一种单晶制绒清洗机及其工艺方法与流程

本发明涉及单晶制绒清洗设备，特别是一种单晶制绒清洗机及其工艺方法。

背景技术：

硅片在经过一系列的加工程序之后需要进行清洗，清洗的目的是要消除吸附在硅片表面的各类污染物，并制做能够减少表面太阳光反射的绒面结构，且清洗的洁净程度直接影响着电池片的成品率和可靠率。制绒是制造晶硅电池的第一道工艺，又称“表面织构化”。有效的绒面结构使得入射光在硅片表面多次反射和折射，增加了光的吸收，降低了反射率，有助于提高电池的性能。

专利申请号：201410267231.9公开一种一种单晶硅片制绒的清洗方法，通过在单晶制绒后用氢氟酸加盐酸的混酸清洗溶液进行两次清洗，第一次氢氟酸加盐酸清洗可以有效去除钠离子、钾离子等主要金属杂质，并去除硅片表面的薄层二氧化硅；第二次氢氟酸加盐酸清洗更进一步清洗硅片浅表层金属杂质(第一次清洗后残留的金属杂质)，另外去除硅片表面的二氧化硅层，达到有效的脱水效果。同时，该发明还公开了一种单晶制绒设备，通过在盐酸槽中同时引入盐酸管道与氢氟酸管道，在氢氟酸槽中同时引入氢氟酸管道与盐酸管道；从而可方便地获得盐酸与氢氟酸的混合溶液，方便进行上述单晶硅片制绒的清洗方法。

上述现有专利技术无法仅仅提供了采用什么液体进行清洗单晶制绒后的硅片，但未提供相应的设备，不能实现自动化清洗。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种单晶制绒清洗机及其工艺方法，该发明有利于实现单晶制绒的全自动清洗，能对整个清洗过程进行监控和管理，采用箱体结构，适用于工业化生产。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种单晶制绒清洗机，包括清洗本体，清洗本体包括三个箱体，清洗本体前端设有进料口，清洗本体后端设有出料口，进料口和出料口位置分别设有传送带，传送带上方设有多个用于抓取物料的机械手，清洗本体一侧设有用于调控清洗本体内的清洗过程，并对清洗过程进行实时监控的控制柜，清洗本体上盖上设有排风口，清洗本体内还设有制绒槽、酸洗槽、水洗槽、预脱水槽和烘干槽，每个槽体下方设有加热装置和温度传感器，清洗本体内还设有与每个槽体相连的配液补液系统。

优选的，设于进料口处的3个机械手安装有喷淋装置。

优选的，制绒槽包括制绒槽体、自动盖、溢流口、泵浦吸入口、加热器、泵浦吐出口、泵浦循环装置和花篮，自动盖安装在制绒槽体顶部，自动盖下方设有溢流口，泵浦吸入口设于溢流口外侧，花篮设于制绒槽体内，花篮下方设有加热器，加热器下方设有泵浦吐出口，泵浦循环装置设于制绒槽外并分别与泵浦吸入口和泵浦吐出口相连。

优选的，酸洗槽包括酸洗槽体、自动盖、溢流口、泵浦吸入口、泵浦吐出口、泵浦循环装置和花篮，酸洗槽体中设有花篮，花篮底部设有均流板和鼓泡，酸洗槽体两侧设有溢流口。

优选的，漂洗槽包括漂洗槽体和设于漂洗槽体内的花篮，花篮底部设有均流板和鼓泡，漂洗槽体一侧设有溢流排放口，溢流排放口上设有电导率计，漂洗槽体外还设有进水控制阀。

优选的，预脱水槽包括预脱水槽体和设于预脱水槽体上方的电机以及推拉机构，预脱水槽体内设有花篮，花篮底部设有加热器。

优选的，烘干槽包括烘干槽体和设于烘干槽体内的花篮，花篮的一侧设有隔板，隔板与烘干槽体之间设有石英加热管，石英加热管下方设有风机，烘干槽体上方设有自动盖，烘干槽体底部设有排水机构。

一种单晶制绒清洗工艺方法，包括以下步骤：

将硅片装入花篮中，经传送带送至进料口，由机械手抓取花篮依次送至制绒槽、酸洗槽、水洗槽、预脱水槽和烘干槽中；

由制绒槽、酸洗槽、水洗槽、预脱水槽和烘干槽分别进行预清洗、温水漂洗、制绒腐蚀、纯水漂洗、酸洗、预脱水和烘干工艺；

经过制绒槽、酸洗槽、水洗槽、预脱水槽和烘干槽处理后的花篮再由机械手抓取，放于传送带上，并送至出料口。

优选的，设定在经过制绒槽、酸洗槽、水洗槽、预脱水槽和烘干槽处理的过程中，还包括实时监测液位、槽盖状态、机械手到位状态、阀门启停状态、加热器启停状态、酸碱气体含量、空气压力值以及各槽体温度数据。

优选的，经由制绒槽、酸洗槽、水洗槽、预脱水槽和烘干槽处理的工艺顺序还包括以下详细步骤：

预清洗、预清洗、温水漂洗、制绒腐蚀、制绒腐蚀、制绒腐蚀、纯水漂洗、制绒腐蚀、制绒腐蚀、制绒腐蚀、纯水漂洗、纯水漂洗、温水漂洗、酸洗、纯水漂洗、酸洗、纯水漂洗、纯水漂洗、预脱水、烘干、烘干、烘干。

本发明的有益效果是：

(1)采用多个功能槽体对单晶制绒进行清洗，清洗工艺简单，清洗程度高，有利于避免传统无法彻底清除产品表面的二氧化硅层的弊端；

(2)能对整个清洗过程进行监控和预警，有利于生产后的过程追溯以及质量精细化管控；

(3)采用多个槽体进行功能性清洗，结构简单，使用方便，

(4)设备运转安全稳定，自动化程度高，智能化程度强，有利于节约人工成本和节约生产成本，适用于大型工业化生产使用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明制绒槽的结构示意图；

图3为本发明酸洗槽的结构示意图；

图4为本发明漂洗槽的结构示意图；

图5为本发明预脱水槽的结构示意图；

图6为本发明烘干槽的结构示意图；

图中，10-清洗本体，20-控制柜，101-进料口，102-出料口，301-自动盖，302-溢流口，303-泵浦吸入口，304-加热器，305-泵浦循环装置，306-花篮，307-泵浦吐出口，308-均流板和鼓泡，309-电导率计，310-溢流排放口，311-电机，312-推拉机构，313-隔板，314-石英加热管，315-隔板回风口，316-风机，317-排水机构。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

实施例1：

如图1所示，一种单晶制绒清洗机，包括清洗本体10，清洗本体10包括三个箱体，清洗本体10前端设有进料口101，清洗本体10后端设有出料口102，进料口101和出料口102位置分别设有传送带，传送带上方设有多个用于抓取物料的机械手，清洗本体10一侧设有用于调控清洗本体10内的清洗过程，并对清洗过程进行实时监控的控制柜20，清洗本体10上盖上设有排风口，清洗本体10内还设有制绒槽、酸洗槽、水洗槽、预脱水槽和烘干槽，每个槽体下方设有加热装置和温度传感器，清洗本体10内还设有与每个槽体相连的配液补液系统。

本发明中设有六个机械手，机械手在传送带或槽体上方进行移动，并按工艺流程顺序进行抓取花篮。机械手的运行由设于清洗本体一侧的电机控制，机械手能实现上下、左右方向的移动，移动平稳，提取花篮无晃动。机械手提取花篮时，使得花篮在相邻两槽体之间的空气暴露时间为11s。进一步地，设于进料口处的3个机械手安装有喷淋装置。

本发明中，如图2所示，制绒槽包括制绒槽体、自动盖301、溢流口302、泵浦吸入口303、加热器304、泵浦吐出口307、泵浦循环装置305和花篮306，自动盖301安装在制绒槽体顶部，自动盖301下方设有溢流口302，泵浦吸入口303设于溢流口302外侧，花篮306设于制绒槽体内，花篮306下方设有加热器304，加热器304下方设有泵浦吐出口307，泵浦循环装置305设于制绒槽外并分别与泵浦吸入口303和泵浦吐出口307相连。

本发明中，如图3所示，酸洗槽包括酸洗槽体、自动盖301、溢流口302、泵浦吸入口303、泵浦吐出口307、泵浦循环装置305和花篮306，酸洗槽体中设有花篮306，花篮306底部设有均流板和鼓泡308，酸洗槽体两侧设有溢流口302。

优选的，如图4所示，漂洗槽包括漂洗槽体、自动盖301、溢流口302、泵浦吸入口303、加热器304、泵浦吐出口307、泵浦循环装置305和花篮306，花篮306底部设有均流板和鼓泡308，漂洗槽体一侧设有溢流排放口310，溢流排放口310上设有电导率计309，漂洗槽体外还设有进水控制阀。

本发明中，如图5所示，预脱水槽包括预脱水槽体和设于预脱水槽体上方的电机311以及推拉机构312，预脱水槽体内设有花篮306，花篮306底部设有加热器。

本发明中，如图6所示，烘干槽包括烘干槽体和设于烘干槽体内的花篮306，花篮306的一侧设有隔板313，隔板313与烘干槽体之间设有石英加热管314，石英加热管314下方设有风机316，隔板313与槽体底部之间设有隔板回风口315，烘干槽体上方设有自动盖301，烘干槽体底部设有排水机构317。

实施例2：

本实施例提供了一种单晶制绒清洗工艺方法，具体包括以下步骤：

S1、将硅片装入花篮中，经传送带送至进料口，由机械手抓取花篮依次送至制绒槽、酸洗槽、水洗槽、预脱水槽和烘干槽中；

S2、由制绒槽、酸洗槽、水洗槽、预脱水槽和烘干槽分别进行预清洗、温水漂洗、制绒腐蚀、纯水漂洗、酸洗、预脱水和烘干工艺；

S3、经过制绒槽、酸洗槽、水洗槽、预脱水槽和烘干槽处理后的花篮再由机械手抓取，放于传送带上，并送至出料口。

在本实施例中，设定在经过制绒槽、酸洗槽、水洗槽、预脱水槽和烘干槽处理的过程中，还包括实时监测液位、槽盖状态、机械手到位状态、阀门启停状态、加热器启停状态、酸碱气体含量、空气压力值以及各槽体温度数据。

在本实施例中，设定经由制绒槽、酸洗槽、水洗槽、预脱水槽和烘干槽处理的工艺顺序如下：

预清洗、预清洗、温水漂洗、制绒腐蚀、制绒腐蚀、制绒腐蚀、纯水漂洗、制绒腐蚀、制绒腐蚀、制绒腐蚀、纯水漂洗、纯水漂洗、温水漂洗、酸洗、纯水漂洗、酸洗、纯水漂洗、纯水漂洗、预脱水、烘干、烘干、烘干。

本实施例采用多个功能槽体对单晶制绒进行清洗，清洗工艺简单，清洗程度高，有利于避免传统无法彻底清除产品表面的二氧化硅层的弊端，同时，全自动化的设备运转，安全稳定，有利于节约人工成本和节约生产成本，适用于大型工业化生产使用。

以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。