CN115090097A - 空气净化系统、制绒清洗设备及其应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种空气净化系统、制绒清洗设备及其应用方法，其中空气净化系统包括：隔离罩体，隔离罩体包括依次并列设置的多个腔室；各个腔室均设有进风口，各个腔室的进风口处均设有进风风机和空气过滤器，进风风机的功率可调。该空气净化系统、制绒清洗设备及应用方法，能够有效地避免制绒清洗过程中的酸碱性气体和臭氧对硅片造成氧化和污染，有效提高电池片的产品良率和电池效率。
Description
技术领域
本发明涉及异质结电池生产技术领域，特别是涉及一种空气净化系统、制绒清洗设备及其应用方法。
背景技术
异质结电池，全称晶体硅异质结太阳电池，又称HIT、HJT、SHJ，是一种特殊的PN结，由非晶硅和晶体硅材料形成。该技术是在晶体硅上沉积非晶硅薄膜，综合了晶体硅电池与薄膜电池的优势，被认为是高转换效率硅基太阳能电池的重要发展方向之一。在政策和技术的推动下，行业的迭代犹如“后浪推前浪”，光伏行业也不例外。在不断追求“降本提效”的光伏行业，电池片的迭代需求尤显重要。异质结电池(HJT)以其“增效降本”的巨大潜力，成为光伏行业的“后浪”，推动光伏产业技术变革。
HJT因为其独特的双面对称结构及非晶硅层优秀的钝化效果，具备着转换效率高、双面率高、几乎无光致衰减、温度特性良好、可使用薄硅片、可叠加钙钛矿等多种天然优势，使其有着高效率和高发电量的天然优势，和目前主流的PERC技术相比，目前最大的问题是成本。因此，如何降低成本，提高产品的良率和效率，是其规模化量产的重要前提。
在异质结电池片制备过程中，硅片需要经过粗抛→臭氧清洗→预清洗→制绒→后清洗→圆滑处理→氢氟酸钝化→慢提拉→烘干。因为异质结电池独特的结构，要求制绒界面与非晶硅界面要有很好的匹配性，所以对硅片表面的清洁度和绒面结构的均匀性、稳定性要求明显高于常规单晶硅太阳电池。而制绒清洗过程产生的酸碱气体，臭氧交混串流，机台外部杂质颗粒和有害气体未有效过滤进入，不仅污染药液，而且导致硅片在机械臂抓放篮运输过程中，暴露空气时，被氧化和污染。氧化后生成的氧化硅不具有导电性，而且会吸附水汽和空气杂质，在后续的镀膜工序中产生沉积钝化不良，污染和杂质会直接阻碍钝化沉积，形成“雾状发黑”，严重影响产品的良率和效率。
发明内容
基于此，有必要针对传统的制绒清洗过程中酸碱性气体和臭氧容易对硅片造成氧化和污染，影响产品良率和电池效率的问题，提供一种空气净化系统、制绒清洗设备及其应用方法。
为了解决上述问题，本发明提出的技术方案如下：
根据本发明的一个方面，提供了一种空气净化系统，包括：
隔离罩体，所述隔离罩体包括依次并列设置的多个腔室，各个所述腔室均设有进风口，各个所述腔室的所述进风口处均设有进风风机和空气过滤器，所述进风风机的功率可调。
在其中一些实施例中，所述隔离罩体内设有风向标。
在其中一些实施例中，所述空气过滤器内设有过滤棉和化学过滤滤芯。
在其中一些实施例中，所述隔离罩体内对应各个所述腔室均设有排风装置，所述排风装置与抽风系统连接。
在其中一些实施例中，所述排风装置包括设于各个所述腔室一侧的折形排风板，所述折形排风板凸向所述腔室的另一侧，所述折形排风板包括相互连接的第一排风板和第二排风板，所述第一排风板和所述第二排风板上均设有排气孔。
在其中一些实施例中，所述第一排风板设于所述第二排风板的下方，所述第一排风板与水平面的夹角为50°～65°，所述第二排风板与所述第一排风板的夹角为140°～160°。
在其中一些实施例中，所述折形排风板上设有用于调节所述排气孔的开度的排气孔拨挡。
在其中一些实施例中，所述隔离罩体内于相邻的所述腔室之间设有可升降的隔离帘。
根据本发明的另一方面，提供了一种制绒清洗设备，包括：
制绒清洗机台，所述制绒清洗机台包括依次设置的粗抛槽、臭氧清洗槽、预清洗槽、制绒槽、后清洗槽、圆滑处理槽、钝化槽、慢提拉槽和烘干槽；及
本发明上述的空气净化系统，所述空气净化系统中的各个所述腔室分别罩设于所述制绒清洗机台的不同槽的上方。
在其中一些实施例中，所述空气净化系统包括依次并列设置的第一腔室、第二腔室、第三腔室和第四腔室，所述第一腔室罩设于所述粗抛槽、所述臭氧清洗槽、所述预清洗槽、所述制绒槽和所述后清洗槽的上方，所述第二腔室罩设于所述圆滑处理槽和所述钝化槽的上方，所述第三腔室罩设于所述慢提拉槽的上方，所述第四腔室罩设于所述烘干槽的上方。
在其中一些实施例中，所述制绒清洗机台设有上料口和下料口，所述上料口和所述下料口处均设有密封升降门。
根据本发明的另一方面，提供了一种本发明上述的制绒清洗设备的应用方法，包括：在制绒清洗过程中，通过调节各个所述腔室的所述进风风机的功率，以使各个所述腔室内的风压从所述粗抛槽至所述烘干槽的方向上依次增大。
在其中一些实施例中，该应用方法还包括：在制绒清洗过程中，通过排风装置将所述空气净化系统中的各个所述腔室内的废气排出。
在其中一些实施例中，该应用方法还包括：在制绒清洗过程中，在不对硅片进行跨腔室传输时，通过隔离帘将所述空气净化系统中相邻的各个所述腔室之间进行隔离。
在其中一些实施例中，该应用方法还包括：在制绒清洗过程中，关闭所述制绒清洗机台的上料口和下料口处的密封升降门。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
通过在各个腔室的进风口处设置空气过滤器，可对进入隔离罩体内的空气进行过滤净化，改善制绒清洗工序的空气环境，避免酸碱性气体和臭氧对硅片造成氧化和污染，提高产品良率和电池效率；在各个进风口处设置进风风机，且各进风风机的功率可调；通过调节各个腔室的进风风机功率，可控制各个腔室的进风风速进而控制各腔室的风压，使整体风压气流由烘干区吹向碱槽区，进一步降低酸碱气体和外部有害物质对电池片的影响。
通过在相邻的各腔室之间设置可升降的隔离帘，在不需要对电池片进行跨腔室传输时，可将隔离帘放下将各腔室隔开，从而减少酸碱性气体和氧化性很强的臭氧飘向脱水区和烘干区，进一步减少酸碱性废气和臭氧对电池片的影响。
通过在各个腔室内设置特殊结构的排风装置，能够及时地将制绒清洗工序产生的酸碱性废气和臭氧抽排出去，进一步降低其对电池片的影响。
通过在制绒清洗机台的上料口和下料口处设置密封升降门，可在上料和下料之前关闭密封升降门，使制绒清洗机台内处于相对密封状态，上料和下料时打开密封升降门；可以减少外部空气进入制绒清洗机台的内部，减少对电池片的影响。
附图说明
图1为本发明一实施例的空气净化系统的结构示意图；
图2为进风风机和空气过滤器的结构示意图；
图3为本发明一实施例的空气净化系统中排风装置的俯视结构示意图；
图4为本发明另一实施例的空气净化系统的结构示意图；
图5为隔离帘的安装结构示意图；
图6为制绒清洗设备的结构示意简图；
图7为密封升降门的安装结构示意图；
图8为雾状发黑电池片和正常电池片的对比照片，其中左侧为雾状发黑电池片，右侧为正常电池片。
附图标记说明：
10、空气净化系统；11、隔离罩体；12、排风装置；13、隔离帘；14、转动轴；15、电机；16、感应器；111、第一腔室；112、第二腔室；113、第三腔室；114、第四腔室；116、进风风机；117、空气过滤器；118、风向标；121、折形排风板；122、第一排风板；123、第二排风板；124、排气孔；125、排气孔拨挡；201、粗抛槽；202、臭氧清洗槽；203、预清洗槽；204、制绒槽；205、后清洗槽；206、圆滑处理槽；207、钝化槽；208、慢提拉槽；209、烘干槽；210、密封升降门；211、驱动气缸；212、花篮感应器；1171、过滤棉；1172、化学过滤滤芯。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1，本发明一实施方式提供了一种空气净化系统10，该空气净化系统10包括隔离罩体11。该隔离罩体11包括依次并列设置的第一腔室111、第二腔室112、第三腔室113和第四腔室114。
其中，在该第一腔室111、第二腔室112、第三腔室113和第四腔室114上均设置有一个进风口，各个腔室的进风口处均设置有进风风机116和空气过滤器117，并且各个腔室上的进风风机116的功率可调。
上述的空气净化系统10，通过在隔离罩体11内设置依次并列的第一腔室111、第二腔室112、第三腔室113和第四腔室114，将该空气净化系统10应用于异质结电池的硅片制绒清洗设备上时，可使制绒清洗工序中的各个槽体按照其区域内气体清洁程度进行划分，然后分别将隔离罩体11的上述各个腔室对应设置在不同的区域内。例如，通常从空气洁净度测试来看，制绒清洗工序中空气洁净度从差到好的顺序依次为：碱槽区、酸槽区、脱水区和烘干区。因此，可使空气净化系统10中的第一腔室111、第二腔室112、第三腔室113和第四腔室114分别与碱槽区、酸槽区、脱水区和烘干区相对应。通过在各个腔室的进风口处设置空气过滤器117，可以对进入隔离罩体11内的空气进行过滤净化，改善制绒清洗工序的空气环境，避免酸碱性气体和臭氧对硅片造成氧化和污染，提高产品良率和电池效率。进一步地，通过在各个进风口处设置进风风机116，且各个腔室上的进风风机116的功率可调。通过调节各个腔室的进风风机116功率，可以控制各个腔室的进风风速进而控制各腔室的风压。具体地，可使从第四腔室114、第三腔室113、第二腔室112至第一腔室111的风压逐渐减小，使整体风压气流由烘干区吹向碱槽区，进一步降低酸碱气体和外部有害物质对电池片的影响。
请参阅图2，在其中一些实施例中，在隔离罩体11内还设置有风向标118。通过该风向标118可以监控隔离罩体11内的风向，确保隔离罩体11内的整体风压气流由烘干区吹向碱槽区；当风向发生变化时，及时通过调节各个腔室上的进风风机116的功率来调节风向。
在其中一个具体示例中，隔离罩体11的第一腔室111、第二腔室112、第三腔室113和第四腔室114内均设置有上述的风向标118。如此，能够更加方便、直观和准确的观察隔离罩体11内的风向。具体地，该风向标118为气流监控棉线，该监控棉线的上端连接在各个腔室的顶部，其下端为自由端。这样，由于各个腔室内的风压不同，该监控棉线的下端会朝着风压较小的腔室一侧摆动，从而通过在隔离罩体11(为透明结构)的外部观察该气流监控棉线的摆动方向即可快速地判断隔离罩体11内的风向。
请参阅图2，在其中一个具体示例中，空气过滤器117内设置有过滤棉1171和化学过滤滤芯1172。其中，过滤棉1171设置在外侧而化学过滤滤芯1172设置在内侧，使得空气先经过过滤棉1171进行过滤，再通过化学过滤滤芯1172进行过滤。通过采用上述的空气过滤器117，不仅能够有效过滤掉空气中的固体颗粒物，还可以过滤掉空气中的有害化学气体。具体来说，该化学过滤滤芯1172的主要成分为活性炭以及经高锰酸钾和高锰酸钠浸渍的铝基材。该化学过滤滤芯1172能够有效地过滤空气中的有害化学气体，如O3、NH3、NOx、SOx等。该空气过滤器117通过将过滤棉1171和化学过滤滤芯1172进行结合，能够最大化地净化进风空气。
请参阅图3，在其中一些实施例中，隔离罩体11内对应于第一腔室111、第二腔室112、第三腔室113和第四腔室114均设置有一个排风装置12，该排风装置12与厂务抽风系统相连接。通过在各个腔室内设置排风装置12，能够及时地将制绒清洗工序产生的酸碱性废气和臭氧抽排出去，进一步降低其对电池片的影响。
在其中一个具体示例中，该排风装置12包括设置于各个腔室一侧的折形排风板121，该折形排风板121凸向各腔室的另一侧。该折形排风板121包括相互连接的第一排风板122和第二排风板123，在第一排风板122和第二排风板123上均设置有多个排气孔124。如此设置，通过采用凸向各腔室的另一侧折形排风板121，形成一种斜边抽风装置，可以对废气进行阻挡排出，可对隔离罩体11内产生的废气进行最大力度的抽取。
进一步地，该排风装置12中的第一排风板122设置于第二排风板123的下方，第一排风板122与水平面(也即各槽体的口部所在平面)的夹角为50°～65°(请参阅图3中的A)，第二排风板123与第一排风板122的夹角为140°～160°(请参阅图3中的B)。在折形排风板121上还设置有排气孔拨挡125，能够方便地调节各个排气孔124的开度。第一排风板122上的多个排气孔124成排设置，而第二排风板123上的多个排气孔124呈梅花状布置，更加美观大方。
请参阅图4，在其中一些实施例中，隔离罩体11内于相邻的各腔室之间还设置有可升降的隔离帘13。该隔离帘13优选采用耐酸碱腐蚀性能较好的PTFE材质。通过在相邻的各腔室之间设置可升降的隔离帘13，在不需要对电池片进行跨腔室传输时，可以将隔离帘13放下将各腔室隔开，从而减少酸碱性气体和氧化性很强的臭氧飘向脱水区和烘干区，进一步减少酸碱性废气和臭氧对电池片的影响。
具体来说，请参阅图5，在相邻的各腔室的连接处的顶部设置有转动轴14，将隔离帘13绕设在该转动轴14上，通过电机15驱动该转动轴14转动，即可升降隔离帘13；另外，还在隔离罩体11内对应于转动轴14的下方设置感应器16，当隔离帘13下降至感应器16位置时，说明隔离帘13以下降到位，此时电机15停止运转。
请参阅图6，本发明的一实施方式还提供了一种制绒清洗设备，该制绒清洗设备包括制绒清洗机台和本发明上述的空气净化系统10。
其中，制绒清洗机台包括依次设置的粗抛槽201、臭氧清洗槽202、预清洗槽203、制绒槽204、后清洗槽205、圆滑处理槽206、钝化槽207、慢提拉槽208和烘干槽209；并且空气净化系统10中的第一腔室111罩设于粗抛槽201、臭氧清洗槽202、预清洗槽203、制绒槽204和后清洗槽205的上方，第二腔室112罩设于圆滑处理槽206和钝化槽207的上方，第三腔室113罩设于慢提拉槽208的上方，第四腔室114罩设于烘干槽209的上方。
制绒清洗机台的粗抛槽201、臭氧清洗槽202、预清洗槽203、制绒槽204和后清洗槽205，在生产过程中主要产生碱性废气，为碱槽区；圆滑处理槽206和钝化槽207在生产过程中主要产生酸性废气，为酸槽区；慢提拉槽208为脱水区；烘干槽209为烘干区。通过在制绒清洗机台的上述碱槽区、酸槽区、脱水区和烘干区内，分别对应设置第一腔室111、第二腔室112、第三腔室113和第四腔室114；通过在各个腔室的进风口处设置空气过滤器117，可以对进入隔离罩体11内的空气进行过滤净化，改善制绒清洗工序的空气环境，避免酸碱性气体和臭氧对硅片造成氧化和污染，提高产品良率和电池效率。在各个进风口处设置进风风机116，且各个腔室上的进风风机116的功率可调。通过调节各个腔室的进风风机116功率，可以控制各个腔室的进风风速进而控制各腔室的风压。具体地，可使从第四腔室114、第三腔室113、第二腔室112至第一腔室111的风压逐渐减小，使整体风压气流由烘干区吹向碱槽区，降低酸碱气体和外部有害物质对电池片的影响。
请参阅图7，在其中一些实施例中，在制绒清洗机台上设置有上料口和下料口(图中均未示出)，该上料口和下料口用于对装载电池片的花篮进行上料和下料，在该上料口和下料口处均设置有密封升降门210。如此，通过在制绒清洗机台的上料口和下料口处设置密封升降门210，可以在上料和下料之前关闭密封升降门210，使制绒清洗机台内处于相对密封状态，上料和下料时打开密封升降门210。这样，可以减少外部空气进入制绒清洗机台的内部，减少对电池片的影响。
具体来说，可以通过驱动气缸211来驱动密封升降门210的上升或下降，从而打开或关闭上料口和下料口。进一步地，还可以在密封升降门210的前端设置花篮感应器212，当花篮进入到该花篮感应器212时，控制驱动气缸211提前打开密封升降门210，上下料完成后关闭。
本发明一实施方式还提供了一种上述的制绒清洗设备的应用方法，该应用方法如下：在制绒清洗过程中，通过调节第一腔室111、第二腔室112、第三腔室113和第四腔室114的进风口处的进风风机116的功率大小，从而使第一腔室111、第二腔室112、第三腔室113和第四腔室114内的风压依次增大，即从碱槽区、酸槽区、脱水区和烘干区风压依次增大，使隔离罩体11内的气流从烘干区依次经脱水区和酸槽区流向碱槽区，降低酸碱气体和臭氧等对电池片的影响。
进一步地，在制绒清洗过程中，还通过排风装置12将空气净化系统10的第一腔室111、第二腔室112、第三腔室113和第四腔室114内的废气排出。如此，能够及时地将制绒清洗工序产生的酸碱性废气和臭氧抽排出去，进一步降低其对电池片的影响。
进一步地，在制绒清洗过程中，在不对电池片进行跨腔室传输时，通过可升降的隔离帘13将空气净化系统10中相邻的各个腔室之间进行隔离。从而可以进一步减少酸碱性气体和氧化性很强的臭氧飘向脱水区和烘干区，进一步减少酸碱性废气和臭氧对电池片的影响。
更进一步地，在制绒清洗过程中，关闭制绒清洗机台的上料口和下料口处的密封升降门210，可以更好地减少外部空气进入制绒清洗机台的内部，减少对电池片的影响。
通过实际生产验证，采用本发明上述的空气净化系统10、制绒清洗设备及其应用方法，可使异质结电池片的雾状发黑(请参阅图8中左侧照片)比例大幅减少、电池效率提升，同时提升了电池产量。电池片的雾状发黑隔离比例由原来的约4.65％下降至约0.01％，降幅达99.8％；电池片的界面洁净度更高，镀膜钝化效果更加优良，电池效率提升0.12％左右。电池片雾状发黑问题解决后，换液和停机维护的次数大大减少，生产成本大幅降低，产能得到明显提升，每班可提升产量约1550片。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准，说明书及附图可以用于解释权利要求的内容。
Claims (13)
1.一种空气净化系统，其特征在于，包括：
隔离罩体，所述隔离罩体包括依次并列设置的多个腔室，各个所述腔室均设有进风口，各个所述腔室的所述进风口处均设有进风风机和空气过滤器，所述进风风机的功率可调。
2.根据权利要求1所述的空气净化系统，其特征在于，所述隔离罩体内设有风向标。
3.根据权利要求1所述的空气净化系统，其特征在于，所述空气过滤器内设有过滤棉和化学过滤滤芯。
4.根据权利要求1所述的空气净化系统，其特征在于，所述隔离罩体内对应各个所述腔室均设有排风装置，所述排风装置与抽风系统连接。
5.根据权利要求4所述的空气净化系统，其特征在于，所述排风装置包括设于各个所述腔室一侧的折形排风板，所述折形排风板凸向所述腔室的另一侧，所述折形排风板包括相互连接的第一排风板和第二排风板，所述第一排风板和所述第二排风板上均设有排气孔。
6.根据权利要求5所述的空气净化系统，其特征在于，所述第一排风板设于所述第二排风板的下方，所述第一排风板与水平面的夹角为50°～65°，所述第二排风板与所述第一排风板的夹角为140°～160°。
7.根据权利要求5所述的空气净化系统，其特征在于，所述折形排风板上设有用于调节所述排气孔的开度的排气孔拨挡。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的空气净化系统，其特征在于，所述隔离罩体内于相邻的所述腔室之间设有可升降的隔离帘。
9.一种制绒清洗设备，其特征在于，包括：
制绒清洗机台，所述制绒清洗机台包括依次设置的粗抛槽、臭氧清洗槽、预清洗槽、制绒槽、后清洗槽、圆滑处理槽、钝化槽、慢提拉槽和烘干槽；及
权利要求1至8中任一项所述的空气净化系统，所述空气净化系统中的各个所述腔室分别罩设于所述制绒清洗机台的不同槽的上方。
10.根据权利要求9所述的制绒清洗设备，其特征在于，所述空气净化系统包括依次并列设置的第一腔室、第二腔室、第三腔室和第四腔室，所述第一腔室罩设于所述粗抛槽、所述臭氧清洗槽、所述预清洗槽、所述制绒槽和所述后清洗槽的上方，所述第二腔室罩设于所述圆滑处理槽和所述钝化槽的上方，所述第三腔室罩设于所述慢提拉槽的上方，所述第四腔室罩设于所述烘干槽的上方。
11.根据权利要求9或10所述的制绒清洗设备，其特征在于，所述制绒清洗机台设有上料口和下料口，所述上料口和所述下料口处均设有密封升降门。
12.如权利要求9至11中任一项所述的制绒清洗设备的应用方法，其特征在于，包括：
在制绒清洗过程中，通过调节各个所述腔室的所述进风风机的功率，以使各个所述腔室内的风压从所述粗抛槽至所述烘干槽的方向上依次增大。
13.根据权利要求12所述的应用方法，其特征在于，还包括：
在制绒清洗过程中，通过排风装置将所述空气净化系统中的各个所述腔室内的废气排出；和/或
在制绒清洗过程中，在不对电池片进行跨腔室传输时，通过隔离帘将所述空气净化系统中相邻的各个所述腔室之间进行隔离；和/或
在制绒清洗过程中，关闭所述制绒清洗机台的上料口和下料口处的密封升降门。
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