CN109873054B - 黑硅太阳能电池生产线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种能够适用于黑硅太阳能电池生产，简化生产工艺、降低生产成本的黑硅太阳能电池生产线。该黑硅太阳能电池生产线，包括硅片超声波清洗机、硅片制绒装置、硅片自动分离器、转运平台、硅片转运装置、硅片清洗装置、硅片烘干炉、扩散炉、硅片刻蚀机、硅片洗磷装置、硅片镀膜装置、第一丝印机、第一烘箱、硅片翻面转运装置、第二丝印机、第二烘箱以及硅片输送导轨。采用该黑硅太阳能电池生产线，能够便于实现自动化生产，能够便于提高生产效率，降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池的生产，尤其是一种黑硅太阳能电池生产线。
背景技术
众所周知的：太阳能电池又称为“太阳能芯片”或“光电池”，是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片。它只要被满足一定照度条件的光照到，瞬间就可输出电压及在有回路的情况下产生电流。在物理学上称为太阳能光伏，简称光伏。
太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。以光电效应工作的晶硅太阳能电池为主流，而以光化学效应工作的薄膜电池实施太阳能电池则还处于萌芽阶段。
现有的太阳能电池一般采用普通的单晶硅片或者多晶硅片；黑硅是最新研究发现的一种能大幅提高光电转换效率的新型电子材料。黑硅就是把硅片弄成黑色，硅片还是原来的硅片，在表面用涂料做一层涂层，可以大量减少反射，这样硅片看起来就是黑色的了。制法就是刷涂层，让表面有一颗一颗的凸起，涂层的主要成份是二氧化硅。
因此，黑硅材料在进行制片和制绒后可以用于制作太阳能电池；但是现有硅片制绒装置不易用于黑硅片的制绒，因此现有的硅片制备太阳能电池片的生产线已经无法适用于黑硅太阳能电池的生产。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够适用于黑硅太阳能电池生产，简化生产工艺、降低生产成本的黑硅太阳能电池生产线。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：黑硅太阳能电池生产线，包括硅片超声波清洗机、硅片制绒装置、硅片自动分离器、转运平台、硅片转运装置、硅片清洗装置、硅片烘干炉、扩散炉、硅片刻蚀机、硅片洗磷装置、硅片镀膜装置、第一丝印机、第一烘箱、硅片翻面转运装置、第二丝印机、第二烘箱以及硅片输送导轨；
所述硅片自动分离器、转运平台、硅片转运装置、硅片清洗装置、硅片烘干炉、扩散炉、硅片刻蚀机、硅片洗磷装置、硅片镀膜装置、第一丝印机、第一烘箱、硅片翻面转运装置、第二丝印机、第二烘箱依次设置，
所述硅片自动分离器与转运平台之间通过硅片输送导轨输送硅片；所述转运平台与硅片清洗装置之间通过硅片转运装置输送硅片；
所述硅片清洗装置与硅片烘干炉之间，所述硅片烘干炉与扩散炉之间，所述硅片洗磷装置与硅片镀膜装置之间，所述硅片镀膜装置与第一丝印机之间，所述第一丝印机与第一烘箱之间，所述第一烘箱与第二丝印机之间，以及第二丝印机与第二烘箱之间均通过硅片输送导轨输送硅片；
所述扩散炉与硅片洗磷装置之间设置有硅片输送导轨；所述扩散炉与硅片洗磷装置之间的硅片输送导轨上设置有硅片横向输送装置；所述硅片横向输送装置的两侧均设置有硅片刻蚀机；
所述第一烘箱与第二丝印机之间的硅片输送导轨上设置有硅片翻面转运装置。
优选的，所述硅片制绒装置包括底座；所述底座的中央设置有制绒槽，所述制绒槽的一侧设置有花篮输送平台，另一侧设置有花篮输出平台；所述花篮输出平台与制绒槽之间设置有斜面；
所述花篮输送平台一端的两侧均设置有立柱；所述花篮输出平台一端的两侧均设置有立柱；
所述花篮输出平台以及花篮输送平台同侧的立柱之间设置有滑动导轨；
所述花篮输出平台以及花篮输送平台两侧的滑动导轨之间设置有移动横梁；所述移动横梁的两端均设置有直线驱动装置；
所述移动横梁上设置有竖向伸缩装置所述竖向伸缩装置的伸缩端位于移动横梁下方，且所述竖向伸缩装置的伸缩端上设置有安装板；所述安装板两端设置有卡板；所述卡板的一端与安装板之间设置水平伸缩装置；
所述制绒槽上端的两侧均设置有制绒液主管；制绒槽上端的内壁上设置有与制绒液主管连通的喷头；所述制绒槽的底部设置有对制绒槽内的液体进行加热的加热装置。
进一步的，所述水平伸缩装置包括驱动电机；所述卡板的一端上设置有螺纹杆(226),所述安装板的两端均设置有横向插孔；所述螺纹杆一端插入到安装板的横向插孔内；
所述安装板内设置有蜗轮；所述蜗轮与螺纹杆(226)螺纹配合；所述蜗轮通过驱动电机驱动转动；
所述卡板的一端上设置有导向杆，所述安装板的两端均设置有导向孔；所述导向杆插入到安装板的导向孔内。
进一步的，所述制绒槽上端开口的两侧设置有挡板。
进一步的，所述制绒槽的底部上方设置有隔板；所述加热装置包括温度调节装置以及电阻加热棒
所述隔板与制绒槽底部之间的间歇内设置有加热棒；所述电阻加热棒与温度调节装置电连接。
进一步的，所述底座上设置有制绒液存储箱；所述制绒液存储箱的底部设置有增压泵；所述增压泵与制绒液主管连通。
优选的，所述硅片自动分离器采用花篮式气浮硅片自动分离机构。
优选的，所述扩散炉采用三管扩散炉；所述硅片刻蚀机采用等离子刻蚀机；所述硅片镀膜装置采用管式PECVD。
本发明的有益效果是：本发明所述的黑硅太阳能电池生产线，由于采用专用的黑硅制绒装置，因此能够避免黑硅硅片在制绒过程中受到损坏；尤其是硅片表面；能够提高黑硅硅片制绒效率；本发明所述的黑硅太阳能电池生产线，能够便于实现自动化生产，能够便于提高生产效率，降低生产成本。
附图说明
图1为本发明实施例中黑硅太阳能电池生产线的布局图；
图2为本发明实施例中硅片制绒装置的结构示意图；
图3为图2的B-B剖视图；
图4为图3中C的局部放大图；
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1至图4所示，本发明所述的黑硅太阳能电池生产线，包括硅片超声波清洗机100、硅片制绒装置200、硅片自动分离器300、转运平台400、硅片转运装置500、硅片清洗装置600、硅片烘干炉700、扩散炉800、硅片刻蚀机900、硅片洗磷装置0100、硅片镀膜装置110、第一丝印机120、第一烘箱130、硅片翻面转运装置140、第二丝印机150、第二烘箱160以及硅片输送导轨170；
所述包括硅片超声波清洗机100、硅片制绒装置200、硅片自动分离器300、转运平台400、硅片转运装置500、硅片清洗装置600、硅片烘干炉700、扩散炉800、硅片刻蚀机900、硅片洗磷装置0100、硅片镀膜装置110、第一丝印机120、第一烘箱130、硅片翻面转运装置140、第二丝印机150、第二烘箱160依次设置，
所述硅片自动分离器300与转运平台400之间通过硅片输送导轨170输送硅片；所述转运平台400与硅片清洗装置600之间通过硅片转运装置500输送硅片；
所述硅片清洗装置600与硅片烘干炉700之间，所述硅片烘干炉700与扩散炉800之间，所述硅片洗磷装置0100与硅片镀膜装置110之间，所述硅片镀膜装置110与第一丝印机120之间，所述第一丝印机120与第一烘箱130之间，所述第一烘箱130与第二丝印机150之间，以及第二丝印机150与第二烘箱160之间均通过硅片输送导轨170输送硅片；
所述扩散炉800与硅片洗磷装置0100之间设置有硅片输送导轨170；所述扩散炉800与硅片洗磷装置0100之间的硅片输送导轨170上设置有硅片横向输送装置180；所述硅片横向输送装置180的两侧均设置有硅片刻蚀机900；
所述第一烘箱130与第二丝印机150之间的硅片输送导轨170上设置有硅片翻面转运装置140。
在工作过程中，首先通过硅片超声波清洗机100对黑硅硅片进行清洗；将清洗后的硅片装入到花篮中，然后送入到硅片制绒装置200内；通过硅片制绒装置200实现硅片的湿法制绒；然后通过硅片自动分离器300将硅片与花篮进行分离；然后将硅片放置到转运平台400上；通过硅片转运装置500将硅片从转运平台400转运到硅片清洗装置600的一端；
所述硅片转运装置500采用中国专利申请，专利申请号201711204169.9公开的一种硅片清洗制绒工艺中的硅片转运装置；所述硅片清洗装置600采用中国专利申请，ZL201721410512.0公开的一种硅片自动清洗脱胶一体机；所述硅片输送导轨170采用采用中国专利申请，ZL201721409627.8公开的一种太阳能电池丝印二合一生产线中的硅片输送导轨；
硅片在硅片清洗装置600内清洗后，通过硅片输送导轨170输送到硅片烘干炉700；烘干后的硅片通过硅片输送导轨170输送到扩散炉800；在扩散炉800实现硅片的扩散；然后通过硅片输送导轨170输送到硅片横向输送装置180；通过硅片横向输送装置180将硅片输送到硅片刻蚀机900内；
在硅片刻蚀机900内进行刻蚀后的硅片再放置到横向输送装置180上输送回硅片输送导轨170上；然后将硅片输送到硅片洗磷装置0100实现洗磷；然后通过硅片输送导轨170输送到硅片镀膜装置110进行硅片的镀膜；
镀膜后的硅片通过硅片输送导轨170输送到第一丝印机120进行正极丝印；丝印后的硅片通过硅片输送导轨170进行输送，并且通过硅片翻面转运装置140对硅片进行翻面；翻面后的硅片通过硅片输送导轨170输送到第二丝印机150；在第二丝印机150进行负极丝印后通过硅片输送导轨170将硅片输送到第二烘箱160进行烧结。
具体的，所述硅片翻面转运装置140采用，如中国专利ZL201721409578.8公开的一种硅片自动清洗脱胶一体机的输送装置中的翻面输送装置。
综上所述，本发明所述的黑硅太阳能电池生产线，由于采用专用的黑硅制绒装置，因此能够避免黑硅硅片在制绒过程中受到损坏；尤其是硅片表面；能够提高黑硅硅片制绒效率；本发明所述的黑硅太阳能电池生产线，能够便于实现自动化生产，能够便于提高生产效率，降低生产成本。
优选的，所述硅片制绒装置200包括底座21；所述底座21的中央设置有制绒槽22，所述制绒槽22的一侧设置有花篮输送平台23，另一侧设置有花篮输出平台24；所述花篮输出平台24与制绒槽22之间设置有斜面25；
所述花篮输送平台23一端的两侧均设置有立柱29；所述花篮输出平台24一端的两侧均设置有立柱29；
所述花篮输出平台24以及花篮输送平台23同侧的立柱29之间设置有滑动导轨210；
所述花篮输出平台24以及花篮输送平台23两侧的滑动导轨210之间设置有移动横梁211；所述移动横梁211的两端均设置有直线驱动装置222；
所述移动横梁211上设置有竖向伸缩装置213所述竖向伸缩装置213的伸缩端位于移动横梁211下方，且所述竖向伸缩装置213的伸缩端上设置有安装板215；所述安装板215两端设置有卡板216；所述卡板216的一端与安装板215之间设置水平伸缩装置；
所述制绒槽22上端的两侧均设置有制绒液主管27；制绒槽22上端的内壁上设置有与制绒液主管27连通的喷头228；所述制绒槽22的底部设置有对制绒槽内的液体进行加热的加热装置。
在工作过程中：
将黑硅片装入到花篮217中，然后将花篮217放置到花篮输送平台23上；启动直线驱动装置222使得安装板215位于花篮217上方；然后启动竖向伸缩装置213使得安装板215下降到花篮217上方，并且使得卡板216位于花篮217的两侧，然后启动水平伸缩装置，使得卡板215夹紧花篮217；启动竖向伸缩装置213使得安装板215升起；然后启动直线驱动装置222使得花篮217移动到制绒槽22上方，启动竖向伸缩装置213使得花篮17浸没到制绒槽22内的制绒液内；然后启动直线驱动装置222使得花篮217移动到制绒槽22的一端；当花篮217浸没到制绒槽22内的制绒液液面下方时，通过调节加热装置使得制绒液的温度为80℃至90℃；并且控制安装板215的横向移动速度，使得花篮217在制绒液中的停留时间为20min至40min；当花篮217由制绒槽22一端移动到另一端后，制动直线驱动装置222，启动竖向伸缩装置213使得花篮217升起，然后启动直线驱动装置222使得花篮217移动到花篮输出平台24上方；制动直线驱动装置222，启动竖向伸缩装置213使得花篮217落到花篮输出平台24上；然后启动水平伸缩装置，使得卡板215松开花篮217；然后启动直线驱动装置222，使得安装板215重新回到初始位置。
具体的，竖向伸缩装置213可以采用液压缸或者气缸；为了便于控制，简化结构，优选的，所述水平伸缩装置包括驱动电机224；所述卡板216的一端上设置有螺纹杆226,所述安装板15的两端均设置有横向插孔；所述螺纹杆226一端插入到安装板215的横向插孔内；
所述安装板215内设置有蜗轮225；所述蜗轮225与螺纹杆226螺纹配合；所述蜗轮225通过驱动电机224驱动转动；
所述卡板216的一端上设置有导向杆，所述安装板215的两端均设置有导向孔；所述导向杆插入到安装板215的导向孔内。
为了避免制绒液从制绒槽22内溅出；进一步的，所述制绒槽22上端开口的两侧设置有挡板219。
为了便于实现对制绒液的均匀加热，进一步的，所述制绒槽22的底部上方设置有隔板218；所述加热装置包括温度调节装置26以及电阻加热棒220；
所述隔板218与制绒槽22底部之间的间歇内设置有加热棒220；所述电阻加热棒220与温度调节装置26电连接。
为了便于滑动导轨210的安装，进一步的，所述花篮输送平台23一端两侧的立柱29之间以及所述花篮输出平台24一端两侧的立柱29之间均设置有支撑板214；所述滑动导轨210安装在支撑板214上。
为了便于制绒液的添加，进一步的，所述底座21上设置有制绒液存储箱28；所述制绒液存储箱28的底部设置有增压泵221；所述增压泵221与制绒液主管7连通。
为了便于调节安装板215的高度，进一步的，所述立柱29采用可伸缩立柱。
为了简化结构，便于设备的安装，同时便于实现自动化；优选的，所述硅片自动分离器300采用花篮式气浮硅片自动分离机构，如中国专利201110216105.7公开的花篮式气浮硅片自动分离机构。所述扩散炉800采用三管扩散炉；所述硅片刻蚀机900采用等离子刻蚀机；所述硅片镀膜装置110采用管式PECVD。
Claims (6)
1.黑硅太阳能电池生产线，其特征在于：包括硅片超声波清洗机(100)、硅片制绒装置(200)、硅片自动分离器(300)、转运平台(400)、硅片转运装置(500)、硅片清洗装置(600)、硅片烘干炉(700)、扩散炉(800)、硅片刻蚀机(900)、硅片洗磷装置(0100)、硅片镀膜装置(110)、第一丝印机(120)、第一烘箱(130)、硅片翻面转运装置(140)、第二丝印机(150)、第二烘箱(160)以及硅片输送导轨(170)；
所述硅片自动分离器(300)、转运平台(400)、硅片转运装置(500)、硅片清洗装置(600)、硅片烘干炉(700)、扩散炉(800)、硅片刻蚀机(900)、硅片洗磷装置(0100)、硅片镀膜装置(110)、第一丝印机(120)、第一烘箱(130)、硅片翻面转运装置(140)、第二丝印机(150)、第二烘箱(160)依次设置，
所述硅片自动分离器(300)与转运平台(400)之间通过硅片输送导轨(170)输送硅片；所述转运平台(400)与硅片清洗装置(600)之间通过硅片转运装置(500)输送硅片；
所述硅片清洗装置(600)与硅片烘干炉(700)之间，所述硅片烘干炉(700)与扩散炉(800)之间，所述硅片洗磷装置(0100)与硅片镀膜装置(110)之间，所述硅片镀膜装置(110)与第一丝印机(120)之间，所述第一丝印机(120)与第一烘箱(130)之间，所述第一烘箱(130)与第二丝印机(150)之间，以及第二丝印机(150)与第二烘箱(160)之间均通过硅片输送导轨(170)输送硅片；
所述扩散炉(800)与硅片洗磷装置(0100)之间设置有硅片输送导轨(170)；所述扩散炉(800)与硅片洗磷装置(0100)之间的硅片输送导轨(170)上设置有硅片横向输送装置(180)；所述硅片横向输送装置(180)的两侧均设置有硅片刻蚀机(900)；
所述第一烘箱(130)与第二丝印机(150)之间的硅片输送导轨(170)上设置有硅片翻面转运装置(140)；
所述硅片自动分离器(300)采用花篮式气浮硅片自动分离机构；
所述扩散炉(800)采用三管扩散炉；所述硅片刻蚀机(900)采用等离子刻蚀机；所述硅片镀膜装置(110)采用管式PECVD。
2.如权利要求1所述的黑硅太阳能电池生产线，其特征在于：所述硅片制绒装置(200)包括底座(21)；所述底座(21)的中央设置有制绒槽(22)，所述制绒槽(22)的一侧设置有花篮输送平台(23)，另一侧设置有花篮输出平台(24)；所述花篮输出平台(24)与制绒槽(22)之间设置有斜面(25)；
所述花篮输送平台(23)一端的两侧均设置有立柱(29)；所述花篮输出平台(24)一端的两侧均设置有立柱(29)；
所述花篮输出平台(24)以及花篮输送平台(23)同侧的立柱(29)之间设置有滑动导轨(210)；
所述花篮输出平台(24)以及花篮输送平台(23)两侧的滑动导轨(210)之间设置有移动横梁(211)；所述移动横梁(211)的两端均设置有直线驱动装置(222)；
所述移动横梁(211)上设置有竖向伸缩装置(213)所述竖向伸缩装置(213)的伸缩端位于移动横梁(211)下方，且所述竖向伸缩装置(213)的伸缩端上设置有安装板(215)；所述安装板(215)两端设置有卡板(216)；所述卡板(216)的一端与安装板(215)之间设置水平伸缩装置；
所述制绒槽(22)上端的两侧均设置有制绒液主管(27)；制绒槽(22)上端的内壁上设置有与制绒液主管(27)连通的喷头(228)；所述制绒槽(22)的底部设置有对制绒槽内的液体进行加热的加热装置。
3.如权利要求2所述的黑硅太阳能电池生产线，其特征在于：所述水平伸缩装置包括驱动电机(224)；所述卡板(216)的一端上设置有螺纹杆(226),所述安装板(215)的两端均设置有横向插孔；所述螺纹杆(226)一端插入到安装板(215)的横向插孔内；
所述安装板(215)内设置有蜗轮(225)；所述蜗轮(225)与螺纹杆(226)螺纹配合；所述蜗轮(225)通过驱动电机(224)驱动转动；
所述卡板(216)的一端上设置有导向杆，所述安装板(215)的两端均设置有导向孔；所述导向杆插入到安装板(215)的导向孔内。
4.如权利要求3所述的黑硅太阳能电池生产线，其特征在于：所述制绒槽(22)上端开口的两侧设置有挡板(219)。
5.如权利要求4所述的黑硅太阳能电池生产线，其特征在于：所述制绒槽(22)的底部上方设置有隔板(218)；所述加热装置包括温度调节装置(26)以及电阻加热棒(220)；
所述隔板(218)与制绒槽(22)底部之间的间歇内设置有加热棒(220)；所述电阻加热棒(220)与温度调节装置(26)电连接。
6.如权利要求5所述的黑硅太阳能电池生产线，其特征在于：所述底座(21)上设置有制绒液存储箱(28)；所述制绒液存储箱(28)的底部设置有增压泵(221)；所述增压泵(221)与制绒液主管(27)连通。
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