CN109326538A - 一种湿法黑硅制绒清洗槽、制绒机台及湿法黑硅制绒方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种湿法黑硅制绒清洗槽，包括槽体、花篮、加热板、循环管道及循环泵，在所述湿法黑硅制绒清洗槽中，通过兆声波发生器，所述兆声波发生器设置在所述槽体的底部，用于产生高能声波，推动清洗液分子连续冲击黑硅基片表面。本发明通过推动清洗液分子连续冲击黑硅基片表面，使黑硅基片表面吸附的颗粒等污染物离开基片进入溶液中，从而去除黑硅基片表面的污染物，除此之外，兆声波发生器产生的高能声波，可用于清除小于1微米的污染物微粒，同时对表面的损伤较小。本申请还公开了一种具有上述有益效果的制绒机台及湿法黑硅制绒的方法。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池领域，特别是涉及一种湿法黑硅制绒清洗槽、制绒机台及湿法黑硅制绒方法。
背景技术
太阳能作为一种可再生能源，从发明初期就受到全世界的重视，进入21世纪后，越来越多的太阳能电池发电技术得到发展，其中，因金刚线切割硅片的导入，使得能大幅提高光电转换效率的黑硅太阳能电池的生产成本大幅下降，所以研究开发黑硅相关的电池就变得越来越重要。而黑硅硅片的制备方法有很多种，其中，湿法黑硅(MCCE)技术是目前业界的主流生产工艺，利用硝酸银中Ag/Ag+系统的能量远低于硅的价带，使Ag+得到硅的价带电子，利用H2O2/HF腐蚀的过程在Ag周围加速与硅反应，在硅片表面腐蚀出纳米级绒面。但上述的现有技术中存在问题，即通过上述技术得到的黑硅硅片挖孔不良，绒面不均，生成成品上存在“小白点”。
发明内容
本发明的目的是提供一种湿法黑硅制绒清洗槽、制绒机台及湿法黑硅制绒方法，以解决现有技术中黑硅硅片挖孔不良，绒面不均，生成成品上存在“小白点”的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种湿法黑硅制绒清洗槽，所述湿法黑硅制绒清洗槽包括槽体、花篮、加热板、循环管道及循环泵，在所述湿法黑硅制绒清洗槽中，包括：
兆声波发生器，所述兆声波发生器设置在所述槽体的底部，用于产生高能声波，推动清洗液分子连续冲击黑硅基片表面。
可选地，在所述湿法黑硅制绒清洗槽中，所述兆声波发生器产生的兆声波频率为0.8兆赫兹至1.0兆赫兹，包括端点值。
可选地，在所述湿法黑硅制绒清洗槽中，所述循环管道，还包括精滤过滤器，所述精滤过滤器的精度为10微米。
可选地，在所述湿法黑硅制绒清洗槽中，所述循环管道，还包括微滤过滤器，所述微滤过滤器精度为0.1微米。
可选地，在所述湿法黑硅制绒清洗槽中，所述花篮设置于所述兆声波发生器的正上方。
可选地，在所述湿法黑硅制绒清洗槽中，所述加热板的数量不低于两块，所述加热板在所述槽体的侧壁上均匀分布。
本发明还提供了一种制绒机台，在所述制绒机台中，所述制绒机台包括上述任一种所述的湿法黑硅制绒清洗槽。
本发明还提供了一种湿法黑硅制绒的方法，在所述湿法黑硅制绒的方法中，包括：
提供黑硅基片；
在所述黑硅基片进行银沉积之前，先通过上述的湿法黑硅制绒清洗槽进行去脏污清洗。
可选地，在所述湿法黑硅制绒的方法中，在所述黑硅基片进行银沉积之后，还包括：
通过上述的湿法黑硅制绒清洗槽进行去脏污清洗。
可选地，在所述湿法黑硅制绒的方法中，所述黑硅基片在进行银沉积之前的第一次碱洗中，所述碱洗的温度控制在70摄氏度到80摄氏度之间，包括端点值。
本发明所提供的湿法黑硅制绒清洗槽包括槽体、花篮、加热板、循环管道及循环泵，在所述湿法黑硅制绒清洗槽中，通过兆声波发生器，所述兆声波发生器设置在所述槽体的底部，用于产生高能声波，推动清洗液分子连续冲击黑硅基片表面。本发明通过推动清洗液分子连续冲击黑硅基片表面，使黑硅基片表面吸附的颗粒等污染物离开基片进入溶液中，从而去除黑硅基片表面的污染物，而现有技术中黑硅硅片挖孔不良，绒面不均，生成成品上存在“小白点”的原因即为上述黑硅硅片在进行银沉积前有脏污没有去除干净，从而影响了沉银效果所导致的，除此之外，兆声波发生器产生的高能声波，可用于清除小于1微米的污染物微粒，同时对表面的损伤较小。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为现有技术中湿法黑硅制绒清洗槽的结构示意图；
图2为本发明提供的湿法黑硅制绒清洗槽的具体实施方式一的结构示意图；
图3为本发明提供的湿法黑硅制绒清洗槽的具体实施方式二的结构示意图；
图4为本发明提供的湿法黑硅制绒清洗槽的具体实施方式三的结构示意图；
图5为本发明提供的湿法黑硅制绒清洗槽的具体实施方式四的结构示意图；
图6为本发明提供的湿法黑硅制绒清洗槽的具体实施方式四的改进后的结构示意图；
图7为本发明提供的湿法黑硅制绒的方法的具体实施方式五的流程示意图；
图8为本发明提供的湿法黑硅制绒的方法的具体实施方式六的流程示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅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。
现有技术中的制绒机台的清洗槽如图1所示，其通过鼓泡和循环对硅片进行清洗，制绒后硅片表面脏污难以完全去除，容易造成制绒时挖孔不良、绒面不均，在硅片表面形成“小白点”，造成制绒后外观不良，影响出产的电池片转换效率。
除此之外，由于现有技术中制绒机台的清洗槽的加热板15放置于槽体11底部，致使清洗液温度不均，槽体11内底部温度高于表面温度，影响制绒效果；并且，现有技术中清洗槽中化学药品使用较多，容易造成更多的杂质残留，由上述分析可知，更多的杂质会影响制绒效果。
本发明的核心是提供一种湿法黑硅制绒清洗槽，其结构示意图如图2所示，包括：
槽体11、花篮12、加热板15、循环管道13、循环泵14及兆声波发生器16；
所述兆声波发生器16设置在所述槽体11的底部，用于产生高能声波，推动清洗液分子连续冲击黑硅基片表面。
上述花篮12用来盛放需要表面制绒的黑硅基片。
上述循环管道13及循环泵14使上述槽体11内的清洗液经外部管道循环流动，一方面加快了槽体11内清洗液流速，提升了清洗效果；另一方面由于兆声波发生器16产生的高能声波会加剧液体内分子运动，使温度升高，上述循环管道13及循环泵14也能起到辅助控制温度的效果。
上述兆声波发生器16产生的兆声波频率为0.8兆赫兹至1.0兆赫兹，包括端点值，如0.80兆赫兹、0.93兆赫兹或1.00兆赫兹中任一个。
上述用兆声波发生器16产生高能声波，推动清洗液分子连续冲击黑硅基片表面的技术又称为兆声波清洗技术，是由超声波清洗技术发展而来的，主要原理是采用高频交流电激励压电陶瓷晶体，使它产生振动，振动产生的高能声波，通过兆声振板传递到清洗液中，清洗液分子在这种声波的推动下作加速运动，最大瞬时速度达到30cm/s。由于频率太高，声波在溶液中很难发生空化效应，清洗时不会形成超声波清洗那样的气泡，而是利用高频声波能量使溶液以加速的液体形式，连续冲击硅片表面，使晶片表面吸附的颗粒等污染物离开晶片进入溶液中，从而达到去除硅晶片表面污染物的目的。与超声波清洗相比，超声波清洗难以清除小于1微米以下的微粒；兆声波清洗对表面损伤较小，可以清除0.2微米以下粒子。
本发明所提供的湿法黑硅制绒清洗槽，包括槽体11、花篮12、加热板15、循环管道13及循环泵14，在所述湿法黑硅制绒清洗槽中，通过兆声波发生器16，所述兆声波发生器16设置在所述槽体11的底部，用于产生高能声波，推动清洗液分子连续冲击黑硅基片表面。本发明通过推动清洗液分子连续冲击黑硅基片表面，使黑硅基片表面吸附的颗粒等污染物离开基片进入溶液中，从而去除黑硅基片表面的污染物，而现有技术中黑硅硅片挖孔不良，绒面不均，生成成品上存在“小白点”的原因即为上述黑硅硅片在进行银沉积前有脏污没有去除干净，从而影响了沉银效果所导致的，除此之外，兆声波发生器16产生的高能声波，可用于清除小于1微米的污染物微粒，同时对表面的损伤较小。
在具体实施方式一的基础上进一步对上述循环管道13做改进，可得到具体实施方式二，其对应的结构示意图如图3所示，包括：
槽体11、花篮12、加热板15、循环管道13、循环泵14、精滤过滤器18及兆声波发生器16；
所述兆声波发生器16设置在所述槽体11的底部，用于产生高能声波，推动清洗液分子连续冲击黑硅基片表面；
所述精滤过滤器18的精度为10微米。
本具体实施方式与具体实施方式一的不同之处在于在具体实施方式一的基础上，在上述循环管道13做改进，增加一个精滤过滤器18，其他结构可以参考上述具体实施方式的描述，在此不做赘述。
本具体实施方式中的过滤器的精度，指的是过滤器所能滤除的杂质颗粒的最小尺寸。
在本具体实施方式中，在现有技术的制绒机台的清洗槽的循环管道13上，增加了精滤过滤器18，使清洗液在循环的过程中，可将上述花篮12中黑硅基片上带下来的杂志过滤掉，以免再次回到上述槽体11中造成再次污染，进一步提升了清洗效果，去除污染物更加彻底，提升最终的制绒效果。
在具体实施方式二的基础上进一步对上述循环管道13做改进，可得到具体实施方式三，其对应的结构示意图如图4所示，包括：
槽体11、花篮12、加热板15、循环管道13、循环泵14、精滤过滤器18、微滤过滤器19及兆声波发生器16；
所述兆声波发生器16设置在所述槽体11的底部，用于产生高能声波，推动清洗液分子连续冲击黑硅基片表面；
所述精滤过滤器18的精度为10微米；
所述微滤过滤器19精度为0.1微米。
本具体实施方式与具体实施方式二的不同之处在于在具体实施方式二的基础上，在上述循环管道13做改进，增加一个微滤过滤器19，其他结构可以参考上述具体实施方式的描述，在此不做赘述。
由于兆声波清洗对比现有技术，可进一步提升脏污清除的效果，具体来说可去除0.2微米以下的脏污粒子，因此，可在循环管道13中进一步安装精度为0.1微米的微滤过滤器19，以保证上述槽体11中被清洗下来的脏污粒子全部被过滤掉。
在具体实施方式三的基础上进一步对上述加热板15做改进，可得到具体实施方式四，其对应的结构示意图如图5与图6所示，包括：
槽体11、花篮12、加热板15、循环管道13、循环泵14、精滤过滤器18、微滤过滤器19及兆声波发生器16；
所述兆声波发生器16设置在所述槽体11的底部，用于产生高能声波，推动清洗液分子连续冲击黑硅基片表面；
所述精滤过滤器18的精度为10微米；
所述微滤过滤器19精度为0.1微米；
所述加热板15的数量不低于两块，所述加热板15在所述槽体11的侧壁上均匀分布。
本具体实施方式与具体实施方式三的不同之处在于在具体实施方式三的基础上，对上述加热板15的位置和数量作了限定，其他结构可以参考上述具体实施方式的描述，在此不做赘述。
本具体实施方式中，为保证清洗液受热均匀，各处无明显温度差，不再同现有技术中一样把加热板15设置于上述槽体11的底部，而是将上述加热片均匀地设置于上述槽体11的侧壁上，需要注意的是，此处的均匀设置指的是加热板15之间的间距近似相同，举例说明，如果槽体11为立方体，上述加热板15的数量为两个，则两加热板15应当分别设置于上述槽体11的两个相对的侧表面上的近似的位置上，即不要求两加热板15在对方所在的侧壁上的投影与对方完全重合，根据实际操作可有所调整；再举一例，如果槽体11为立方体，上述加热板15的数量为四个，则四加热板15应当分别设置于上述槽体11的四个侧壁上，且各自位于自身所在侧壁的几何中心附近，从而达到使清洗液均匀受热的目的。
本具体实施方式中，通过改变上述加热板15的数量和位置，保证了清洗液各处无明显温度差，清洗液温度均匀，上述花篮12中的黑硅基片各处清洗均匀，且在后续过程中沉银均匀，最终达到更好的表面制绒效果。
更进一步地，可将上述花篮12设置在上述兆声波发生器16的正上方，以保证声波能量均匀地辐射到花篮12中的各黑硅基片上。
除此之外，还可以在本实施方式提供的湿法黑硅制绒清洗槽中，增设至电控模块17，所述至电控模块17用于调节上述兆声波发生器16，如图6。
由于在制绒过程的不同步骤中，或同一步骤的不同时间阶段，所需的兆声波频率和作用时间都有所不同，因此增加至电控模块17用于自动调接上述兆声波发生器16的兆声波频率和作用时间，上述电控模块可预先编程，增设上述至电控模块17可大大减少人力消耗，实现制绒机台的自动化。
本发明还提供了一种制绒机台，所述制绒机台包括上述任一种湿法黑硅制绒清洗槽，以实现上述有益效果，所述湿法黑硅制绒清洗槽的具体结构可参照上文，在此不再展开描述。
本发明还提供了一种湿法黑硅制绒的方法，为具体实施方式五，其流程图如图7所示，包括：
步骤S101：提供黑硅基片。
步骤S102：通过上述的湿法黑硅制绒清洗槽对上述黑硅基片进行去脏污清洗。
本步骤中的去脏污清洗指用对应的清洗剂(如酸或碱)进行化学清洗与用兆声波清洗的机械物理清洗法相结合的清洗方法。
需要特别注意的是，在上述黑硅基片进行银沉积之前的第一次碱洗中，上述碱洗的温度要控制在70摄氏度至80设置度之间，包括端点值，如70.0摄氏度、75.6摄氏度或80.0摄氏度中任一个。
本步骤中的去脏污清洗包括多个清洗步骤，并非某单一的清洗步骤，举例说明，在某种实际操作中，现有技术可能在银沉积前依次包括“碱洗、水洗、酸洗、水洗”四步，，则在本具体实施方式中，可以改进为“碱洗+兆声波清洗、水洗+兆声波清洗、酸洗、水洗”，也可改进为“碱洗+兆声波清洗、水洗、酸洗、水洗”，具体哪几步操作要用到本发明提供的湿法黑硅制绒清洗槽对上述黑硅基片进行去脏污清洗，要根据实际操作中的需要做调整。其中，“水洗+兆声波清洗”过程由于没有相应化学试剂的参与，因此单纯为机械物理清洗法。
步骤S103：对上述黑硅基片进行银沉积。
步骤S104：对上述黑硅基片的表面进行挖孔。
步骤S105：对上述黑硅基片的表面进行扩孔。
步骤S106：得到表面制绒的黑硅基片。
需要注意的是，本步骤并非表示经步骤S105后即可得到表面制绒的黑硅基片，而是还需经过后续处理才能得到，但上述后续处理并非本发明新添加的技术特征，因此没有展开叙述，举例说明，本步骤可能依次包括“水洗、碱洗、水洗、脱银、水洗、酸洗、水洗、预脱水、烘干出料”，具体步骤可根据实际需求做调整。
本发明所提供的湿法黑硅制绒的方法，通过兆声波发生器16，所述兆声波发生器16设置在所述槽体11的底部，用于产生高能声波，推动清洗液分子连续冲击黑硅基片表面。本发明通过推动清洗液分子连续冲击黑硅基片表面，使黑硅基片表面吸附的颗粒等污染物离开基片进入溶液中，从而去除黑硅基片表面的污染物，在银沉积步骤前，将上述黑硅基片表面的污染物及杂质去除，从而解决现有技术中黑硅硅片挖孔不良，绒面不均，生成成品上存在“小白点”的问题，提升了最终达到更好的表面制绒效果，除此之外，兆声波发生器16产生的高能声波，可用于清除小于1微米的污染物微粒，相比现有技术，提升了清洗的精度，同时对表面的损伤较小。
在具体实施方式五的基础上，进一步对完成扩孔的黑硅基片进行处理，得到具体实施方式六，其流程图如图8所示，包括：
步骤S201：提供黑硅基片。
步骤S202：通过上述的湿法黑硅制绒清洗槽对上述黑硅基片进行去脏污清洗。
步骤S203：对上述黑硅基片进行银沉积。
步骤S204：对上述黑硅基片的表面进行挖孔。
步骤S205：对上述黑硅基片的表面进行扩孔。
步骤S206：通过上述的湿法黑硅制绒清洗槽对上述黑硅基片进行第二次去脏污清洗。
步骤S207：得到表面制绒的黑硅基片。
本具体实施方式与具体实施方式五的不同之处在于在具体实施方式五的基础上，在上述黑硅基片经扩孔处理后添加了第二次去脏污清洗，其他步骤可以参考上述具体实施方式的描述，在此不做赘述。同时，第二次去脏污清洗也可参考具体实施方式五中的去脏污清洗，在此不做赘述。
本具体实施方式中，在经扩孔处理后添加了第二次去脏污清洗，通过机械物理清洗法与化学清洗法相结合的新型清洗方法，完全去除银离子，获得制绒效果更好的黑硅基片。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
以上对本发明所提供的湿法黑硅制绒清洗槽、制绒机台及湿法黑硅制绒方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种湿法黑硅制绒清洗槽，所述湿法黑硅制绒清洗槽包括槽体、花篮、加热板、循环管道及循环泵，其特征在于，包括：
兆声波发生器，所述兆声波发生器设置在所述槽体的底部，用于产生高能声波，推动清洗液分子连续冲击黑硅基片表面。
2.如权利要求1所述的湿法黑硅制绒清洗槽,其特征在于，所述兆声波发生器产生的兆声波频率为0.8兆赫兹至1.0兆赫兹，包括端点值。
3.如权利要求1所述的湿法黑硅制绒清洗槽,其特征在于，所述循环管道，还包括精滤过滤器，所述精滤过滤器的精度为10微米。
4.如权利要求3所述的湿法黑硅制绒清洗槽，其特征在于，所述循环管道，还包括微滤过滤器，所述微滤过滤器精度为0.1微米。
5.如权利要求1所述的湿法黑硅制绒清洗槽，其特征在于，所述花篮设置于所述兆声波发生器的正上方。
6.如权利要求1-5任一项所述的湿法黑硅制绒清洗槽，其特征在于，所述加热板的数量不低于两块，所述加热板在所述槽体的侧壁上均匀分布。
7.一种制绒机台，其特征在于，所述制绒机台包括如权利要求1-6任一项所述的湿法黑硅制绒清洗槽。
8.一种湿法黑硅制绒的方法，其特征在于，包括：
提供黑硅基片；
在所述黑硅基片进行银沉积之前，通过如权利要求1-6任一项所述的湿法黑硅制绒清洗槽进行去脏污清洗。
9.如权利要求8所述的湿法黑硅制绒的方法，其特征在于，在所述黑硅基片进行银沉积之后，还包括：
通过如权利要求1-6任一项所述的湿法黑硅制绒清洗槽进行去脏污清洗。
10.如权利要求8所述的湿法黑硅制绒的方法，其特征在于，所述黑硅基片在进行银沉积之前的第一次碱洗中，所述碱洗的温度控制在70摄氏度到80摄氏度之间，包括端点值。
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