辅槽、冷热交换器及导液管；所述主槽内部下端具有若干与导液管相连通的进液管，所述进液管上沿中轴线方向分布若干出液孔；所述辅槽与主槽相邻设置，相邻的一侧端面之间通过一挡板连接，所述挡板高度低于主槽平行于挡板一侧端面的高度，上端呈锯齿状；所述辅槽内具有若干倾斜设置的导流板，所述导流板上端面固定有相连通的毛细管，所述毛细管在导流板上呈凹凸型分布，两端分别与冷冻机连接；所述冷热交换器上端与辅槽下端连接，下端通过导液管与主槽内的若干进液管相连通，所述导液管上设置有阀门A。
2.根据权利要求1所述的一种用于湿法黑硅机台的扩孔槽，其特征在于：所述主槽内沿短轴方向固定有若干定位架，所述定位架上支撑一放置黑硅的花篮。
3.根据权利要求1所述的一种用于湿法黑硅机台的扩孔槽，其特征在于：所述主槽侧边还连接一补液箱，所述补液箱与主槽之间设置有阀门B。
4.根据权利要求3所述的一种用于湿法黑硅机台的扩孔槽，其特征在于：所述出液孔中轴线方向沿倾斜方向设置，倾斜角度为30°～60°。
5.根据权利要求3所述的一种用于湿法黑硅机台的扩孔槽，其特征在于：所述导流板一端固定在辅槽侧壁上，另一端悬空设置，上下相邻设置的导流板端部依次固定在辅槽不同的侧壁上，且该导流板的倾斜角度为10°～30°。
6.根据权利要求3所述的一种用于湿法黑硅机台的扩孔槽，其特征在于：所述毛细管平行于辅槽长轴方向的各段结构呈半圆弧型。
7.基于权利要求3所述的一种用于湿法黑硅机台的扩孔槽，研制了一种湿法黑硅的扩孔方法，其特征在于：所述扩孔方法具体如下：
(1)首先，将黑硅整齐的放置在花篮中，并将花篮以5～15cm/s的速度放入主槽内，下端嵌套设置在定位架上，之后在主槽中浸泡30～60s后提起花篮，再进行下一组黑硅的浸泡；
(2)浸泡完成5～15组黑硅后，通过补液箱向主槽内补液，此时主槽内液体量增多从而使其从挡板上端溢流至辅槽内；
(3)溢流至辅槽内的液体在导流板上依次流动，流动过程中与装有冷却水的毛细管接触实现降温，最后流动至辅槽下端的液体继续流动至冷热交换器中进行二次降温；
(4)二次降温完成的液体通过导液管、进液管及出液孔流至主槽内，以此将液体循环2～5min；
(5)液体循环完成后关闭阀门A和阀门B，继续进行黑硅的浸泡。
8.根据权利要求7所述的一种湿法黑硅的扩孔方法，其特征在于：所述步骤(5)中，阀门A和阀门B关闭后，等待15～30s，然后继续进行黑硅的浸泡。
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