专利名称：一种槽式多晶硅湿法制绒设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种槽式多晶硅湿法制绒设备，进一步是指半导体晶体硅及太阳 能电池制造技术领域中的多晶硅槽式湿法制绒处理设备。
背景技术：
在半导体硅和太阳能电池制造中，槽式湿法制绒工艺是对晶体硅片表面进行湿法 蚀刻，形成微沟、绒面，降低硅片表面的反射率，从而使太阳光在硅片表面进行多次反射，以 提高光的利用率。在太阳能晶体硅电池的制备工艺中，槽式湿法制绒工艺是关系到硅太阳 能电池表面光吸收的重要部分，也是提高太阳能转化效率的重要途径之一。现在市场上超过一半的多晶制绒设备都是售价高达上百万美元的进口平板式多 晶制绒清洗机，由于在制绒的过程中采用传送带传输的方式，碎片率很高。同时，由于受传 输速度的局限，平板式制绒清洗机的产能极限为1500片/小时。对于市面上的多晶槽式湿法制绒设备存又以下几个问题(1)在大量硅片同时进 入制绒槽被处理时，很难做到所有硅片表面的药液浓度和温度达到均勻；(2)很难实现槽 内液体从上至下的均勻层流化，同时在槽的下部、中部以及硅片的表面形成乱流或滞留区 域；(3)很难保证制绒后硅片表面绒面的大小及均勻性。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是，针对现有技术存在的缺陷，提供一种槽式多晶 硅湿法制绒设备。它可有效改善平板式制绒清洗机产能低，碎片率高的特点，同时能够改善 槽式制绒过程中硅片表面的药液浓度和温度的均勻性，以有效改善制绒效果，提高产品品 质，降低反射率。本实用新型为了实现以上目的所采用的技术方案是，所述槽式多晶硅湿法制绒设 备包括底部设有排液口的反应槽，注有药液的反应槽的底部布置有二级注液管，该二级注 液管顶部开有可向上喷出药液的多个小孔，所述二级注液管经反应槽外的一级注液管同药 液循环泵的出液口连通，药液循环泵的进液口经输液管路同反应槽连通；反应槽的二级注 液管上方装有液体勻流板，在二级注液管和液体勻流板之间装有二级毛细冷凝管，该二级 毛细冷凝管经反应槽与冷却水箱之间的一级冷凝管及串接在一级冷凝管中的制冷液循环 泵、注有制冷液的冷却水箱组成制冷液循环系统；设有控制器的压缩制冷装置的蒸发器位 于冷却水箱的制冷液中。所述液体勻流板为一多孔板。所述冷却水箱中制冷液是乙二醇和水的混合物。所述压缩制冷装置的制冷工质为氟利昂。上述系统中，由输液管路、药液循环泵、反应槽、一级注液管、二级注液管组成药液 循环系统，制冷控制系统包括一级冷凝管、二级毛细冷凝管、冷却水箱、带控制器的压缩制 冷装置；因此，本实用新型的多晶硅槽式湿法制绒设备包括药液循环系统和制冷控制系统两套相对独立的循环系统，并可实现全部系统的自动闭环控制功能。制绒前，人工配制药液，将硝酸和氢氟酸按照一定的比例倒入反应槽内，开启药液 循环泵后，药液经一级注液管进入二级注液管，然后从其顶部的小孔喷出后经制冷系统降 温后穿过勻流板均勻注入反应区，同时药液循环泵通过输液管路将药液连续抽出输送到一 级注液管以进行循环，实现了反应槽中药液浓度的充分均勻。制冷控制系统包括一级冷凝管、二级毛细冷凝管、冷却水箱、压缩制冷装置、控制 器；通过设定控制器可以控制压缩制冷装置使冷却水箱中的制冷液得到冷却，进而使一级 冷凝管中的制冷液达到所需的低温，然后制冷液通过反应槽底部的二级毛细冷凝管而带走 其周围热量以达到控制反应槽内药液温度的目的，并使反应槽内药液温度分布均勻。做完一定批数的硅片后可将反应槽底部的排液口打开进行排液，然后重新配夜。由以上可知，本实用新型为一种槽式多晶硅湿法制绒设备，它可有效改善槽式制 绒过程中硅片表面的药液浓度和温度的均勻性，以有效改善制绒效果，提高产品品质，降低 反射率，制绒后反射率达到20%以下。同时，它的产量高达每小时1800片，基本上不会造成 碎片，大大的提高了成品率和经济效益。除此之外，本发明的槽式多晶硅湿法制绒设备造价 约为100万元，性价比远远超过进口的平板式制绒清洗设备，具有极大的成本优势。
图1是本实用新型一种实施例的系统结构示意图。在图中1-输液管路，2-反应槽，3-—级注液管，4-二级注液管，5-—级冷凝管，6-二级毛细冷凝管，7-冷却水箱，8-压缩制冷装置，9-控制器，10-蒸发器， 11-制冷液循环泵，12-液体勻流板，13-药液循环泵。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明，这些说明仅用于理解本发明 技术方案之用，不用于限定本实用新型的范围。如图1所示，所述槽式多晶硅湿法制绒设备包括底部设有排液口的反应槽2，注有 药液的反应槽2的底部布置有二级注液管4，该二级注液管4顶部开有可向上喷出药液的 多个小孔，所述二级注液管4经反应槽外的一级注液管3同药液循环泵13的出液口连通， 药液循环泵13的进液口经输液管路1同反应槽2连通；反应槽2的二级注液管4上方装有 液体勻流板12，在二级注液管4和液体勻流板12之间装有二级毛细冷凝管6，该二级毛细 冷凝管6经反应槽2与冷却水箱7之间的一级冷凝管5及串接在一级冷凝管5中的制冷液 循环泵11、注有制冷液的冷却水箱7组成制冷液循环系统；设有控制器9的压缩制冷装置8 的蒸发器10位于冷却水箱7的制冷液中。所述反应槽2用PVDF(聚偏氟乙烯)材料制作，槽体容积350L，深度320cm ；槽底 部设有排液口，注入口，槽体偏下部位设有液体勻流板12，还可在槽后壁设置药液循环口、 冷凝管进出口、高中低三个液位传感器和温度传感器。[0025]所述的一级注液管3在反应槽底部分成4条支路，即二级注液管4，其顶部钻有小 孔，供药液注入反应槽内。所述的冷却水箱7中可设置球型液位感应器，用以自动补水维持恒定液位，其由 压缩制冷装置8氟利昂的压缩进行制冷，温度由控制器9进行调节；反应槽内药液温度控制 在5°C左右。所述的二级毛细冷凝管6位于液体勻流板12和二级注液管4之间，二级毛细冷凝 管6外表面设有耐强酸腐蚀的保护层；该保护层可用耐强酸腐蚀的高分子材料制作。所述的药液循环泵13为耐腐蚀性泵，出口流量及扬程应满足每分钟至少置换反 应槽内药液至少1次；配置的自动阀门可采用耐酸腐蚀性的自动隔膜阀。
权利要求一种槽式多晶硅湿法制绒设备，包括底部设有排液口的反应槽(2)，其特征是，注有药液的反应槽(2)的底部布置有二级注液管(4)，该二级注液管(4)顶部开有可向上喷出药液的多个小孔，所述二级注液管(4)经反应槽外的一级注液管(3)同药液循环泵(13)的出液口连通，药液循环泵(13)的进液口经输液管路(1)同反应槽(2)连通；反应槽(2)的二级注液管(4)上方装有液体匀流板(12)，在二级注液管(4)和液体匀流板(12)之间装有二级毛细冷凝管(6)，该二级毛细冷凝管(6)经反应槽(2)与冷却水箱(7)之间的一级冷凝管(5)及串接在一级冷凝管(5)中的制冷液循环泵(11)、注有制冷液的冷却水箱(7)组成制冷液循环系统；设有控制器(9)的压缩制冷装置(8)的蒸发器(10)位于冷却水箱(7)的制冷液中。
2.根据权利要求1所述槽式多晶硅湿法制绒设备，其特征是，所述反应槽(2)后壁设有 液位传感器和温度传感器。
3.根据权利要求1所述槽式多晶硅湿法制绒设备，其特征是，所述制冷液为乙二醇和 水的混合物。
4.根据权利要求1所述槽式多晶硅湿法制绒设备，其特征是，所述的冷却水箱中设置 球型液位感应器。
5.根据权利要求1所述槽式多晶硅湿法制绒设备，其特征是，二级毛细冷凝管(6)外表 面设有耐强酸腐蚀的保护层。
专利摘要一种槽式晶体硅湿法制绒设备，包括底部设有排液口的反应槽，注有药液的反应槽的底部设有二级注液管，该二级注液管经一级注液管同药液循环泵的出液口连通，该泵的进液口经输液管路同反应槽连通；反应槽的二级注液管上方装有液体匀流板，在二级注液管和液体匀流板之间装有二级毛细冷凝管，二级毛细冷凝管经一级冷凝管及串接在一级冷凝管中的制冷液循环泵、注有制冷液的冷却水箱组成制冷液循环系统；设有控制器的压缩制冷装置的蒸发器位于冷却水箱的制冷液中。可使反应槽内所有硅片表面的药液浓度和温度分布均匀，能有效改善制绒效果，降低反射率，提高产品质量。
文档编号C23F1/24GK201695088SQ20102015865
公开日2011年1月5日 申请日期2010年4月14日 优先权日2010年4月14日
发明者刘贤金, 彭志红, 汤辉 申请人:湖南红太阳新能源科技有限公司