CN205024353U - 一种单多晶制绒设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种单多晶制绒设备，包括：设备主体、设于设备主体上的各个工位、传动装置和控制系统，各个工位分别为依次设置的浸泡酸制绒工位、喷淋水洗工位、烘干工位、喷淋碱制绒工位、喷淋水洗工位、浸泡碱处理工位、喷淋水洗工位、酸处理工位、喷淋水洗工位、烘干工位。传动装置用于将硅片依次传送至各个工位，控制系统控制各个工位的工作状态。喷淋碱制绒工位还连接有加热装置，加热装置也由控制系统控制工作状态。本实用新型工艺运行稳定、高效可靠，可做多晶酸制绒、单晶碱制绒、单晶酸制绒、单晶碱制绒的无缝切换。

Description

一种单多晶制绒设备

技术领域

本实用新型涉及硅片制绒设备技术领域，尤其涉及一种单多晶制绒设备。

背景技术

近年来，太阳能硅电池技术的不断发展，新工艺层出不穷，硅电池的转换效率不停被刷新。面对竞争越来越激烈的国内外市场，传统工艺被淘汰成为必然趋势。

现有技术中单晶硅片绒面的制备一般使用传统设备，不具备将单晶硅片绒面的制备与多晶硅片绒面的制备在一台设备上实现，需设备供应商针对新的工艺为后清洗工艺提供更新换代装备或技术升级。

现有技术中还出现了专门针对多晶硅片制绒的设备，例如，公布号为CN103441070A的专利，其设有传动系统、控制系统和多晶硅片处理工位，该多晶硅片处理工位包括依次设置的混酸制绒工位、喷淋水洗工位、碱制绒工位、喷淋水洗工位、酸处理工位、喷淋水洗工位，依照各处理工位的排布，该设备仅能用于多晶硅片的工艺处理，无法同时实现单晶硅片制绒或多晶硅片制绒。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的缺陷，本实用新型提出一种单多晶制绒设备，该设备将传统技术中的单晶制绒设备和多晶制绒设备合为一体，使硅片的单晶制绒和多晶制绒能在一台设备上实现，拥有减少化学品的用量，增加产能且便于实现自动化等优点。

本实用新型采用的技术方案是，设计一种单多晶制绒设备，包括：设备主体、设于设备主体上的各个工位、传动装置和控制系统，各个工位分别为依次设置的浸泡酸制绒工位、喷淋水洗工位、烘干工位、喷淋碱制绒工位、喷淋水洗工位、浸泡碱处理工位、喷淋水洗工位、酸处理工位、喷淋水洗工位、烘干工位。

其中，传动装置用于将硅片依次传送至各个工位，控制系统控制各个工位的工作开关状态。喷淋碱制绒工位还连接有加热装置，加热装置由控制系统控制工作状态。

浸泡酸制绒工位包括：酸制绒槽、将酸制绒槽分隔成多个工作液腔室的多对隔板、用于将酸制绒液泵入工作液腔室的酸制绒泵、用于收集酸制绒槽内酸制绒液的酸制绒副槽，每对隔板的两板之间设有间距形成用于溢流循环的缓冲腔室，该缓冲腔室底部设有与酸制绒副槽连接的输出口。

喷淋水洗工位包括：喷淋水洗槽、设于喷淋水洗槽上方的喷淋水管、用于将水洗液泵入喷淋水管的水泵。

烘干工位包括：用于提供风源的热风机、用于过滤风源的过滤器。

喷淋碱制绒工位包括：碱制绒槽、设于碱制绒槽上方的喷淋碱液盒、用于将碱制绒液泵入喷淋碱液盒的碱制绒泵、用于收集碱制绒槽内碱制绒液的碱制绒副槽。

浸泡碱处理工位包括：碱处理槽、将碱处理槽分隔成工作液腔室和缓冲腔室的一对隔板、用于将碱处理液泵入工作液腔室的碱处理泵、用于收集碱处理槽内碱处理液的碱处理副槽，该对隔板的两板之间设有间距形成工作液腔室，隔板两侧与碱处理槽的两端侧壁形成用于溢流循环的缓冲腔室，该缓冲腔室底部设有与碱处理副槽连接的输出口。

酸制绒泵、水泵、热风机、碱制绒泵及碱处理泵分别与控制系统连接，并由控制系统控制其开关状态。

酸处理工位的可行结构有两种，两种结构中的酸处理泵都与控制系统连接，并由控制系统控制其开关状态。第一种是浸泡处理，酸处理工位包括：酸处理槽、将酸处理槽分隔成一个或多个工作液腔室的多对隔板、用于将酸处理液泵入工作液腔室的酸处理泵、用于收集酸处理槽内碱处理液的酸处理副槽，每对隔板的两板之间设有间距形成用于溢流循环的缓冲腔室，该缓冲腔室底部设有与酸处理副槽连接的输出口。

第二种是喷淋处理，酸处理工位包括：酸处理槽、设于酸处理槽上方的喷淋酸液盒、用于将酸处理液泵入喷淋酸液盒的酸处理泵、用于收集酸处理槽内碱处理液的酸处理副槽。

加热装置包括：安装在碱制绒副槽内或循环管路中的加热器和温度检测仪，所述加热器和温度检测仪均与控制系统连接。

优选的，位于浸泡酸制绒工位和烘干工位之间的喷淋水洗工位未设置喷淋水洗副槽，其余喷淋水洗工位均设有用于收集喷淋水洗槽内水洗液的喷淋水洗副槽。

优选的，浸泡酸制绒工位、喷淋碱制绒工位、浸泡碱处理工位、酸处理工位均连接有自动补液系统。该自动补液系统包括：依次连接的进液管、补液桶、补液管；进液管和补液管上分别设置有与所述控制系统连接的控制阀，所述补液桶内设有高精度液位检测仪，其一端从补液桶内伸出并与控制系统连接。

优选的，依次设置的酸制绒槽、喷淋水洗槽、碱制绒槽、喷淋水洗槽、碱处理槽、喷淋水洗槽、酸处理槽、喷淋水洗槽为主槽槽组，该主槽槽组中的槽还设有挡水组件，且主槽槽组中相邻的槽之间均设有密封结构。

与现有技术相比，本实用新型根据单晶制绒和多晶制绒的工艺特性，对现有的单元处理工位进行合理组合排布，再利用控制系统控制各工位的工作状态，使得设备可依照单晶或多晶制绒的不同进行灵活调整，当设备进行单晶制绒时，传动装置将硅片不断向前运送，控制系统仅将单晶制绒所需的工位开启；当设备进行多晶制绒时，控制系统仅将多晶制绒所需的工位开启。本实用新型工艺运行稳定、高效可靠，可做多晶酸制绒、单晶碱制绒、单晶酸制绒、单晶碱制绒的无缝切换。

附图说明

下面结合实施例和附图对本实用新型进行详细说明，其中：

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型一侧面的结构示意图；

图3是本实用新型另一侧面的结构示意图；

图4是本实用新型浸泡酸制绒工位的结构示意图；

图5是本实用新型喷淋水洗工位的结构示意图；

图6是本实用新型喷淋碱制绒工位的结构示意图；

图7是本实用新型自动补液系统的结构示意图；

图8是本实用新型主槽槽组的双层槽结构示意图；

图9是本实用新型挡水组件局部结构的主视示意图；

图10是图9的俯视示意图；

图11是图9中高度调节装置与挡水板装配后的侧面示意图；

图12是本实用新型主槽槽组间的密封结构示意图；

图13是图12的A处放大图。

具体实施方式

如图1、2所示，本实用新型提出的单多晶制绒设备，包括：设备主体1、由前至后依次设于设备主体上的各个工位、传动装置6和控制系统，设备两端设有上料台2和下料台3，设备主体1顶部设有抽风系统4。各个工位分别为依次设置的浸泡酸制绒工位11、喷淋水洗工位12、烘干工位13、喷淋碱制绒工位14、喷淋水洗工位12、浸泡碱处理工位15、喷淋水洗工位12、酸处理工位16、喷淋水洗工位12、烘干工位13。使用时将硅片7以水平方式放入上料台2上，上料台2有自动规正装置和滴水保护装置，采用光电传感器自动检测进片数量，并设有连片报警提示功能，硅片经过传动装置6依次传送至各个工位，再到下料台3后被收片。

其中，各个工位的工作状态由控制系统控制，在硅片的处理工艺中，例如浸泡处理工位一般利用动力泵抽动液体对硅片7进行处理，当动力泵不工作时液体无法与硅片7接触，硅片在该工位没有进行处理。因此，控制系统实际上是对各工位的动力泵或其他动力元件进行控制，当动力元件不工作时，该工位即为关闭状态，硅片7被传动装置6从该工位经过但并不发生反应，当动力元件工作时，该工位即为开启状态，硅片被传动装置6从该工位经过并发生反应。控制系统可根据单晶或多晶制绒等工艺的不同，灵活选择需要开启的工位，达到在一台设备上可做多晶酸制绒、单晶碱制绒、单晶酸制绒、单晶碱制绒的目的。

如图3所示，由于单晶或多晶制绒在碱制绒时所需处理液的温度不同，喷淋碱制绒工位还连接有加热装置5，加热装置5也由控制系统控制工作状态。

具体来说，传动装置6包括纵向均匀排列的输送辊61、驱动输送辊61转动的电动元件，各工位的槽体设置在输送辊61下方，输送辊61转动时硅片7不断向前运动经过每个工位。

如图4所示，浸泡酸制绒工位包括：酸制绒槽101、将酸制绒槽101分隔成多个工作液腔室102的多对隔板103、用于将酸制绒液泵入工作液腔室102的酸制绒泵、用于收集酸制绒槽101内酸制绒液的酸制绒副槽104，每对隔板103的两板之间设有间距形成用于溢流循环的缓冲腔室105，该缓冲腔室105底部设有与酸制绒副槽104连接的输出口106。浸泡酸制绒工位处的输送辊61顶面与酸制绒槽101顶面持平，或略高于酸制绒槽101。浸泡酸制绒工位的作用是对硅片7进行酸液绒面处理，硅片7以水平方式输送经过酸制绒槽101时，酸制绒泵将酸制绒液泵到工作液腔室102内，在泵的动力作用下，酸处理液高过输送辊61将硅片7浸没，硅片7与酸液发生化学反应，从工作液腔室102内溢流出的酸液收集到副槽104，再由酸制绒泵抽出酸制绒槽101循环使用。

设备主体1上位于浸泡酸制绒工位和喷淋水洗工位之间的位置设有压水辊或吸水辊，压水辊或吸水辊排列于该位置输送辊61的上方，压水辊压去硅片7上多余的药液，吸水辊用于去除硅片7上的药液。

如图5所示，喷淋水洗工位包括：喷淋水洗槽201、设于喷淋水洗槽201上方的喷淋水管、用于将水洗液泵入喷淋水管的水泵202。喷淋水洗工位的作用是去除硅片7表面残留的药液，硅片7以水平方式输送，喷淋水管以上下相对并呈一定角度的方式对硅片7进行冲洗。位于浸泡酸制绒工位和烘干工位之间的喷淋水洗工位为第一喷淋水洗工位，第一喷淋水洗工位未设置喷淋水洗副槽，该喷淋水洗工位的水为废水直接排走，其余依次设置的第二、第三、第四喷淋水洗工位均设有用于收集喷淋水洗槽201内水洗液的喷淋水洗副槽203，由水泵202再次供给到喷淋管，以节约用水。

烘干工位包括：用于提供风源的热风机、用于过滤风源的过滤器，热风机以上下切风的方式烘干硅片。在设备主体上设置有两个烘干工位，位于喷淋碱制绒工位前端的第一烘干工位和位于设备主体末端的第二烘干工位。

设备主体1上位于第一喷淋水洗工位和第一烘干工位之间的位置设有吸水辊，吸水辊排列于该位置输送辊61的上方，吸水辊吸干硅片上的水洗液。

如图6所示，喷淋碱制绒工位包括：碱制绒槽301、设于碱制绒槽301上方的喷淋碱液盒302、用于将碱制绒液泵入喷淋碱液盒302的碱制绒泵303、用于收集碱制绒槽301内碱制绒液的碱制绒副槽304。碱制绒液泵至硅片7上方的喷淋碱液盒302再淋到硅片7上表面进行化学处理，喷淋碱制绒的作用是对硅片7进行碱制绒。当单晶硅片制取绒面时，需要高温处理，采用加热装置5加热药液，由泵供给喷淋碱液盒302，喷淋在硅片7上表面有效提高硅片表面处理质量，溢流出的碱制绒液收集到碱制绒副槽304，再由碱制绒泵303供给碱制绒槽301循环使用。

第二喷淋水洗工位设于喷淋碱制绒工位和浸泡减处理工位之间，设备主体1上位于第二喷淋水洗工位和浸泡碱处理工位之间的位置设有吸水辊，吸水辊排列于该位置输送辊61的上方，吸水辊吸干硅片7上的水洗液。

浸泡碱处理工位包括：碱处理槽、将碱处理槽分隔成多个工作液腔室的多对隔板、用于将碱处理液泵入工作液腔室的碱处理泵、用于收集碱处理槽内碱处理液的碱处理副槽，每对隔板的两板之间设有间距形成用于溢流循环的缓冲腔室，该缓冲腔室底部设有与碱处理副槽连接的输出口。浸泡碱处理工位的作用是去前段工艺有机物、多孔硅及酸碱中和，其结构和浸泡酸制绒工位的结构相同，工位的工作过程也相似，在此不做赘述。

第三喷淋水洗工位设于浸泡碱处理工位和酸处理工位之间，设备主体上位于第三喷淋水洗工位和酸处理工位之间的位置设有吸水辊，吸水辊排列于该位置输送辊的上方，吸水辊吸干硅片上的水洗液。

酸处理工位的作用是去除硅片正面的磷硅玻璃及金属离子，为下道工序做准备。其可行的结构有两种，第一种是浸泡处理，酸处理工位包括：酸处理槽、将酸处理槽分隔成多个工作液腔室的多对隔板、用于将酸处理液泵入工作液腔室的酸处理泵、用于收集酸处理槽内碱处理液的酸处理副槽，每对隔板的两板之间设有间距形成用于溢流循环的缓冲腔室，该缓冲腔室底部设有与酸处理副槽连接的输出口。这种浸泡处理的结构与浸泡酸制绒工位相同，工位的工作过程也相似，在此不做赘述。

第二种是喷淋处理，酸处理工位包括：酸处理槽、设于酸处理槽上方的喷淋酸液盒、用于将酸液泵入喷淋酸液盒的酸处理泵、用于收集酸处理槽内碱处理液的酸处理副槽。这种喷淋处理的结构与喷淋碱制绒工位相同，工位的工作过程也相似，在此不做赘述。

第四喷淋水洗工位、第二烘干工位依次设于酸处理工位后端，设备主体上位于第四喷淋水洗工位和第二烘干工位之间的位置设有吸水辊，吸水辊排列于该位置输送辊的上方，吸水辊吸干硅片上的水洗液。

以上为各个工位的基本组成结构。

在本实施例中，喷淋碱制绒工位中的加热装置5包括：加热装置包括：安装在碱制绒副槽304内或循环管路中的加热器和温度检测仪，加热器和温度检测仪均与控制系统连接。

较优的，浸泡酸制绒工位、喷淋碱制绒工位、浸泡碱处理工位、酸处理工位均连接有自动补液系统8。如图7所示，该自动补液系统8包括：依次连接的进液管81、补液桶82、补液管83，补液管83伸入一副槽9中。进液管81和补液管83上分别设置有与控制系统连接的控制阀，其中，与补液管83连接的控制阀为一对相并联的精补阀84和粗补阀85。补液桶82内设有高精度液位检测仪86，其一端从补液桶82内伸出并与控制系统连接。高精度液位检测仪可采用超声波液位仪，其大幅度提高了药液添加的精度，保证添加的药液与实际配方高度的一致性，并能大大降低温度变化、气压不稳、阀门延时等因素对系统造成的影响。提高了设备的稳定性。

进一步的，依次设置的酸制绒槽、喷淋水洗槽、碱制绒槽、喷淋水洗槽、碱处理槽、喷淋水洗槽、酸处理槽、喷淋水洗槽为主槽槽组。较优的，其结构如图8所示，该主槽槽组中的槽均采用双层槽结构，当然实际使用时也可以使用单层槽。双层槽结构包括固定安装在设备主体1上的下槽401、由下槽401槽底向上伸出并高出其顶端的上槽402，该上槽402的侧壁向下伸出一支架403，该支架与下槽的槽底固定，并且上槽402的长、宽均小于下槽401的长、宽。

该主槽槽组中的槽还设有挡水组件，如图9、10所示，挡水组件包括：固定于主槽底板上的固定板501、安装在固定板501上的可上下滑动的挡水板502、及固定在主槽侧板上的边板503。固定板501与边板503、挡水板502贴合安装，边板503的侧边与固定板501、挡水板502之间设有间隙。如图11所示，挡水组件还包括安装在挡水板502外侧的高度调节装置504，该装置上端横向伸出一卡件505，顶部设有一手柄506，挡水板502上设有与卡件505配合的调节孔507，边板503为一直角弯折板，其上一弯折面与固定板501贴合，固定板501顶端设有凹槽508，凹槽508的长度小于挡水板502的长度。

该主槽槽组中相邻的槽之间均设有密封结构，如图12、13所示，密封结构包括：设于主槽604两侧壁顶部的封板601、设于相邻两封板601上的盖板602，封板601向槽体604外侧倾斜，盖板602为倒V字形，盖板602与封板601之间还设有密封条603，盖板602、密封条603和封板601通过螺钉605形成紧密连接。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种单多晶制绒设备，包括：设备主体、设于设备主体上的各个工位、传动装置和控制系统，其特征在于，所述各个工位分别为依次设置的浸泡酸制绒工位、喷淋水洗工位、烘干工位、喷淋碱制绒工位、喷淋水洗工位、浸泡碱处理工位、喷淋水洗工位、酸处理工位、喷淋水洗工位、烘干工位；

所述传动装置用于将硅片依次传送至各个工位，所述控制系统控制各个工位的工作开关状态。

2.如权利要求1所述的单多晶制绒设备，其特征在于，所述喷淋碱制绒工位还连接有加热装置，所述加热装置由控制系统控制工作状态。

3.如权利要求1所述的单多晶制绒设备，其特征在于，所述浸泡酸制绒工位包括：酸制绒槽、将酸制绒槽分隔成多个工作液腔室的多对隔板、用于将酸制绒液泵入工作液腔室的酸制绒泵、用于收集酸制绒槽内酸制绒液的酸制绒副槽，每对隔板的两板之间设有间距形成用于溢流循环的缓冲腔室，该缓冲腔室底部设有与酸制绒副槽连接的输出口；

喷淋水洗工位包括：喷淋水洗槽、设于喷淋水洗槽上方的喷淋水管、用于将水洗液泵入喷淋水管的水泵；

烘干工位包括：用于提供风源的热风机、用于过滤风源的过滤器；

喷淋碱制绒工位包括：碱制绒槽、设于碱制绒槽上方的喷淋碱液盒、用于将碱制绒液泵入喷淋碱液盒的碱制绒泵、用于收集碱制绒槽内碱制绒液的碱制绒副槽；

浸泡碱处理工位包括：碱处理槽、将碱处理槽分隔成多个工作液腔室的多对隔板、用于将碱处理液泵入工作液腔室的碱处理泵、用于收集碱处理槽内碱处理液的碱处理副槽，每对隔板的两板之间设有间距形成用于溢流循环的缓冲腔室，该缓冲腔室底部设有与碱处理副槽连接的输出口；

所述酸制绒泵、水泵、热风机、碱制绒泵及碱处理泵分别与控制系统连接，并由控制系统控制其开关状态。

4.如权利要求3所述的单多晶制绒设备，其特征在于，所述酸处理工位包括：酸处理槽、将酸处理槽分隔成多个工作液腔室的多对隔板、用于将酸处理液泵入工作液腔室的酸处理泵、用于收集酸处理槽内碱处理液的酸处理副槽，每对隔板的两板之间设有间距形成用于溢流循环的缓冲腔室，该缓冲腔室底部设有与酸处理副槽连接的输出口；

所述酸处理泵与控制系统连接，并由控制系统控制其开关状态。

5.如权利要求3所述的单多晶制绒设备，其特征在于，所述酸处理工位包括：酸处理槽、设于酸处理槽上方的喷淋酸液盒、用于将酸处理液泵入喷淋酸液盒的酸处理泵、用于收集酸处理槽内碱处理液的酸处理副槽；

所述酸处理泵与控制系统连接，并由控制系统控制其开关状态。

6.如权利要求3或4或5所述的单多晶制绒设备，其特征在于，所述加热装置包括：安装在碱制绒副槽内或循环管路中的加热器和温度检测仪，所述加热器和温度检测仪均与控制系统连接。

7.如权利要求4或5所述的单多晶制绒设备，其特征在于，位于浸泡酸制绒工位和烘干工位之间的喷淋水洗工位未设置喷淋水洗副槽，其余喷淋水洗工位均设有用于收集喷淋水洗槽内水洗液的喷淋水洗副槽。

8.如权利要求3或4或5所述的单多晶制绒设备，其特征在于，所述浸泡酸制绒工位、喷淋碱制绒工位、浸泡碱处理工位、酸处理工位均连接有自动补液系统。

9.如权利要求8所述的单多晶制绒设备，其特征在于，所述自动补液系统包括：依次连接的进液管、补液桶、补液管；进液管和补液管上分别设置有与所述控制系统连接的控制阀，所述补液桶内设有高精度液位检测仪，其一端从补液桶内伸出并与控制系统连接。

10.如权利要求4或5所述的单多晶制绒设备，其特征在于，依次设置的酸制绒槽、喷淋水洗槽、碱制绒槽、喷淋水洗槽、碱处理槽、喷淋水洗槽、酸处理槽、喷淋水洗槽为主槽槽组，该主槽槽组中的槽还设有挡水组件，且主槽槽组中相邻的槽之间均设有密封结构。