CN109378355B - 基于微波处理的非传统光伏硅片清洗干燥工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光伏硅片，具体涉及一种基于微波处理的非传统光伏硅片清洗干燥工艺。所述的清洗干燥工艺，步骤如下：将盛装光伏硅片的花篮转移至微波干燥炉中；启动微波电源，进行加热，并利用红外温度传感器监控光伏硅片表面温度；加热完成后，开启微波干燥炉上方排气口，从光伏硅片下方输入空气流，排出微波干燥炉内的废气；红外温度传感器反馈光伏硅片表面温度低于50℃，停止输入空气流，清洗干燥工艺完毕。本发明能够有效去除光伏硅片表面残余的有机物，简化了生产过程，效率高，能耗低，均匀性好，安全性高，且装置结构简单，易于操作。
Description
技术领域
本发明涉及光伏硅片，具体涉及一种基于微波处理的非传统光伏硅片清洗干燥工艺。
背景技术
太阳能电池是一种利用光电效应，将太阳能转化为直流电能的发电装置。太阳能电池发出的电能，可供给各种用电设备使用，因此很多电子设备上都采用太阳能电池，例如电子计算器，卫星，电站等。近年来，由于太阳能电池发电效率的提高，人们开始在房屋上安装太阳能电池，利用太阳能电池发出的电能提供部分甚至全部用电。与煤、石油、水能、核能等能源相比，太阳能洁净，具有对环境影响小和取之不尽等显著优点。因此，太阳能产业在短时间内得到迅速发展，成为生机勃勃的朝阳产业。
太阳能电池主要由光伏硅片构成，在高纯度硅片上形成半导体P-N结，当这些P-N结收到光照时，会形成从P极向N极的电流，将许多P-N结利用金属互联形成阵列，连接电极，收集这些电流并储存，就成为可用的电能。
光伏硅片的加工工艺主要包括以下流程：晶体生长，切断，滚圆，切片，倒角，研磨，腐蚀，抛光，清洗和烘干。在工艺流程的最后两步，要对单晶硅棒切割成的光伏硅片表面的损伤层和油污等进行清洗，清洗的目的是要消除吸附在光伏硅片表面的各类污染物，之后才能在光伏硅片的干净表面进行刻蚀并制作能够减少表面太阳反射光反射的绒面机构，且清洗的洁净程度直接影响着电池片的成品率和可靠率。制绒是制造晶硅电池的第一道工艺，又称表面织构化。有效的绒面结构使得入射光在光伏硅片表面多次反射和折射，增加了光的吸收，降低了反射率，有助于提高电池的性能。
由于光伏硅片是经切片，倒角，研磨，抛光等多道工序加工成的硅片，其表面已吸附各种杂质，如颗粒，金属离子，硅粉粉尘及有机杂质。其中有机杂质包括油污、指纹印以及清洗剂中的有机成分残留物。另外，有机物杂质的来源也包括光伏硅片厂家加工过程中设备污染，或者光伏硅片检测以及包装过程中通过手拿光伏硅片，将皮肤油脂及其他有机物粘附在光伏硅片上。假如单晶光伏硅片生产过程中出现大量油污，白斑，指纹等表面污染，会形成憎水性区域。在制绒工艺中憎水区会抑制硅片与刻蚀液反应而使得硅片制绒不完整，需要返工或者直接丢弃。因此有机物污染的清除是非常必要的，目前太阳能电池工业上的有机物杂质清除都离不开化学清洗液。
中国专利CN 103681239 A公开一种清洗单晶硅片表面的方法，包括如下步骤：首先在预清洗槽内加入双氧水和氢氧化钠得到混合溶液，在该混合溶液中双氧水的浓度为2％-3％，NaOH的浓度为0.15％-0.3％，配合超声对单晶硅片进行清洗，清洗时混合溶液浸没过单晶硅片。经过试用证明，采用本发明的方法后，制绒时间缩短，提高了产量，硅片表面油污、白斑、手印等脏污被完全洗净，返工片数量大量减少，降低硅片的报废比例，相应减少了由于硅片制绒后返工所需化学品使用量。
中国专利CN102952650 A公开一种太阳能电池硅片清洗剂及清洗工艺，属于太阳能电池生产技术领域，由以下组分组成：0.5％-3％的表面活性剂、2.1％-13％的无机盐、1％-5％的有机盐，余量为去离子水；清洗工艺包括(1)按重量百分比将表面活性剂、无机盐、有机盐和去离子水混合配制成太阳能电池硅片清洗剂；(2)在步骤(1)中配制成的清洗剂中加入20-25倍体积的去离子水，搅匀后得太阳能电池硅片清洗液；(3)在常温下，将硅片放入步骤(2)中配制成的太阳能电池硅片清洗液中进行清洗。本发明对于硅片表面污染物采用相似相溶原理，达到良好的去污效果，对硅片表面无腐蚀，提高晶硅太阳能电池的质量，提高成品率，从而降低电池片生产的成本。
中国专利CN102486994 A公开一种硅片清洗工艺，它是在硅片清洗的过程中采用多步清洗工艺，每一步化学试剂均使用氢氟酸和双氧水，其中氢氟酸、双氧水与水的体积比为1:1:20-300。本发明的优点在于提出一种能有效地提高颗粒去除效率、降低表面的微粗糙度水平、提高产品合格率的硅片清洗方法。
另外，光伏硅片的烘干工艺中，由于硅片的易碎性，因此保证烘干过程材料破损率尽可能低，是首要解决的问题。现有烘干技术有两类，第一类是主流技术，利用热风干燥的热风干燥炉；另一类是使用甩干机和烘箱两台设备完成干燥。这两类干燥技术有共同的缺点：
(1)依靠热空气扩散传热，因传热效率低，降低了硅片的产率，作业时间长，加速了硅片花篮塑料的老化速度。
(2)烘箱或者热风炉内部温度不均匀，不稳定，不易准确控制。如果局部温度过热，会影响硅片的性能。
(3)由于硅片花篮结构复杂，存在缝隙和死角，经过上一个工作步骤清洗后存在积水。热风干燥时，这些缝隙和死角的干燥速度远低于硅片的干燥速度。因此在硅片干燥后，需要增加额外干燥时间来干燥花篮，以防止积水接触到干燥后的硅片。导致了低干燥效率，低产能的问题。
综上，在光伏硅片清洗和干燥的现有技术中，清洗和干燥均各自独立进行，包括三个步骤：一是使用化学清洗液清洗有机物；二是电阻率为18.2MΩcm的85℃的去离子水冲洗，去除清洗液残留；三是热风烘干，去除材料表面水分，保证硅片表面干燥。上述工艺因流程较长，导致工作效率较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于微波处理的非传统光伏硅片清洗干燥工艺，不仅有效去除光伏硅片表面残余的有机物，效率高，能耗低，均匀性好，安全性高；也能有效分离因为水分粘结在一起的多片硅片；本发明同时提供其装置。
本发明所述的基于微波处理的非传统光伏硅片清洗干燥工艺，包括以下步骤：
(1)将盛装光伏硅片的花篮转移至微波干燥炉中；
(2)启动微波电源，进行加热，并利用红外温度传感器监控光伏硅片表面温度；
(3)加热完成后，开启微波干燥炉上方排气口，从光伏硅片下方输入空气流，排出微波干燥炉内的废气；红外温度传感器反馈光伏硅片表面温度低于50℃，停止输入空气流，清洗干燥工艺完毕。
其中：
步骤(2)中微波电源频率为2.45GHz或5.8GHz；微波电源功率为300-4000W。
步骤(2)中加热时间为205-215s。
步骤(2)中加热开始后，光伏硅片表面温度随时间升高，在25-35s达到稳定值60-90℃，根据红外温度传感器的回馈，温度稳定180s后，关掉微波电源，加热完成。
步骤(3)中空气流输入速度为1-10L/min，空气流输入过程持续5-20s。
光伏硅片表面有时会存在金属和无机物，这时，在步骤(1)之前增加按照金属和无机物清洗流程清洗光伏硅片的步骤。
对于这种情况，步骤(2)中加热时间为25-60s。
具体是：步骤(2)中加热开始后，光伏硅片表面温度随时间升高，在15-50s达到峰值80-300℃，根据红外温度传感器的回馈，温度停止上升后10s，关掉微波电源，加热完成。
基于微波处理的非传统光伏硅片清洗干燥装置，包括微波干燥炉本体，微波干燥炉本体顶部开设光伏硅片出入口和供废气排出的上方排气口，内部设置样品支架，样品支架内部设置贯通样品支架的用于输入空气流的进气管路，微波干燥炉本体上还设置红外温度传感器。
其中：
所述的微波干燥炉本体外部设置1-4个微波加热装置，微波干燥炉本体底部安装有三个底部支撑。
在微波干燥炉本体的顶部或侧面设置红外温度传感器。
本发明提供新型微波干燥设备来实现光伏硅片的清洗和干燥，该微波干燥设备用一道工序取代目前的化学清洗液、水洗以及热风烘干三道工序。
本发明实际是将微波清洁用于光伏硅片有机物的清除以及光伏硅片的干燥，效率提高四倍以上。不仅提高了干燥的均匀性，且产能高，能耗低。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
(1)能有效去除光伏硅片表面残余的有机物，热风干燥或者干燥炉没有此作用。
(2)简化了生产步骤，用一道工序替代了目前的三道工序。
(3)效率高，光伏硅片干燥速度是热风干燥的十倍，光伏硅片产能增加至8000片/小时。
(4)能耗低，每单位产出的电力消耗仅为热风干燥的1/50左右。
(5)均匀性好，花篮的缝隙，光伏硅片和花篮之间的接触部分都得到快速干燥。
(6)安全性高，解决了电弧放电和局部过热等问题。
(7)控温精度高，安全可靠，工艺参数调整方便；通过红外温度传感器准确监控光伏硅片的温度，通过调节微波加热器功率和频率来控制光伏硅片的温度，从而使光伏硅片表面温度精确，稳定和均匀，避免了由于硅片局部温度过高而对硅片性能产生影响。
(8)延长承载器皿的使用寿命，如光伏硅片花篮，样品支架等的使用寿命，对由塑料制成的承载器皿无加热作用，克服了热风干燥对器皿所造成的加速老化现象。
(9)因为水分粘结在一起的多片硅片，能被有效干燥并分离，并且不造成任何损坏；
(10)本发明装置结构简单，操作维护方便，基本免维护，适合工业化大生产。
附图说明
图1是本发明装置的结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是图1的仰视图；
图4是光伏硅片清洗干燥前后的图片；
图5是光伏硅片清洗干燥前后的图片；
图6是光伏硅片清洗干燥前后的图片；
图7是光伏硅片分离前后的图片；
图8是干燥的光伏硅片微波加热时间与光伏硅片表面温度曲线图；
图9是潮湿的光伏硅片微波加热时间与光伏硅片表面温度曲线图；
图10是光伏硅片重量变化图片；
图11是微波干燥前光伏硅片横截面扫描电镜图；
图12是微波干燥前光伏硅片横截面扫描电镜图；
图13是微波干燥前光伏硅片横截面扫描电镜图；
图14是微波干燥前光伏硅片横截面扫描电镜图；
图15是微波干燥后光伏硅片横截面扫描电镜图；
图16是微波干燥后光伏硅片横截面扫描电镜图；
图17是微波干燥后光伏硅片横截面扫描电镜图；
图18是微波干燥后光伏硅片横截面扫描电镜图；
图19是重量分析前的光伏硅片图片；
图20是光伏硅片的重量曲线图；
图中：1、光伏硅片出入口；2、上方排气口；3、微波干燥炉本体；4、样品支架；5、进气管路；6、底部支撑；7、装有光伏硅片的花篮；8、微波加热装置；9、红外温度传感器。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步描述。
实施例1
没有金属和无机物污染的光伏硅片的清洗干燥：
(1)将盛装光伏硅片的花篮转移至微波干燥炉中；
(2)启动红外温度传感器监控光伏硅片表面温度，启动微波电源，加热210s；频率2.45GHz，使用四台微波电源，功率300W/台；加热过程中，光伏硅片表面温度会随时间迅速升高，在30s左右，温度达到稳定值60℃，根据红外温度传感器的回馈，温度稳定180s后，关掉微波电源；
(3)加热完成后，开启微波干燥炉上方排气口，启动鼓风机，从光伏硅片下方输入风速5L/min的空气流，排出微波干燥炉内的废气，过程持续15s，红外温度传感器反馈光伏硅片表面温度低于50℃时，关闭鼓风机，停止输入空气流，清洗干燥工艺完毕，转移盛有光伏硅片的花篮至下一道生产工序。
实施例2
没有金属和无机物污染的光伏硅片的清洗干燥：
(1)将盛装光伏硅片的花篮转移至微波干燥炉中；
(2)启动红外温度传感器监控光伏硅片表面温度，启动微波电源，加热210s；频率2.45GHz，使用四台微波电源，功率300W/台；加热过程中，光伏硅片表面温度会随时间迅速升高，在30s左右，温度达到稳定值60℃，根据红外温度传感器的回馈，温度稳定180s后，关掉微波电源；
(3)加热完成后，开启微波干燥炉上方排气口，启动鼓风机，从光伏硅片下方输入风速2L/min的空气流，排出微波干燥炉内的废气，过程持续20s，红外温度传感器反馈光伏硅片表面温度低于50℃时，关闭鼓风机，停止输入空气流，清洗干燥工艺完毕，转移盛有光伏硅片的花篮至下一道生产工序。
实施例3
没有金属和无机物污染的光伏硅片的清洗干燥：
(1)将盛装光伏硅片的花篮转移至微波干燥炉中；
(2)启动红外温度传感器监控光伏硅片表面温度，启动微波电源，加热210s；频率5.8GHz，使用两台微波电源，功率600W/台；加热过程中，光伏硅片表面温度会随时间迅速升高，在30s左右，温度达到稳定值80℃，根据红外温度传感器的回馈，温度稳定180s后，关掉微波电源；
(3)加热完成后，开启微波干燥炉上方排气口，启动鼓风机，从光伏硅片下方输入风速4L/min的空气流，排出微波干燥炉内的废气，过程持续10s，红外温度传感器反馈光伏硅片表面温度低于50℃时，关闭鼓风机，停止输入空气流，清洗干燥工艺完毕，转移盛有光伏硅片的花篮至下一道生产工序。
实施例4
有金属和无机物污染的光伏硅片的清洗干燥：
(1)按照现有技术，对光伏硅片进行金属和无机物清洗流程，清洗完毕后进入微波清洗干燥；
(2)将盛装光伏硅片的花篮转移至微波干燥炉中；
(3)启动红外温度传感器监控光伏硅片表面温度，启动微波电源，加热60s；频率2.45GHz，使用四台微波电源，功率300W/台；加热过程中，光伏硅片表面温度会随时间迅速升高，在50s左右，温度达到峰值120-150℃，根据红外温度传感器的回馈，温度停止上升后10s，关掉微波电源；
(4)加热完成后，开启微波干燥炉上方排气口，启动鼓风机，从光伏硅片下方输入风速5L/min的空气流，排出微波干燥炉内的废气，过程持续15s，红外温度传感器反馈光伏硅片表面温度低于50℃时，关闭鼓风机，停止输入空气流，清洗干燥工艺完毕，转移盛有光伏硅片的花篮至下一道生产工序。
实施例5
有金属和无机物污染的光伏硅片的清洗干燥：
(1)按照现有技术，对光伏硅片进行金属和无机物清洗流程，清洗完毕后进入微波清洗干燥；
(2)将盛装光伏硅片的花篮转移至微波干燥炉中；
(3)启动红外温度传感器监控光伏硅片表面温度，启动微波电源，加热45s；频率2.45GHz，使用两台微波电源，功率600W/台；加热过程中，光伏硅片表面温度会随时间迅速升高，在35s左右，温度达到峰值150-180℃，根据红外温度传感器的回馈，温度停止上升后10s，关掉微波电源；
(4)加热完成后，开启微波干燥炉上方排气口，启动鼓风机，从光伏硅片下方输入风速10L/min的空气流，排出微波干燥炉内的废气，过程持续10s，红外温度传感器反馈光伏硅片表面温度低于50℃时，关闭鼓风机，停止输入空气流，清洗干燥工艺完毕，转移盛有光伏硅片的花篮至下一道生产工序。
实施例6
有金属和无机物污染的光伏硅片的清洗干燥：
(1)按照现有技术，对光伏硅片进行金属和无机物清洗流程，清洗完毕后进入微波清洗干燥；
(2)将盛装光伏硅片的花篮转移至微波干燥炉中；
(3)启动红外温度传感器监控光伏硅片表面温度，启动微波电源，加热40s；频率5.8GHz，使用一台微波电源，功率1200W/台；加热过程中，光伏硅片表面温度会随时间迅速升高，在30s左右，温度达到峰值180-200℃，根据红外温度传感器的回馈，温度停止上升后10s，关掉微波电源；
(4)加热完成后，开启微波干燥炉上方排气口，启动鼓风机，从光伏硅片下方输入风速10L/min的空气流，排出微波干燥炉内的废气，过程持续10s，红外温度传感器反馈光伏硅片表面温度低于50℃时，关闭鼓风机，停止输入空气流，清洗干燥工艺完毕，转移盛有光伏硅片的花篮至下一道生产工序。
实施例7
有金属和无机物污染的光伏硅片的清洗干燥：
(1)按照现有技术，对光伏硅片进行金属和无机物清洗流程，清洗完毕后进入微波清洗干燥；
(2)将盛装光伏硅片的花篮转移至微波干燥炉中；
(3)启动红外温度传感器监控光伏硅片表面温度，启动微波电源，加热30s；频率2.45GHz，使用两台微波电源，功率1000W/台；加热过程中，光伏硅片表面温度会随时间迅速升高，在20s左右，温度达到峰值180-220℃，根据红外温度传感器的回馈，温度停止上升后10s，关掉微波电源；
(4)加热完成后，开启微波干燥炉上方排气口，启动鼓风机，从光伏硅片下方输入风速10L/min的空气流，排出微波干燥炉内的废气，过程持续20s，红外温度传感器反馈光伏硅片表面温度低于50℃时，关闭鼓风机，停止输入空气流，清洗干燥工艺完毕，转移盛有光伏硅片的花篮至下一道生产工序。
实施例8
有金属和无机物污染的光伏硅片的清洗干燥：
(1)按照现有技术，对光伏硅片进行金属和无机物清洗流程，清洗完毕后进入微波清洗干燥；
(2)将盛装光伏硅片的花篮转移至微波干燥炉中；
(3)启动红外温度传感器监控光伏硅片表面温度，启动微波电源，加热30s；频率2.45GHz，使用四台微波电源，功率700W/台；加热过程中，光伏硅片表面温度会随时间迅速升高，在20s左右，温度达到峰值220-260℃，根据红外温度传感器的回馈，温度停止上升后10s，关掉微波电源；
(4)加热完成后，开启微波干燥炉上方排气口，启动鼓风机，从光伏硅片下方输入风速10L/min的空气流，排出微波干燥炉内的废气，过程持续10s，红外温度传感器反馈光伏硅片表面温度低于50℃时，关闭鼓风机，停止输入空气流，清洗干燥工艺完毕，转移盛有光伏硅片的花篮至下一道生产工序。
实施例9
有金属和无机物污染的光伏硅片的清洗干燥：
(1)按照现有技术，对光伏硅片进行金属和无机物清洗流程，清洗完毕后进入微波清洗干燥；
(2)将盛装光伏硅片的花篮转移至微波干燥炉中；
(3)启动红外温度传感器监控光伏硅片表面温度，启动微波电源，加热25s；频率5.8GHz，使用四台微波电源，功率1000W/台；加热过程中，光伏硅片表面温度会随时间迅速升高，在15s左右，温度达到峰值220-260℃，根据红外温度传感器的回馈，温度停止上升后10s，关掉微波电源；
(4)加热完成后，开启微波干燥炉上方排气口，启动鼓风机，从光伏硅片下方输入风速10L/min的空气流，排出微波干燥炉内的废气，过程持续10s，红外温度传感器反馈光伏硅片表面温度低于50℃时，关闭鼓风机，停止输入空气流，清洗干燥工艺完毕，转移盛有光伏硅片的花篮至下一道生产工序。
实施例10
因为接触面含有水分而粘结在一起的多片光伏硅片，其微波分离工艺为：
(1)将盛装光伏硅片的花篮转移至微波干燥炉中；
(2)启动红外温度传感器监控光伏硅片表面温度，启动微波电源，加热30s；频率2.45GHz，使用一台微波电源，功率700W/台；加热过程中，光伏硅片表面温度会随时间迅速升高，在20s左右，温度达到峰值80-120℃，根据红外温度传感器的回馈，温度停止上升后10s，关掉微波电源；
(3)加热完成后，开启微波干燥炉上方排气口，启动鼓风机，从光伏硅片下方输入风速2L/min的空气流，排出微波干燥炉内的废气，过程持续5s，红外温度传感器反馈光伏硅片表面温度低于50℃时，关闭鼓风机，停止输入空气流，干燥工艺完毕，用手动方式把分离后的多片硅片在花篮里单独摆放，转移盛有光伏硅片的花篮至下一道生产工序。
实施例11
为了验证本发明的效果，对光伏硅片进行以下实验。
1、将光伏硅片进行清洗前和清洗后的对照：
图4中，上图为带有油污的光伏硅片清洗干燥前的图片，A处为油污；下图为清洗干燥后的图片，表面洁净，无任何残留；
图5中，上图为有带液残留的光伏硅片清洗干燥前的图片，B处为带液残留；下图为清洗干燥后的图片，表面洁净，无任何残留；
图6中，上图为带有指纹印的光伏硅片清洗干燥前的图片，C处为指纹印；下图为清洗干燥后的图片，表面洁净，无任何残留；
2、将光伏硅片进行分离前和分离后的对照：
将因水分粘结在一起的多片硅片采用微波干燥炉进行处理，图7中，上图为因水分而粘结在一起的光伏硅片，即分离前的图片；下图为通过微波干燥分离开的光伏硅片，表面平整，无任何损坏，被有效干燥并分离。
3、为了验证微波加热时间与光伏硅片表面温度之间的关系，实验如下：
(1)干燥的光伏硅片：
使用单台微波发生器，频率2.45G，功率700W，在微波加热的过程中，光伏硅片的温度被实时监控，微波加热时间与光伏硅片表面温度之间的关系如图8所示。
由图8可以看出，用微波干燥炉对干燥的光伏硅片进行持续加热到300s，干燥硅片温度在20s后升到62℃左右，之后温度保持在62±3℃。
(2)潮湿的光伏硅片：
使用单台微波发生器，频率2.45G，功率700W，在微波加热的过程中，光伏硅片的温度被实时监控，微波加热时间与光伏硅片表面温度之间的关系如图9所示。
由图9可以看出，潮湿硅片温度在45s后升到稳定值180℃左右，之后温度迅速往下降，并在180秒左右达到稳定值62±3℃。
4、为了研究微波干燥的效果，实验如下：
将从工厂接收的3块干燥硅片浸湿，微波干燥45秒后，分别称量干燥硅片重量、干燥硅片浸湿后的重量以及微波干燥45秒后的重量，如下表1所示。#1样品的各个阶段的图片如图10所示，从左至右，依次为干燥硅片图片、干燥硅片浸湿后图片、微波干燥45秒后图片。最左边图片中的A处为有机物残留，最右边图片中，A处洁净，经微波干燥后无任何有机物残留。微波干燥后的硅片表面有水印，这是由于浸湿过程没有使用高纯水，使用的普通自来水中含有钙镁矿物质所致。
表1样品数据表
| 硅片情况 | #1总重量(g) | #2总重量(g) | #3总重量(g) |
| 干燥硅片(从工厂接收) | 9.58 | 9.45 | 9.55 |
| 浸湿后 | 10.95 | 10.38 | 10.27 |
| 微波干燥45秒后 | 9.56 | 9.39 | 9.47 |
5、为了研究微波干燥对光伏硅片性能的影响，用扫描电镜对光伏硅片横截面观察，对比微波干燥前后的光伏硅片的微观结构：
微波干燥前的图片如图11-图14，四个图的比例分别为×300、×1000、×3000、×5000，微波干燥后的图片如图15-图18，四个图的比例分别为×300、×1000、×3000、×5000。
结论如下：
(1)硅片材料的纹理没有发生形变，没有发现加热引起的断裂或者萎缩等现象；
(2)硅片材料的致密结构没有发生变化，没有发现缝隙或者空洞，精确度为0.1μm；
(3)硅片材料平整光滑，表面有少量扫描电镜制样过程产生的硅粉，非微波引起，没有局部过热引起的硅片材料氧化/燃烧等现象。
6、为了研究微波干燥对光伏硅片性能的影响，对光伏硅片做重量分析：
图19为同一硅片分为两半，标记为样品1和样品2，样品1不做处理直接称重，样品2用水浸湿并微波干燥45秒后称重，两者的重量曲线见图20。上部曲线A为样品1的重量曲线，下部曲线B为样品2的重量曲线。
经过45s微波干燥后，所有水分被微波从硅片中移除，精确度达到千分之一。占硅片重量14.3％的水分在45s内就被微波加热蒸发，只需要传统热风干燥的四分之一时间。重量分析结果表明微波能够提供快捷有效的干燥效果。
Claims (9)
1.一种基于微波处理的非传统光伏硅片清洗干燥工艺，其中，光伏硅片是经切片，倒角，研磨，抛光加工成的硅片，其特征在于将微波清洁用于光伏硅片有机物的清除，包括以下步骤：
(1)将盛装光伏硅片的花篮转移至微波干燥炉中；
(2)启动微波电源，进行加热，并利用红外温度传感器监控光伏硅片表面温度；步骤(2)中加热时间为205-215s；
(3)加热完成后，开启微波干燥炉上方排气口，从光伏硅片下方输入空气流，排出微波干燥炉内的废气；红外温度传感器反馈光伏硅片表面温度低于50℃，停止输入空气流，清洗干燥工艺完毕，去除光伏硅片表面残余的有机物。
2.根据权利要求1所述的基于微波处理的非传统光伏硅片清洗干燥工艺，其特征在于：步骤(2)中微波电源频率为2.45GHz或5.8GHz；微波电源功率为300-4000W。
3.根据权利要求1所述的基于微波处理的非传统光伏硅片清洗干燥工艺，其特征在于：步骤(2)中加热开始后，光伏硅片表面温度随时间升高，在25-35s达到稳定值60-90℃，根据红外温度传感器的回馈，温度稳定180s后，关掉微波电源，加热完成。
4.根据权利要求1所述的基于微波处理的非传统光伏硅片清洗干燥工艺，其特征在于：步骤(3)中空气流输入速度为1-10L/min，空气流输入过程持续5-20s。
5.根据权利要求1所述的基于微波处理的非传统光伏硅片清洗干燥工艺，其特征在于：光伏硅片表面存在金属和无机物时，在步骤(1)之前增加按照金属和无机物清洗流程清洗光伏硅片的步骤。
6.根据权利要求5所述的基于微波处理的非传统光伏硅片清洗干燥工艺，其特征在于：步骤(2)中加热时间为25-60s。
7.根据权利要求6所述的基于微波处理的非传统光伏硅片清洗干燥工艺，其特征在于：步骤(2)中加热开始后，光伏硅片表面温度随时间升高，在15-50s达到峰值80-300℃，根据红外温度传感器的回馈，温度停止上升后10s，关掉微波电源，加热完成。
8.一种实现权利要求1所述工艺的基于微波处理的非传统光伏硅片清洗干燥装置，包括微波干燥炉本体(3)，其特征在于：微波干燥炉本体(3)顶部开设光伏硅片出入口(1)和供废气排出的上方排气口(2)，内部设置样品支架(4)，样品支架(4)内部设置贯通样品支架(4)的用于输入空气流的进气管路(5)，微波干燥炉本体(3)上还设置红外温度传感器(9)。
9.根据权利要求8所述的基于微波处理的非传统光伏硅片清洗干燥装置，其特征在于：微波干燥炉本体(3)外部设置1-4个微波加热装置(8)；微波干燥炉本体(3)底部安装有三个底部支撑(6)；在微波干燥炉本体(3)的顶部或侧面设置红外温度传感器(9)。
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