CN207227597U - 一种能循环利用废液的硅片制绒系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于太阳能硅片制绒领域，具体涉及一种能循环利用废液的硅片制绒系统，包括按工艺顺序依次放置的金属催化制绒槽、脱银清洗槽、绒面化学修正槽、碱洗槽与酸洗槽；还包括回收循环利用废液的脱银废液收集槽、过滤槽、化学处理槽、循环储液罐；脱银废液收集槽通过管道一连接于脱银清洗槽；脱银废液收集槽通过管道二连接于过滤槽；过滤槽通过管道三连接于化学处理槽；化学处理槽通过管道四连接于循环储液罐；循环储液罐通过管道五连接于金属催化制绒槽。其实现简化制绒工艺，循环再利用含贵金属废液，极大减少制绒过程中对贵金属的消耗量，不仅降低重金属对环境的污染，还可显著降低生产成本。

Description

一种能循环利用废液的硅片制绒系统

技术领域

本实用新型属于太阳能硅片制绒领域，具体涉及一种能循环利用废液的硅片制绒系统。

背景技术

太阳能光伏作为洁净能源的一种是未来能源解决方案的主要候选之一。特别是经过近年来的发展，工艺日趋成熟，其应用日渐广泛。目前为解决金刚线切割多晶硅片表面制绒问题及提高多晶硅电池的转换效率，黑硅技术快速兴起并成为多晶硅技术升级的主要选择。易于开发、成本相对较低的湿法黑硅技术利用金属辅助催化腐蚀可有效解决金刚线切割硅片的绒面问题，并能显著提升太阳能多晶电池的转换效率，提高市场竞争力。但金属辅助腐蚀（湿法黑硅技术）制绒工艺步骤复杂，所需功能槽体数量众多，各类化学品耗量巨大。尤其此类工艺中使用金属颗粒催化腐蚀，主要为银金属，成本较高，而且废液中贵金属对环境影响较大，废液必须增加后处理投入才能达到国家排放要求，增加生产成本。现有光伏企业普遍采取使用沉降剂处理废液的方法，专业回收公司将银沉淀物进行回收，其需要将制绒过程产生的贵金属废液进行回收，然后再进行处理，增大了人工劳动成本。因此，本实用新型提出一种可循环利用溶液的硅片制绒装置系统，既可明显减少制绒功能槽数量，还可实现废液中贵金属离子循环利用。

实用新型内容

本实用新型提供一种能循环利用废液的硅片制绒系统，简化黑硅制绒工艺步骤，将占主要成本的贵金属循环利用，极大减少对贵金属的消耗量，不仅降低重金属对环境的污染，还可显著降低生产成本。

为实现上述技术目的，本实用新型采取具体的技术方案为，一种能循环利用废液的硅片制绒系统，包括按工艺顺序依次放置的金属催化制绒槽、脱银清洗槽、绒面化学修正槽、碱洗槽与酸洗槽；还包括脱银废液收集槽、过滤槽、化学处理槽以及循环储液罐；脱银废液收集槽通过管道一连接于脱银清洗槽；脱银废液收集槽通过管道二连接于过滤槽；过滤槽通过管道三连接于化学处理槽；化学处理槽通过管道四连接于循环储液罐；循环储液罐通过管道五连接于金属催化制绒槽。

作为本实用新型改进的技术方案，金属催化制绒槽上还设有离心沉降槽。

作为本实用新型改进的技术方案，过滤槽中包括过滤网，过滤网的网孔为20-120μm。

作为本实用新型改进的技术方案，化学处理槽上设有取液口。

作为本实用新型改进的技术方案，脱银废液收集槽通过气动输液泵连接于过滤槽；过滤槽通过气动输液泵连接于化学处理槽；化学处理槽通过气动输液泵连接于循环储液罐；循环储液罐通过气动输液泵连接于金属催化制绒槽。

作为本实用新型改进的技术方案，还包括气动控制阀，气动控制阀设于管道五上。

作为本实用新型改进的技术方案，还包括流量计，流量计设于管道五上。

有益效果

本实用新型提供的可循环利用废液的硅片制绒装置系统，可实现一步直接金属催化制绒，省去制绒前碱抛或酸抛工艺，简化工艺步骤。制绒槽中的固液分离系统有利用及时沉降长时间使用后溶液中生成的重要组分（氟硅酸盐），可延长药液使用寿命。可通过对脱银废液进行过滤和化学处理，将其中银络合物转变成银离子的存在形式，继续使用在此制绒工艺的银催化制绒环节，实现银贵金属在该制绒工艺中的循环利用，实现贵金属的最大利用价值，极大减少制绒工艺中贵金属的耗量，显著降低生产成本，化学废液排放量的减少也会减少废液环保处理及生态环境负担，此降本减排的作用，更好的提升光伏企业的市场竞争力。

附图说明

图1 本申请可循环利用废液的硅片制绒装置系统的结构示意图；

图中，1、金属催化制绒槽；2、脱银清洗槽；3、绒面化学修正槽；4、碱洗槽；5、酸洗槽；6、离心沉降槽；7、气动输液泵；8、脱银废液收集槽；9、过滤槽；10、取液口；11、化学处理槽；12、循环储液罐；13、气动控制阀；14、流量计。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本申请实施例对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本申请的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例

一种能循环利用废液的硅片制绒系统，包括用于黑硅片制绒工艺的金属催化制绒槽1、脱银清洗槽2、绒面化学修正槽3、碱洗槽4与酸洗槽5，金属催化制绒槽1、脱银清洗槽2、绒面化学修正槽3、碱洗槽4与酸洗槽5按工艺顺序依次放置；还包括脱银废液收集槽8、过滤槽9、化学处理槽11以及循环储液罐12。其在进行制绒时，是直接采用金属辅助初步挖孔，然后金属颗粒洗脱、再进行绒面化学修正，最后碱洗、酸洗的制绒工艺；并使用化学处理的方法对贵金属辅助制绒废液中的贵金属进行回收，将不同存在形式的贵金属转化成离子形式存在，再接入金属催化制绒槽，实现在制绒环节循环再利用。

主要包括如下步骤，在金属催化制绒槽1中实现对硅片表面进行初步腐蚀成孔，用于实现硅片上形成初步绒面；采用脱银清洗槽2用于将初步绒面形成时产生的贵金属颗粒转化为贵金属络合物，进而从硅片表面去除；随后采用绒面化学修正槽3将初步腐蚀的孔进行扩孔直至孔的尺寸达到要求，实现对初步绒面的完善；然后在碱洗槽4中对硅片表面进行碱漂洗，最后在酸洗槽5中对硅片进行酸漂洗。

其中，在金属催化制绒槽1中实现对硅片表面进行初步腐蚀成孔，在腐蚀过程中会产生银金属颗粒（这里当采用的金属离子不同时，产生的金属颗粒也不同；优选的为银离子或铜离子，本实施例主要针对的是银离子），主要原因是这个步骤主要采用的是含银离子添加剂以及氢氟酸-双氧水和氟化盐的混合物实现（含银离子添加剂包括硝酸银以及表面活性剂，其中各类成分的含量根据实际需要进行设计），在腐蚀过程中银离子会被还原成为银颗粒；制绒过程中硅片长时间与化学品反应后会生成氟硅酸盐类杂质，使用离心沉降槽6进行固液分离；在脱银清洗槽2中使用氨水-双氧水混合水溶液进行银颗粒洗脱；在绒面化学修正槽使用氢氧化钠溶液或硝酸-氢氟酸溶液进行绒面修正，获得要求尺寸的多孔结构；依次在碱洗槽4、酸洗槽5中进行硅片绒面上的毛刺。该步骤是本领域技术人员能够按照现有黑硅制绒技术能够得到的，也可以是本领域技术人员在现有技术的基础上进行改进得到；

脱银清洗槽2是采用如氨水-双氧水的水溶液将银颗粒氧化为银的络合物溶液；因此，脱银废液收集槽8通过管道一连接于脱银清洗槽2，主要收集的是银的络合物溶液（也为本申请的贵金属络合物溶液）；本文中之所以称之为贵金属络合物溶液的回收，主要原因这里含银离子添加剂中银离子可采用其他贵金属代替；

再将脱银废液收集槽8通过管道二连接于过滤槽9，管道二上设有气动输液泵7，过滤槽9实现对银的络合物溶液（也为本申请的贵金属络合物溶液）进行过滤，由于过滤槽9中含有过滤网，优选的过滤网的孔径为20-120μm，过滤网实现去除银的络合物溶液中非液态的杂质；过滤槽9通过管道三连接于化学处理槽11；管道三上设有气动输液泵7；

化学处理槽11中添加入硝酸、硝酸-氢氟酸或氢氟酸-氟化物中一种或几种对银的络合物溶液酸化处理，主要是将溶液pH调至小于5的范围，这里加酸后会改变溶液pH值，破坏银的络合物的平衡，使得络合的银变为银离子（硝酸银或氟化银）继续存在；化学处理槽11上设有取液口10，通过化学处理槽11的取液口10取少量溶液使用原子吸收光谱仪测定处理后溶液中银离子含量。化学处理槽11通过管道四于循环储液罐12；管道四上设有气动输液泵7；

在循环储液罐12中的含银离子溶液可作为硅片制绒工艺制绒槽初始配液使用。通过管道五连接循环储液槽12与金属催化制绒槽1，管道五上还设置气动输液泵7、气动控制阀13以及流量计14；其中，气动输液泵7提供抽液动力，气动控制阀13控制初始配液循环流入金属催化制绒槽1的量，流量计14用于检测循环储液罐中流入金属催化制绒槽中初始配液的量，以便控制金属催化制绒槽1中银离子浓度。

通过以上回收处理工艺，脱银废液可作为金属辅助硅片制绒工艺中银金属的供应液循环使用，实现贵金属的最大利用价值，减少银金属的用量。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。

Claims (7)

1.一种能循环利用废液的硅片制绒系统，包括按工艺顺序依次放置的金属催化制绒槽、脱银清洗槽、绒面化学修正槽、碱洗槽与酸洗槽；其特征在于，还包括脱银废液收集槽、过滤槽、化学处理槽以及循环储液罐；脱银废液收集槽通过管道一连接于脱银清洗槽；脱银废液收集槽通过管道二连接于过滤槽；过滤槽通过管道三连接于化学处理槽；化学处理槽通过管道四连接于循环储液罐；循环储液罐通过管道五连接于金属催化制绒槽。

2.根据权利要求1所述的一种能循环利用废液的硅片制绒系统，其特征在于，金属催化制绒槽上还设有离心沉降槽。

3.根据权利要求1所述的一种能循环利用废液的硅片制绒系统，其特征在于，过滤槽中包括过滤网，过滤网的网孔为20-120μm。

4.根据权利要求1所述的一种能循环利用废液的硅片制绒系统，其特征在于，化学处理槽上设有取液口。

5.根据权利要求1所述的一种能循环利用废液的硅片制绒系统，其特征在于，脱银废液收集槽通过气动输液泵连接于过滤槽；过滤槽通过气动输液泵连接于化学处理槽；化学处理槽通过气动输液泵连接于循环储液罐；循环储液罐通过气动输液泵连接于金属催化制绒槽。

6.根据权利要求1所述的一种能循环利用废液的硅片制绒系统，其特征在于，还包括气动控制阀，气动控制阀设于管道五上。

7.根据权利要求1所述的一种能循环利用废液的硅片制绒系统，其特征在于，还包括流量计，流量计设于管道五上。