CN202610333U - 光电池湿制程中废物体系的回收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光电池湿制程中废物体系的回收系统，所述回收系统系与硅片蚀刻设备及清洗设备相配合以对废物体系进行回收处理，其包括与所述清洗设备流体相通的第一缓冲水箱、与所述第一缓冲水箱流体相通的第一循环水箱、与所述第一循环水箱流体相通的电渗析设备，以及与所述电渗析设备流体相通的反渗透设备。采用本实用新型的回收系统能够对光电池湿制程中废物体系进行处理，有利于环境保护和资源的充分利用。

Description

光电池湿制程中废物体系的回收系统

技术领域

本实用新型涉及废物体系的回收系统，具体涉及光电池湿制程中废物体系的回收系统。

背景技术

在传统太阳能电池片的蚀刻(制绒或者刻蚀)工艺中，太阳能电池硅片要经过至少一个化学品槽。太阳能电池硅片经过一个化学品槽处理后必须经过纯水清洗才能进入下一个化学品槽，以免污染下一道工艺，最终影响产品的质量。

通常通过大量的纯水可以将硅片上附着的化学品清洗掉，以保持硅片的清洗。同时大量喷淋水必须得到更换，因此产生较大体积的含化学品的污水。如果将这些污水排放，不仅会加重环境保护的负担，还会造成资源的浪费。

希望有一种回收系统，能够对光电池湿制程废物体系进行处理，以有利于环境保护和资源的充分利用。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，提供光电池湿制程中废物体系的回收系统，用于对光电池湿制程中废物体系进行处理，以有利于环境保护和资源的充分利用。

为解决以上技术问题，本实用新型的一方面提供一种光电池湿制程中废物体系的回收系统，系与硅片蚀刻设备及清洗设备相配合以对废物体系进行回收处理，其包括与所述清洗设备流体相通的第一缓冲水箱、与所述第一缓冲水箱流体相通的第一循环水箱、与所述第一循环水箱流体相通的电渗析设备，以及与所述电渗析设备流体相通的反渗透设备。

进一步地，所述第一循环水箱同时与所述反渗透设备流体相通。

进一步地，所述第一缓冲水箱和第一循环水箱之间通过一第二缓冲水箱流体相通，同时所述反渗透设备与所述第二缓冲水箱流体相通。

进一步地，所述电渗析设备包括依次流体相通的第一电渗析单元、第二电渗析单元及第三电渗析单元。

进一步地，所述第一电渗析单元和第二电渗析单元之间通过一第二循环水箱流体相通，所述第二电渗析单元和第三电渗析单元之间通过一第三循环水箱流体相通。

进一步地，所述第三电渗析单元与所述蚀刻设备流体循环相通。

进一步地，所述回收系统进一步包括与所述电渗析设备相配合以吸收气体的气体洗涤设备，所述气体洗涤设备包括分别和所述第一电渗析单元流体循环的第一气体净化器、和所述第二电渗析单元流体循环的第二气体净化器及和所述第三电渗析单元流体循环的第三气体净化器。

进一步地，所述回收系统进一步包括与所述电渗析设备相配合以吸收气体的气体洗涤设备。

进一步地，所述回收系统进一步包括与所述反渗透设备流体相通的第三缓冲水箱以储存经纯化后的清洗液。

进一步地，于所述清洗设备及第一缓冲水箱之间设有过滤设备。

本实用新型的另一方面提供一种光电池湿制程中废物体系的回收系统，所述废物体系来自用于对硅片进行蚀刻的蚀刻设备和用于对硅片进行清洗的清洗设备，所述回收系统与所述蚀刻设备流体相通的电渗析设备，以及分别与所述电渗析设备和清洗设备流体相通的反渗透设备，其中所述电渗析设备包括依次串联流体相通的两个或更多个电渗析单元，其中每一个电渗析单元与一个循环水箱流体相通并通过循环水箱与相邻的电渗析单元形成循环回路，且一端的一个电渗析单元通过与之流体相通的循环水箱与所述反渗透设备流体相通，而另一端的一个电渗析单元与所述蚀刻设备流体相通。

进一步地，所述回收系统包括置于所述反渗透设备与清洗设备之间的过滤设备。

进一步地，所述回收系统还包括置于所述过滤设备和反渗透设备之间的第一缓冲水箱，优选其包括置于所述过滤设备和反渗透设备之间的彼此串联流体相通的第一缓冲水箱和第二缓冲水箱。

进一步地，所述回收系统还包括与所述反渗透设备流体相通的第三缓冲水箱以储存纯化后的清洗液。进一步地，所述回收系统还包括与所述蚀刻设备和电渗析设备流体相通的气体洗涤设备，所述电渗析设备与所述气体洗涤设备相配合以吸收气体。

更进一步地，所述气体洗涤设备包括分别与所述两个或更多个电渗析单元中的每一个形成循环回路的两个或更多个气体净化器。

进一步地，所述清洗设备中设置有浸渍处理段或喷嘴，优选清洗设备中同时设置有浸渍处理段和喷嘴。

进一步地，所述反渗透设备中有浓水室和纯水室。

本实用新型的回收系统可实现硅片清洗液的有效回收，从而可节省成本。同时，本回收系统亦实现化学物质如酸和碱的回收，即节省成本又可防止排放导致的环境污染。总地来说，本回收系统能够对光电池湿制程中废物体系进行处理，有利于环境保护和资源的充分利用。

附图说明

参照附图，本实用新型的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：附图仅仅用于举例说明本实用新型的技术方案，而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制，其中：

图1是本实用新型光电池湿制程中废物体系的回收系统的示意图，其中使用了如下编号：

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施方式进行详细说明，以使本实用新型回收系统的特征和优点更清楚，但本实用新型不局限于本文中列出的实施方式。

本实用新型回收系统系与蚀刻设备和清洗设备配合使用，以对清洗过程中的清洗液(通常为水)及蚀刻设备中的废气和蚀刻液进行回收处理。蚀刻液可为酸液和碱液，其均适用于本实用新型的系统。现参考图1，废物体系来自用于对硅片进行蚀刻的蚀刻设备3和用于对硅片5进行清洗的清洗设备1。所述回收系统主要包括对蚀刻液进行提纯的电渗析设备和反渗透设备、对硅片蚀刻过程中产生的气体进行回收的气体洗涤设备、以及在系统中起到暂存功能的各个缓冲水箱。其中电渗析设备用于处理和提纯浓度较高的蚀刻液，反渗透设备用于处理和提纯浓度较低的蚀刻液。

清洗设备1中的硅片具有两种清洗方式，喷淋及沉浸。喷淋方式通过图1中的喷嘴6向硅片喷淋清洗液2，沉浸系通过沉浸处理段1a将硅片的至少一面沉浸在清洗液2中。

电渗析设备主要包括由阴离子膜和阳离子膜隔开的浓水室及淡水室。在对其中的溶液(如酸液或碱液)进行电渗析处理时，溶液被分为溶质浓度较高的浓水及溶质较低的淡水，从而可实现提纯功能。电渗析设备的结构和工作原理为行业内现有技术，在此不做详述。于本实用新型中，回收系统采用三级电渗析单元循环作用以实现更好的浓水和淡水分离。同时，本系统的电渗析设备的各级电渗析单元均配备一个洗涤单元以同时实现废气的回收处理。

反渗透设备亦属公知技术，其利用反渗透的原理对溶液进行提纯。其内部结构也包括类似浓水室和淡水室的单元以分别储存浓水和淡水。

以下对本实用新型的回收系统的工作原理作详细说明：

参照图1，于蚀刻设备3中蚀刻液4对硅片5进行蚀刻处理。经蚀刻后的硅片5进入到清洗设备1中利用清洗液2进行清洗以去除表面残留的蚀刻液。掺有蚀刻液的清洗液通过管道19、19a、19b进入一个过滤设备7以过滤掉其中可能存在的硅碎屑。经过滤后的清洗液2通过管道20进入第一缓冲水箱8以待作进一步处理。若测得第一缓冲水箱8中的清洗液电导率或离子浓度低于一特定值，如电导率低于0.1s/m，则直接通过管道22进入反渗透设备12进行反渗透处理。若电导率高于0.1s/m，则通过管道21暂存入在一个第二缓冲水箱9中。此电导率的检测可通过设置对应的检测装置实现。第二缓冲水箱9中的清洗液通过管道24被送入到一个第一循环水箱10中，并继而通过管道28进入到电渗析设备的第一电渗析单元11。第一循环水箱10同时通过管道29接收第一电渗析单元11反馈回的浓度较淡的溶液，当第一循环水箱10中清洗液电导率低至前述特定值时，将通过管道25被送至反渗透设备12进行反渗透处理。

第一电渗析单元11将来自第一循环水箱10的清洗液进行提纯，其中形成的浓水通过管道32被送至第二循环水箱14作为第一过程溶液4a，继而通过管道33送入第二电渗析单元15。第二电渗析单元15对取得的第一过程溶液4a进一步提纯，并将产生的浓水通过管道30送至第三循环水箱17作为第二过程溶液4b。类似的，第三电渗析单元16通过管道37提取来自第三缓冲水箱17中的清洗液并对其再次提纯，最终产生浓度更高的溶液(在此为富含酸液或碱液的蚀刻液)。此高浓度的溶液通过管道42送回至蚀刻设备3作为蚀刻硅片5的蚀刻液。同时，第三电渗析单元16通过管道41吸收蚀刻设备3中蚀刻液4，以维蚀刻设备3中液体总量的平衡。

同时，在以上所述的各级电渗析过程中同样存在着淡水的流通。详细地说，第三电渗析单元16产生的淡水通过管道40送入第二电渗析单元15，经第二电渗析单元15产生的淡水通过管道36被送至第一电渗析单元11。经第一电渗析单元处理后产生的淡水浓度最低，如前面提及，此淡水通过管道29送至第一循环水箱10以作后续反渗透处理。经反渗透设备12处理后得到纯度很高趋于纯水的清洗液通过管道26送至第三缓冲水箱13，继而通过管道27、27a、27b分别送至清洗设备的喷嘴6及沉浸清洗段1a。经反渗透设备12处理后得到的浓度偏高的溶液通过管道23送回至第二缓冲水箱9以作再次电渗析和反渗透处理。

经过以上电渗析的处理，清洗液中的离子，如酸性或碱性离子以及盐分离子被逐次转移聚集，并最终形成高浓度的蚀刻液体被送回蚀刻设备中。同时，清洗液被依次提纯，最终形成纯度很高的液体并送回至清洗设备中再次使用。

所述电渗析和反渗透产能的比率维持在0.6～0.85之间，使得清洗设备中的进水和出水保持平衡。

以下对处理气体的洗涤设备作详细说明：

于蚀刻设备3和清洗设备1中的蚀刻液4或不纯的清洗液会挥发出酸性或其它气体，这些气体通过管道43流入第三气体净化器18c。第三气体净化器18c通过管道38、39和第三电渗析单元16相循环流通，从而可通过进入第三气体净化器18c中的溶液将气体吸收并带入到第三电渗析单元16中。未被完全吸收的剩余气体通过管道44被送入第二气体净化器18b。同样的，第二气体净化器18b通过管道34、35和第二电渗析单元15实现循环流通，并实现气体的吸收。而仍未被充分吸收的气体通过管道45被送入第一气体净化器18a以进行最后一道吸收处理。同样，第一气体净化器18a通过管道31、31a实现与第一电渗析单元11液体循环流通。此外，第一气体净化器18a另接有一对外敞开的管道46以排出无法被吸收的废气。

通过对本实用新型较佳实施例的描述可以看出，本回收系统可实现硅片清洗液的有效回收，从而可节省成本。同时，本回收系统亦实现化学物质如酸和碱的回收，即节省成本又可防止排放导致的环境污染。

本领域技术人员应该理解，可以通过对第一缓冲水箱8和第一循环水箱10中的水取样进行电导率测试，也可以将电导率测试设备的探针插入缓冲水箱8和第一循环水箱中以测试电导率，从而实现对第一缓冲水箱8和第一循环水箱10中溶液流向的控制。此外，为了流体的流通，可在流体流动通路上设置各种泵、阀、计量计等。

以上是本实用新型较佳实施例的详细说明，需补充说明的是以上的各个管道均实现流体相通功能，包括液体和气体的流通。整个系统处理过程是一个循环过程。

值得注意的是，本实用新型中电渗析设备及洗涤设备采用多级单元仅为实现更好的处理效果，而非本实用新型保护范围的必备条件。另外，本实用新型中的各缓冲水箱和循环水箱系便于液体暂存和控制液体流通的功能，然而申请人需指出非所有水箱为必需结构，如对液体流通的控制可通过设备或管道上的阀门进行控制。

另外应注意的是，三个电渗析单元必须同时开启或者关闭，以避免过程溶液的浓度变化。此外，在关闭电渗析单元之后，必须将其中的液体抽到相应的循环水箱，以避免系统的紊乱。此外，精确控制每个电渗析的电压和电流是很重要的，这可以得到最大的离子迁移率，并且可以从清洗液中分离出更多的化学物质。

如上所述，第一过程溶液4a通过第一电渗析单元11中提取了离子，并且转移给在第二电渗析单元15的第二过程溶液4b。最终的离子转移在第三电渗析单元16中产生，在第二过程溶液4b将离子转移到蚀刻设备3中的对应溶液。随后，第二过程溶液4b返回到第二电渗析单元15并在第一过程溶液4a进入循环水箱之前再次从第一过程溶液4a中提取离子，并且返回到第三电渗析单元16进行离子交换。在这个时间段里，第一过程溶液4a和第二过程溶液4b是稀释的化学溶液，因此避免逆向扩散的影响。

需要说明的是，以上描述旨在表明本实用新型的回收系统可用于光电池生产中包含气体、液体和固体的废物体系的处理。可以理解的是通过各阀的调节(关闭或开启)使一部分设备不参与处理过程。例如，当废物体系中不包含气体时，则可以使所有气体净化器器不参与处理。当废物体系仅包含不可被液体吸收的气体时如O₂、H₂时，可以使所有气体净化器器不参与处理过程，仅通过一个气体收集设备(未图示)或排出设备(未图示)将所得气体收集或排出。

作为优选的方案，电渗析单元的浓水室和淡水室被密封，以将所有气体直接引入气体净化器，这样避免各种污染。

应该注意的是，虽然本文中将清洗液和已用清洗液都用2表示，但是本领域技术人员在阅读本实用新型说明书之后能了解不同设备中2的成分和浓度会有所不同。对于蚀刻液4、第一过程溶液4a和第二过程溶液4b，本领域技术人员在阅读本实用新型说明书之后能了解它们在不同设备中的成分。

以上参考图1描述了本实用新型的可选实施方式，以教导本领域技术人员如何实施和再现本实用新型。为了教导本实用新型技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将落在本实用新型的范围内。

Claims (21)

1.一种光电池湿制程中废物体系的回收系统，系与硅片蚀刻设备及清洗设备相配合以对废物体系进行回收处理，其特征在于：其包括与所述清洗设备流体相通的第一缓冲水箱、与所述第一缓冲水箱流体相通的第一循环水箱、与所述第一循环水箱流体相通的电渗析设备，以及与所述电渗析设备流体相通的反渗透设备。

2.根据权利要求1所述的回收系统，其特征在于：所述第一循环水箱同时与所述反渗透设备流体相通。

3.根据权利要求1所述的回收系统，其特征在于：所述第一缓冲水箱和第一循环水箱之间通过一第二缓冲水箱流体相通，同时所述反渗透设备与所述第二缓冲水箱流体相通。

4.根据权利要求1所述的回收系统，其特征在于：所述电渗析设备包括依次流体相通的第一电渗析单元、第二电渗析单元及第三电渗析单元。

5.根据权利要求4所述的回收系统，其特征在于：所述第一电渗析单元和第二电渗析单元之间通过一第二循环水箱流体相通，所述第二电渗析单元和第三电渗析单元之间通过一第三循环水箱流体相通。

6.根据权利要求4所述的回收系统，其特征在于：所述第三电渗析单元与所述蚀刻设备流体循环相通。

7.根据权利要求4所述的回收系统，其特征在于：其进一步包括与所述电渗析设备相配合以吸收气体的气体洗涤设备，所述气体洗涤设备包括分别和所述第一电渗析单元流体循环的第一气体净化器、和所述第二电渗析单元流体循环的第二气体净化器及和所述第三电渗析单元流体循环的第三气体净化器。

8.根据权利要求1所述的回收系统，其特征在于：其进一步包括与所述电渗析设备相配合以吸收气体的气体洗涤设备。

9.根据权利要求1所述的回收系统，其特征在于：其进一步包括与所述反渗透设备流体相通的第三缓冲水箱以储存经纯化后的清洗液。

10.根据权利要求1所述的回收系统，其特征在于：于所述清洗设备及第一缓冲水箱之间设有过滤设备。

11.一种光电池湿制程中废物体系的回收系统，所述废物体系来自用于对硅片进行蚀刻的蚀刻设备和用于对硅片进行清洗的清洗设备，其特征在于：所述回收系统包括与所述蚀刻设备流体相通的电渗析设备，以及分别与所述电渗析设备和清洗设备流体相通的反渗透设备，其中所述电渗析设备包括依次串联流体相通的两个或更多个电渗析单元，其中每一个电渗析单元与一个循环水箱流体相通并通过循环水箱与相邻的电渗析单元形成循环回路，且一端的一个电渗析单元通过与之流体相通的循环水箱与所述反渗透设备流体相通，而另一端的一个电渗析单元与所述蚀刻设备流体相通。

12.根据权利要求11所述的回收系统，其特征在于：其还包括置于所述反渗透设备与清洗设备之间的过滤设备。

13.根据权利要求12所述的回收系统，其特征在于：其还包括置于所述过滤设备和反渗透设备之间的第一缓冲水箱。

14.根据权利要求12所述的回收系统，其特征在于：其还包括置于所述过滤设备和反渗透设备之间的彼此串联流体相通的第一缓冲水箱和第二缓冲水箱。

15.根据权利要求11至14中任一项所述的回收系统，其特征在于：其还包括与所述反渗透设备流体相通的第三缓冲水箱以储存纯化后的清洗液。

16.根据权利要求11至14中任一项所述的回收系统，其特征在于：其还包括与所述蚀刻设备和电渗析设备流体相通的气体洗涤设备，所述电渗析设备与所述气体洗涤设备相配合以吸收气体。

17.根据权利要求15所述的回收系统，其特征在于：其还包括与所述蚀刻设备和电渗析设备流体相通的气体洗涤设备，所述电渗析设备与所述气体洗涤设备相配合以吸收气体。

18.根据权利要求16所述的回收系统，其特征在于：所述气体洗涤设备包括分别与所述两个或更多个电渗析单元中的每一个形成循环回路的两个或更多个气体净化器。

19.根据权利要求17所述的回收系统，其特征在于：所述气体洗涤设备包括分别与所述两个或更多个电渗析单元中的每一个形成循环回路的两个或更多个气体净化器。

20.根据权利要求11至14中任一项所述的回收系统，其特征在于，所述清洗设备中设置有浸渍处理段或喷嘴，或者清洗设备中同时设置有浸渍处理段和喷嘴。

21.根据权利要求11至14中任一项所述的回收系统，其特征在于：所述反渗透设备中有浓水室和纯水室。

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