CN112701185A - 一种太阳能电池片槽式工艺装置及喷淋清洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太阳能电池片槽式工艺装置及喷淋清洗方法，包括按照工艺顺序排列的多个化学槽，以及设置在所述化学槽上方用于花篮提拉的提升臂，对应所述化学槽还设置有至少一根喷淋管，所述喷淋管上至少开设有一排对应花篮的喷水孔，以用于在所述提升臂提起所述花篮的同时对花篮内的硅片用纯水进行喷淋清洗。本发明在化学槽内经过清洗的硅片随花篮被提起时，打开上述的喷淋管形成喷淋区，花篮在由下往上被提起时经过该喷淋区，喷淋管喷淋出的纯水对花篮及硅片的各个位置进行清洗，以达到更加全面的清洗效果，喷淋后花篮及硅片表面上的化学残液浓度可以降低90％左右，减少了下一步清洗后废水排放或需处理的化学药液浓度。

Description

一种太阳能电池片槽式工艺装置及喷淋清洗方法

技术领域

本发明涉及太阳能电池制备技术领域，特别涉及一种太阳能电池片槽式工艺装置及喷淋清洗方法。

背景技术

光伏发电已经成为一种可替代化石能源的技术，这依赖于近年不断降低的生产成本和光电转换效率的提升。按照光伏电池片的材质，太阳能电池大致可以分为两类：一类是晶体硅太阳能电池，包括单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池；另一类是薄膜太阳能电池，主要包括非晶硅太阳能电池、碲化镉太阳能电池及铜铟镓硒太阳能电池等。目前，以高纯度硅材作为主要原材料的晶体硅太阳能电池是主流产品，所占的比例在90％以上。

在晶体硅太阳能发电系统中，实现光电转换的最核心步骤之一是将硅片加工成实现光电转换的电池片的工序，因而电池片的光电转换效率也成为了体现晶体硅太阳能发电系统技术水平的关键指标，其对太阳能电池片的制备工艺提出了更高要求。

太阳能电池的制作过程需要经过硅片表面镀膜、扩散、印刷等多道工序，镀膜之前首先必须对硅片进行表面清洗和制绒，硅片清洗制绒通常是太阳能电池制造的第一道工序，镀膜前后和扩散后也通常需要对硅片进行清洗。清洗过程是将带有硅片的花篮放置到清洗槽里，清洗槽里可以是化学溶液，硅片在清洗槽里经过一段时间浸泡后除去表面的脏污和杂质，包括化学清洗或水漂洗两种方法；制绒过程是将清洗后的硅片在一定化学溶液中被腐蚀表面形成高低不平的绒面，在晶硅太阳能电池制造时，制绒后的硅片表面反射率降低以有利于光的利用。制绒后的硅片通常还需要进行表面优化处理、脱水处理等，其中每进行一道化学处理工序都要把残留在硅片上原化学药液清洗干净，以免影响下一道工序。

在上述硅太阳能电池的槽式清洗制绒工序中采用提升臂和挂钩来提取装有硅片的花篮，并将装有硅片的花篮依次传递至各化学槽进行相应处理以达到清洗、制绒或其他功能目的。但当花篮从前道槽体转移至后道槽体的过程中，花篮表面会不可避免的携带大量前道槽体中的药液，这些药液会随花篮一同进入后道槽体，导致后道槽体内的药液被污染，进而影响清洗制绒的效果。

为解决上述问题，现有技术方案是在两个化学槽体间增加一个纯水槽，通过纯水槽内大量纯水清洗去除花篮表面携带的药液，具体工艺流程如下：上料→预处理→水洗→碱制绒→水洗→酸洗→水洗→慢提拉→烘干→下料。其中，在连续生产过程中，携带有药液的花篮会连续不断的进入至纯水槽，随着槽内药水浓度的增加，清洗效果逐渐变差甚至消失，最终会影响下一化学槽的化学性能。为保证纯水槽的清洗效果，需要不断加入大量干净的纯水进行稀释，而清洗后纯水需要当成废水来处理和排放。

通常，硅太阳能电池的槽式清洗制绒工序中会设有3-10道化学过程，如每两个化学槽之间放置一个纯水槽，而每个槽体的体积有400L，每两分钟需要过一次花篮，连续补水的流量需要10L/min左右，这就意味着有同等量的废水需要被排出，废水处理量相当巨大，增加了电池片制造成本。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种太阳能电池片槽式工艺装置，包括至少一个化学槽，以及设置在所述化学槽上方用于花篮提拉的提升臂，对应所述化学槽还设置有至少一根喷淋管，所述喷淋管上至少开设有一排对应花篮的喷水孔并形成覆盖花篮的喷淋区，以用于在所述提升臂提起所述花篮的过程中对花篮内的硅片进行喷淋清洗。

其中，所述喷淋管沿所述化学槽的长度方向设置并完全覆盖花篮长度。

进一步的，对应设置有所述喷淋管的所述化学槽工艺后端还设置有纯水槽。

本发明还提供了一种太阳能电池片槽式工艺后的喷淋清洗方法，当在化学槽内经过清洗的硅片随花篮被提起时，打开上述的所述喷淋管以形成喷淋区，花篮在由下往上被提起时经过所述喷淋区，所述喷淋管)喷淋出的纯水对花篮及硅片的各个位置进行清洗。

其中，喷淋过程通过软件来控制，以实现对应不同所述化学槽内的花篮及硅片的清洗。

其中，在花篮提升过程中，通过软件控制花篮的上升速度，以使喷淋清洗达到最佳效果。

或者，在花篮提升过程中，通过软件控制花篮在某个位置短暂停留，以使喷淋清洗达到最佳效果。

其中，经过喷淋管清洗后的花篮再移至上述的纯水槽中进行二次清洗，以进一步提升清洗效果。

通过上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

1、边提升边喷淋的方式对花篮、硅片表面的化学残液清洗的更干净，，经测试证明，经过喷淋清洗，花篮及硅片表面的化学残液被充分清洗去除，喷淋后花篮及硅片表面的化学残液浓度可以降低90％左右；

2、不仅清洗效果明显提升，在连续生产过程中，带有喷淋装置的化学槽其后道纯水槽中无需持续补充加入大量干净的纯水以对槽内引入的化学药液进行稀释以保证清洗质量，由此显著降低了纯水槽的用水量，进而减少了纯水槽的废水排放量，有助于降低电池片制造成本；

3、带有喷淋装置的化学槽其喷淋清洗产生的低浓度化学药液，最后仍滴落在原化学槽体内，化学药液的消耗量也显著降低；

4、花篮提升的同时进行喷淋清洗，基本不增加工艺时间；

5、本发明的喷淋清洗槽式工艺装置适用于碱清洗槽、酸清洗槽、臭氧水清洗槽、制绒槽、HF槽等使用化学液的槽式清洗过程，尤其对于HF槽，可有效减少含F废液的排放。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为实施例所公开的一种带喷淋清洗的槽式工艺装置示意图；

图2为实施例1的化学槽上方设置有一根喷淋管的装置示意图；

图3为实施例2的化学槽上方对称设置有两根喷淋管的装置示意图；

图4为实施例3的化学槽上方均匀分布有三根喷淋管的装置示意图；

图5为实施例4的化学槽两侧各放置一个或多根喷淋管的装置示意图；

图6为实施例5的喷淋管安装在提起花篮的提升臂的装置示意图。

图中：10.化学槽；20.纯水槽；30.提升臂；40.喷淋管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

参考图1，本发明提供了一种太阳能电池片槽式工艺后清洗用喷淋装置，包括按照工艺顺序排列的多个化学槽10，以及设置在化学槽10上方用于花篮提拉的提升臂30，对应化学槽10还设置有至少一根喷淋管40，喷淋管40上至少开设有一排对应花篮的喷水孔并形成覆盖花篮的喷淋区，以用于在提升臂30提起花篮的过程中对花篮内的硅片进行喷淋清洗；喷淋管40沿化学槽10的长度方向设置并完全覆盖花篮长度；带有喷淋装置的化学槽10后还设置有纯水槽20。

基于上述带喷淋清洗的太阳能电池片槽式工艺装置，其喷淋清洗方法为，当在化学槽10内经过清洗的硅片随花篮被提起时，打开上述的喷淋管40形成喷淋区，花篮在由下往上被提起时经过该喷淋区，喷淋管40喷淋出的纯水对花篮及硅片的各个位置进行清洗，实现全面的清洗；经过喷淋管40清洗后的花篮及硅片再移至上述的纯水槽20中进行二次清洗，以进一步提升清洗效果。

其中，喷淋过程通过软件来控制，以实现对应不同化学槽10内的花篮及硅片的清洗；以及在花篮提升过程中，通过软件控制花篮的上升速度或者控制花篮在某个位置短暂停留，以使喷淋清洗达到最佳效果。

实施例1：

参考图2，通过在化学槽10的正上方设置有一根喷淋管40并在长度方向上完全覆盖花篮长度，且喷淋管40开设有多排不同角度的喷水孔以对提升过程中的花篮及硅片进行全面清洗。

实施例2：

参考图3，通过在化学槽10的正上方对称设置两根喷淋管40并在长度方向上完全覆盖花篮长度，且每个喷淋管40均开设有多排不同角度的喷水孔以对提升过程中的花篮及硅片进行全面清洗。

实施例3：

参考图4，通过在化学槽10的正上方均匀设置三根喷淋管40并在长度方向上完全覆盖花篮长度，中间的喷淋管40设置在化学槽10的中间上方，其余两个喷淋管40分别对称设置在化学槽10的两侧上方，且喷淋管40开设有多排不同角度的喷水孔，从而通过不同角度的喷淋管40分别对着花篮及硅片从各个方向进行喷淋，达到全面清洗的效果。

实施例4：

参考图5，本实施例4与实施例1-3的不同之处在于，通过在化学槽10的两侧分别放置一根或多根在长度方向上完全覆盖花篮长度的喷淋管40，每根喷淋管40上至少设置一排喷水孔，水可以分别从管子的两头注入，喷淋孔朝向花篮并且以一定角度向上。通过两侧各放一根喷淋管的设置，在化学槽上方形成均匀喷淋区，花篮及硅片经过这个喷淋区时被纯水进行全面清洗，且该侧边设置喷淋管的方式不会干涉花篮上下提起的过程。

实施例5：

参考图6，本实施例5与实施例1-4的不同之处在于，通过将喷淋管40设置在提升臂上并在喷淋管40上设置至少一排喷水孔以形成覆盖花篮的喷淋区，喷淋管40在化学槽10上方可以随着提升臂的升降而同步升降并与花篮保持均匀的距离，花篮及硅片在提升过程由喷淋区的纯水进行喷淋清洗。

本发明采用边提升边喷淋的方式对花篮、硅片表面残留的化学药液进行全面清洗经测试证明，经过喷淋清洗，花篮及硅片表面残留的化学药液被充分清洗去除，喷淋后花篮表面的化学药液浓度可以降低90％左右；不仅清洗效果明显提升，在连续生产过程中，带有喷淋装置的化学槽其后道纯水槽中无需持续补充大量干净的纯水对槽内引入的化学药液进行稀释以保证清洗质量，由此显著降低了纯水槽的用水量，进而减少了纯水槽的废水排放量，有助于降低电池片制造成本；带有喷淋装置的化学槽其喷淋清洗产生的低浓度化学药液，最后仍滴落在原化学槽体内，化学药液的消耗量也显著降低；花篮提升的同时进行喷淋清洗，基本不增加工艺时间。

本发明带喷淋清洗的槽式工艺装置适用于碱清洗槽、酸清洗槽、臭氧水清洗槽、制绒槽、HF槽等使用化学液的槽式清洗过程，尤其对于HF槽，可有效减少含F废液的排放，。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对上述实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种太阳能电池片槽式工艺装置，包括至少一个化学槽(10)，以及设置在所述化学槽(10)上方用于花篮提拉的提升臂(30)，其特征在于，对应所述化学槽(10)还设置有至少一根喷淋管(40)，所述喷淋管(40)上至少开设有一排对应花篮的喷水孔并形成覆盖花篮的喷淋区，以用于在所述提升臂(30)提起所述花篮的过程中对花篮内的硅片进行喷淋清洗。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能电池片槽式工艺装置，其特征在于，所述喷淋管(40)沿所述化学槽(10)的长度方向设置并完全覆盖花篮长度。

3.根据权利要求2所述的一种太阳能电池片槽式工艺装置，其特征在于，对应设置有所述喷淋管(40)的所述化学槽(10)工艺后还依次设置有纯水槽(20)。

4.一种太阳能电池片槽式工艺后的喷淋清洗方法，其特征在于，当在化学槽(10)内经过清洗的硅片随花篮被提起时，打开权利要求1或2中所述喷淋管(40)以形成喷淋区，花篮在由下往上被提起时经过所述喷淋区，所述喷淋管(40)喷淋出的纯水对花篮及硅片的各个位置进行清洗。

5.根据权利要求4所述的一种太阳能电池片槽式工艺后的喷淋清洗方法，其特征在于，喷淋过程通过软件来控制，以实现对应不同所述化学槽(10)内的花篮及硅片的清洗。

6.根据权利要求5所述的一种太阳能电池片槽式工艺后的喷淋清洗方法，其特征在于，在花篮提升过程中，通过软件控制花篮的上升速度，以使喷淋清洗达到最佳效果。

7.根据权利要求5所述的一种太阳能电池片槽式工艺后的喷淋清洗方法，其特征在于，在花篮提升过程中，通过软件控制花篮在某个位置短暂停留，以使喷淋清洗达到最佳效果。

8.根据权利要求4所述的一种太阳能电池片槽式工艺后的喷淋清洗方法，其特征在于，经过所述喷淋管(40)清洗后的花篮再移至权利要求3所述的纯水槽(20)中进行二次清洗，以进一步提升清洗效果。

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