用于光伏组件生产线的清洗设备的制作方法

文档序号:11406944阅读:341来源:国知局
用于光伏组件生产线的清洗设备的制造方法与工艺

本实用新型属于光伏生产技术领域,涉及一种用于光伏组件生产线的清洗设备以及清洗方法。



背景技术:

太阳能光伏发电是新能源和可再生能源的重要组成部分,被认为是当前世界上最有发展前景的新能源技术。太阳能电池的制备过程一般为:前道化学预处理、扩散制备PN结、去边结处理、去磷硅玻璃、镀氮化硅薄膜、丝网印刷与烧结处理,其中前道化学预处理工艺包括硅片清洗工艺和制绒工艺。硅片清洗的好坏对后期制绒影响极大。好的绒面能提高太阳能电池对入射光的吸收效率,提高太阳能电池的发电效率,反之亦然。因此,硅片清洗的好坏对太阳能电池性能有着极大的影响。

由于硅片在切割的过程中,硅片表面会带入油污、手指印、粉尘等异物,这些异物在硅片制绒时,比较难去除的。这些异物一方面会造成电池表面有痕迹,另外一方面会对电池片效率造成影响。在硅片清洗时,需要在清洗液中添加添加剂,以增强清洗效果。此外,还需要对清洗液进行加热。

传统工艺需要消耗大量的水源,并且盐酸和氢氟酸对操作者带来伤害和对周边环境会带来污染,也使硅片无法在净化室内进行清洗,很难提高硅片的清洁度。更重要的是如果未对硅片上的盐酸、氢氟酸彻底洗净,日久之后会对硅电池产生延迟性腐蚀,影响太阳能电池的使用寿命。传统的制作工艺能耗高、污染严重、污水处理及空气净化复杂,是本领域技术人员亟待解决的一个问题。



技术实现要素:

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题,提出了一种用于光伏组件生产线的清洗设备以及清洗方法,该清洗设备结合清洗与干燥两种功能,清洗液的洗净程度高,利于提高光伏组件的使用寿命。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现:

用于光伏组件生产线的清洗设备,包括纵横排列的第一清洗室、第二清洗室、第三清洗室、第四清洗室、第五清洗室、第六清洗室、第七清洗室、第八清洗室、第九清洗室、第一干燥室、第二干燥室、第三干燥室和第四干燥室;每个清洗室都包括上室体和下室体,其中上室体具有一组隔板一、一组隔板二和一组隔板三,隔板一包围出清洗槽,隔板二包围在隔板一的外侧,隔板二与隔板一之间形成进液腔,隔板三包围在隔板二的外侧,隔板三构成上室体的外壁,隔板三与隔板二之间形成加热腔,加热腔内设有电加热器;隔板一具有至少两个带开关阀的入液口,清洗槽内还设有至少两组喷淋管,每组喷淋管两两相对地固定在隔板一的内壁上,每个喷淋管上开设有若干个喷淋孔,且喷淋孔呈间隔地上下分布;每组喷淋管依次首尾相连,每组喷淋管的第一个喷淋管的进口固接入液管,入液管与隔板一的一个入液口连接,入液管和入液口之间还设有密封塞;进液腔的底部具有带开关阀的进液口,进液管穿设下室体并与进液口相连,进液管和进液口之间设有密封塞;清洗槽的底部具有带开关阀的出液口,排液管穿设下室体并与出液口相连,排液管和出液口之间设有密封塞;第二清洗室的进液口连接进液管二,进液管二与去离子水罐相连,第二清洗室的出液口连接排液管二,排液管二与废液池相连,进液管二和排液管二上均设有液泵;第四清洗室的进液口连接进液管四,进液管四与酸性溶液储液罐一相连,第四清洗室的出液口连接排液管四,排液管四与废液池相连,进液管四和排液管四上均设有液泵;第五清洗室的进液口连接进液管五,进液管五与去离子水罐相连,第五清洗室的出液口连接排液管五,排液管五与废液池相连,进液管五和排液管五上均设有液泵;第六清洗室的进液口连接进液管六,进液管六与碱性溶液储液罐相连,第六清洗室的出液口连接排液管六,排液管六与废液池相连,进液管六和排液管六上均设有液泵;第七清洗室的进液口连接进液管七,进液管七与去离子水罐相连,第七清洗室的出液口连接排液管七,排液管七依次穿设第三干燥室、第八清洗室和第四干燥室,并延伸至第一清洗室,排液管七与第一清洗室的进液口相连,进液管七和排液管七上均设有液泵;第一清洗室的出液口连接排液管一,排液管一依次穿设第一干燥室和第三清洗室,并与废液池相连,排液管一上设有液泵;第八清洗室的进液口连接进液管八,进液管八与酸性溶液储液罐二相连,第八清洗室的出液口连接排液管八,排液管八穿设第四干燥室并延伸至第三清洗室,排液管八与第三清洗室的进液口相连,进液管八和排液管八上均设有液泵;第三清洗室的出液口连接排液管三,排液管三与废液池相连,排液管三上设有液泵;第九清洗室的进液口连接进液管九,进液管九与去离子水罐相连,第九清洗室的出液口连接排液管九,排液管九依次穿设第四干燥室、第一清洗室和第二干燥室并延伸至第五清洗室,排液管九与第五清洗室的进液口相连,进液管九和排液管九上均设有液泵。

第二清洗室通入去离子水清洗硅片,第四清洗室通入酸性溶液清洗硅片,第五清洗室通入去离子水清洗硅片,第六清洗室通入碱性溶液清洗硅片,第七清洗室通入去离子水清洗硅片,第八清洗室通入酸性溶液清洗硅片,第九清洗室通入去离子水清洗硅片,第二清洗室、第四清洗室、第五清洗室和第六清洗室清洗后所形成的废液都排入废液池,第七清洗室清洗后所形成的废液排入第一清洗室供下一批硅片清洗之用,第八清洗室清洗后所形成的废液排入第三清洗室供下一批硅片清洗之用,第九清洗室的废液排入第五清洗室供下一批硅片清洗之用,清洗液得到循环利用,且在清洗液的循环过程中,由于穿设了干燥室和其它清洗室,能充分利用余温,降低能耗。

在上述的用于光伏组件生产线的清洗设备中,排液管三依次穿设第一干燥室和第四清洗室,并与废液池相连;进液管四依次穿设第三清洗室和第一干燥室,并延伸至第四清洗室,排液管四依次穿设第二干燥室和第六清洗室,并与废液池相连;进液管五依次穿设第四清洗室、第二干燥室,并延伸至第五清洗室,排液管五依次穿设第二干燥室、第六清洗室、第三干燥室和第七清洗室,并与废液池相连;进液管六依次穿设第五清洗室和第二干燥室,并延伸至第六清洗室,排液管六依次穿设第三干燥室和第八清洗室,并与废液池相连;进液管七依次穿设第六清洗室、第三干燥室,并延伸至第七清洗室;进液管八依次穿设第七清洗室和第三干燥室,并延伸至第八清洗室;进液管九依次穿设第八清洗室和第四干燥室,并延伸至第九清洗室。

在上述的用于光伏组件生产线的清洗设备中,每个清洗室还包括一个低液位感应器、一个高液位感应器和一个温度感应器,低液位感应器和高液位感应器分别固设在隔板一内壁的预设高度,温度感应器固设在低液位感应器和高液位感应器之间,隔板一的入液口高于高液位感应器。

在上述的用于光伏组件生产线的清洗设备中,隔板一还开设有溢流口,溢流口处于高液位感应器和温度感应器之间,溢流口连接溢流管,溢流管和溢流口之间设有密封塞。溢流管穿设进液腔和下室体,并与废液池相连。

在上述的用于光伏组件生产线的清洗设备中,隔板三采用隔热材料,隔板二采用导热材料,隔板一采用保温材料。

在上述的用于光伏组件生产线的清洗设备中,隔板一的内壁还水平凸设至少一对支撑架,硅片架放置在支撑架上,硅片架内承载硅片,两支撑架的间距小于硅片架的宽度,上室体还具有盖板。

在上述的用于光伏组件生产线的清洗设备中,每个清洗室还设有超声波组件,超声波组件包括超声波发生器、超声波振板以及超声波反射板,超声波发生器固设在下室体内,超声波振板与超声波发生器电连接,超声波振板处于清洗槽内,清洗槽的底部固设有向上凸起的支撑块,超声波振板放置在支撑块上;超声波反射板为上下开口结构,且超声波反射板的内径自下开口向上开口逐渐增大,超声波振板容置于超声波反射板内,超声波反射板和清洗槽之间设有弹簧,弹簧的一端固定在超声波反射板的底部,弹簧的另一端固定在清洗槽的底部,支撑块穿设弹簧以及超声波反射板的下开口;超声波反射板的内壁呈不规则的波浪形。

在上述的用于光伏组件生产线的清洗设备中,每个干燥室都具有上干燥室和下加热室,其中上干燥室具有隔板盖板、一组围板一和一组围板二,围板一包围出容置硅片的干燥腔;围板二包围在围板一的外侧,围板二与围板一之间形成气流腔,围板二构成上干燥室的外壁,隔板盖板盖设在围板一和围板二的上端部;围板一间隔地开设有若干个通气孔,通气孔连通气流腔和干燥腔;下加热室容置加热液体,并插入有电加热棒,下加热室内还设有高液位传感器和低液位传感器,高液位传感器和低液位传感器固设在下加热室内壁的预设高度;上干燥室还设有多组喷气管,喷气管连接氮气罐,硅片干燥时,通过喷气管向硅片喷吹氮气;进液管或者排液管从下加热室的一侧穿入,并从下加热室的另一侧穿出。

在上述的用于光伏组件生产线的清洗设备中,第二清洗室处于第一横列;第四清洗室、第一干燥室和第三清洗室处于第二横列,且第一干燥室处于第四清洗室和第三清洗室之间;第五清洗室、第二干燥室、第一清洗室、第四干燥室和第九清洗室处于第三横列,且第二干燥室处于第五清洗室和第一清洗室之间,第四干燥室处于第一清洗室和第九清洗室之间;第六清洗室、第三干燥室和第八清洗室处于第四横列,且第三干燥室处于第六清洗室和第八清洗室之间;第七清洗室处于第五横列;第五清洗室处于第一纵列;第四清洗室、第二干燥室和第六清洗室处于第二纵列,且第二干燥室处于第四清洗室和第六清洗室之间;第二清洗室、第一干燥室、第一清洗室、第三干燥室和第七清洗室处于第三纵列,且第一干燥室处于第二清洗室和第一清洗室之间,第三干燥室处于第一清洗室和第七清洗室之间;第三清洗室、第四干燥室和第八清洗室处于第四纵列,且第四干燥室处于第三清洗室和第八清洗室之间;第九清洗室处于第五纵列。

一种光伏硅片清洗方法,采用上述清洗设备,包括以下步骤:

1)将承载有硅片的硅片架传送至第二清洗室内,开启第二清洗室的进液口和入液口,进液管二向进液腔输入去离子水,喷淋管将去离子水喷向硅片,同时关闭出液口,当清洗槽内的液体浸没硅片时,关闭进液口和入液口,硅片浸没于去离子水中进行清洗,清洗完成后,开启出液口,将第二清洗室的清洗槽内的废液通过排液管二排入废液池,清洗槽内液面下降时,保持开启出液口的同时,开启进液口和入液口,再次通过喷淋管向硅片喷去离子水,去除硅片表面附着的杂质,当废液被全部排出时,关闭入液口;

2)将承载有硅片的硅片架从第二清洗室提出,并将其传送至第一干燥室内,硅片和硅片架在第一干燥室内被干燥,以去除硅片和硅片架附着的去离子水;

3)将承载有硅片的硅片架从第一干燥室提出,并将其传送至第四清洗室内,开启第四清洗室的进液口和入液口,进液管二向进液腔输入酸性溶液,同时将加热腔内的电加热器通电,进液腔内酸性溶液高度到达入液口处时,喷淋管将酸性溶液喷向硅片,同时关闭出液口,当清洗槽内的液体浸没硅片时,关闭进液口和入液口,硅片浸没于酸性溶液中进行清洗,清洗完成后,开启出液口,将第四清洗室的清洗槽内的废液通过排液管四排入废液池,清洗槽内液面下降时,保持开启出液口的同时,开启进液口和入液口,再次通过喷淋管向硅片喷酸性溶液,去除硅片表面附着的杂质,当废液被全部排出时,关闭入液口;

4)将承载有硅片的硅片架从第四清洗室提出,并将其传送至第二干燥室内,硅片和硅片架在第二干燥室内被干燥,以去除硅片和硅片架附着的酸性溶液;

5)将承载有硅片的硅片架从第二干燥室提出,并将其传送至第五清洗室内,开启第五清洗室的进液口和入液口,进液管五向进液腔输入去离子水,进液腔内去离子水高度到达入液口处时,喷淋管将去离子水喷向硅片,同时关闭出液口,当清洗槽内的液体浸没硅片时,关闭进液口和入液口,硅片浸没于去离子水中进行清洗,清洗完成后,开启出液口,将第二清洗室的清洗槽内的废液通过排液管五排入废液池,清洗槽内液面下降时,保持开启出液口的同时,开启进液口和入液口,再次通过喷淋管向硅片喷去离子水,去除硅片表面附着的杂质,当废液被全部排出时,关闭入液口;

6)将承载有硅片的硅片架从第五清洗室提出,并将其传送至第二干燥室内,以去除硅片和硅片架附着的去离子水;

7)将承载有硅片的硅片架从第二干燥室提出,并将其传送至第六清洗室内,开启第六清洗室的进液口和入液口,进液管六向进液腔输入碱性溶液,同时将加热腔内的电加热器通电,进液腔内碱性溶液高度到达入液口处时,喷淋管将碱性溶液喷向硅片,同时关闭出液口,当清洗槽内的液体浸没硅片时,关闭进液口和入液口,硅片浸没于碱性溶液中进行清洗,清洗完成后,开启出液口,将第六清洗室的清洗槽内的废液通过排液管六排入废液池,清洗槽内液面下降时,保持开启出液口的同时,开启进液口和入液口,再次通过喷淋管向硅片喷碱性溶液,去除硅片表面附着的杂质,当废液被全部排出时,关闭入液口;

8)将承载有硅片的硅片架从第六清洗室提出,并将其传送至第三干燥室内,硅片和硅片架在第三干燥室内被干燥,以去除硅片和硅片架附着的碱性溶液;

9)将承载有硅片的硅片架从第三干燥室提出,并将其传送至第七清洗室内,开启第七清洗室的进液口和入液口,进液管七向进液腔输入去离子水,进液腔内去离子水高度到达入液口处时,喷淋管将去离子水喷向硅片,同时开启出液口,喷淋3min后,关闭出液口,当清洗槽内的液体浸没硅片时,关闭进液口和入液口,硅片浸没于去离子水中进行清洗,清洗完成后,开启出液口,将第七清洗室的清洗槽内的废液通过排液管七排入第一清洗室,用于下一批硅片清洗,清洗槽内液面下降时,保持开启出液口的同时,开启进液口和入液口,再次通过喷淋管向硅片喷去离子水,去除硅片表面附着的杂质,当废液被全部排出时,关闭入液口;

10)将承载有硅片的硅片架从第七清洗室提出,并将其传送至第三干燥室内,硅片和硅片架在第三干燥室内被干燥,以去除硅片和硅片架附着的去离子水;

11)将承载有硅片的硅片架从第三干燥室提出,并将其传送至第八清洗室内,开启第八清洗室的进液口和入液口,进液管八向进液腔输入酸性溶液,同时将加热腔内的电加热器通电,进液腔内酸性溶液高度到达入液口处时,喷淋管将酸性溶液喷向硅片,同时开启出液口,喷淋3min后,关闭出液口,当清洗槽内的液体浸没硅片时,关闭进液口和入液口,硅片浸没于酸性溶液中进行清洗,清洗完成后,开启出液口,将第八清洗室的清洗槽内的废液通过排液管八排入第三清洗室,用于下一批硅片清洗,清洗槽内液面下降时,保持开启出液口的同时,开启进液口和入液口,再次通过喷淋管向硅片喷酸性溶液,去除硅片表面附着的杂质,当废液被全部排出时,关闭入液口;

12)将承载有硅片的硅片架从第八清洗室提出,并将其传送至第四干燥室内,硅片和硅片架在第四干燥室内被干燥,以去除硅片和硅片架附着的酸性溶液;

13)将承载有硅片的硅片架从第四干燥室提出,并将其传送至第九清洗室内,开启第九清洗室的进液口和入液口,进液管九向进液腔输入去离子水,进液腔内去离子水高度到达入液口处时,喷淋管将去离子水喷向硅片,同时开启出液口,喷淋3min后,关闭出液口,当清洗槽内的液体浸没硅片时,关闭进液口和入液口,硅片浸没于去离子水中进行清洗,清洗完成后,开启出液口,将第九清洗室的清洗槽内的废液通过排液管九排入第五清洗室,用于下一批硅片清洗,清洗槽内液面下降时,保持开启出液口的同时,开启进液口和入液口,再次通过喷淋管向硅片喷去离子水,去除硅片表面附着的杂质,当废液被全部排出时,关闭入液口;

14)将承载有硅片的硅片架从第九清洗室提出,并将其传送至第四干燥室内,硅片和硅片架在第四干燥室内被干燥,以去除硅片和硅片架附着的去离子水,硅片完成清洗。

与现有技术相比,本实用新型具有的优势是:

1、每一次清洗完成之后都将硅片放入干燥室内进行干燥,通过干燥的方式去除硅片表面残留的清洗液,使上一步清洗残留下来的清洗液能够彻底去除,避免了清洗液混入下一步清洗的清洗液中,能够保证清洗液的清洗效果,同时清洗后清洗液的残留低,制成而成的光伏组件的使用寿命高;

2、第七清洗室清洗后所形成的废液排入第一清洗室供下一批硅片清洗之用,第八清洗室清洗后所形成的废液排入第三清洗室供下一批硅片清洗之用,第九清洗室的废液排入第五清洗室供下一批硅片清洗之用,清洗液得到循环利用,且在清洗液的进出循环过程中,由于穿设了干燥室和其它清洗室,能充分利用余温,降低能耗,减少污染。

附图说明

图1是本实用新型的清洗设备的管路俯视图。

图2是本实用新型的清洗设备的结构示意图。

图3是本实用新型的清洗设备的干燥室的结构示意图。

图中,1、第一清洗室;2、第二清洗室;3、第三清洗室;4、第四清洗室;5、第五清洗室;6、第六清洗室;7、第七清洗室;8、第八清洗室;9、第九清洗室;10、第一干燥室;11、第二干燥室;12、第三干燥室;13、第四干燥室;14、隔板一;15、隔板二;16、隔板三;17、清洗槽;18、进液腔;19、加热腔;20、电加热器;21、入液口;22、喷淋管;23、进液管;24、排液管;25、进液管二;26、排液管二;27、进液管四;28、排液管四;29、进液管五;30、排液管五;31、进液管六;32、排液管六;33、进液管七;34、排液管七;35、排液管一;36、进液管八;37、排液管八;38、排液管三;39、进液管九;40、排液管九;41、去离子水罐;42、酸性溶液储液罐一;43、碱性溶液储液罐;44、酸性溶液储液罐二;45、低液位感应器;46、高液位感应器;47、温度感应器;48、溢流口;49、溢流管;50、支撑架;51、硅片架;52、盖板;53、超声波发生器;54、超声波振板;55、超声波反射板;56、支撑块;57、弹簧;58、下加热室;59、隔板盖板;60、围板一;61、围板二;62、干燥腔;63、气流腔;64、通气孔;65、喷气管。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图,对本实用新型的技术方案作进一步的描述,但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1至图3所示,本实用新型提供了一种用于光伏组件生产线的清洗设备,包括纵横排列的第一清洗室1、第二清洗室2、第三清洗室3、第四清洗室4、第五清洗室5、第六清洗室6、第七清洗室7、第八清洗室8、第九清洗室9、第一干燥室10、第二干燥室11、第三干燥室12和第四干燥室13。

第一清洗室1、第二清洗室2、第三清洗室3、第四清洗室4、第五清洗室5、第六清洗室6、第七清洗室7、第八清洗室8和第九清洗室9用于不同的清洗步骤,第一干燥室10、第二干燥室11、第三干燥室12和第四干燥室13用于硅片的及时干燥,当硅片完成上一步骤的清洗后,需要进入下一步骤清洗前,需要先进行干燥,去除上一步骤残留的清洗液,避免上一步骤的清洗液携带进入下一步骤的清洗液中,避免两种清洗液混合影响清洗效果。第一清洗室1、第二清洗室2、第三清洗室3、第四清洗室4、第五清洗室5、第六清洗室6、第七清洗室7、第八清洗室8和第九清洗室9的结构一致,仅需根据清洗步骤的不同进行不同的操作即可。第一干燥室10、第二干燥室11、第三干燥室12和第四干燥室13的结构也一致,仅需根据干燥步骤的不同进行不同的操作即可。

具体地,每个清洗室都包括上室体和下室体,其中上室体具有一组隔板一14、一组隔板二15和一组隔板三16,隔板三16采用隔热材料,隔板二15采用导热材料,隔板一14采用保温材料。隔板一14包围出清洗槽17,清洗槽17能够容纳承载硅片的硅片架51进入,硅片在清洗槽17内进行清洗步骤。隔板二15包围在隔板一14的外侧,隔板二15与隔板一14之间形成进液腔18,清洗液先通入进液腔18,然后从进液腔18进入清洗槽17内。隔板三16包围在隔板二15的外侧,隔板三16构成上室体的外壁,隔板三16与隔板二15之间形成加热腔19,加热腔19内设有电加热器20;电加热器20通电后,对加热腔19内的气体或者液体进行加热,从而加热进液腔18,进液腔18内的清洗液被加热升温,清洗液在一定温度下清洗硅片,提高了清洗效率,且当硅片浸没在清洗槽17的清洗液中时,进液腔18仍充满有一定温度的清洗液,对清洗槽17起到保温效果,使清洗槽17内温度维持温度。

隔板一14界定出截面为四方形的清洗槽17,清洗槽17具有四个内壁,隔板一14具有两个带开关阀的入液口21,清洗槽17内还设有两组喷淋管22,一组喷淋管22对于一个入液口21,每组喷淋管22两两相对地固定在隔板一14的内壁上,两个喷淋管22为一组,两个喷淋管22对称设置,每个喷淋管22上开设有若干个喷淋孔,且喷淋孔呈间隔地上下分布,增大了喷淋范围;每组喷淋管22依次首尾相连,每组喷淋管22的第一个喷淋管22的进口固接入液管,入液管和入液口21之间还设有密封塞,即第一组喷淋管22与隔板一14的第一个入液口21连接,第二组喷淋管22与隔板二15的第二个入液口21连接,两组喷淋管22可受到不同的控制,可同时开启,或者只开启其中一组皆可。进液腔18内的清洗液通过喷淋管22喷入清洗槽17内,即对硅片先采用喷淋的方式进行清洗,当清洗槽17内的清洗液液面上升至覆盖硅片时,硅片浸没在清洗液中进行清洗。

具体地,进液腔18的底部具有带开关阀的进液口,进液管23穿设下室体并与进液口相连,进液管23和进液口之间设有密封塞;清洗槽17的底部具有带开关阀的出液口,排液管24穿设下室体并与出液口相连,排液管24和出液口之间设有密封塞。

第二清洗室2用去离子水对硅片进行清洗第二清洗室2的进液口连接进液管二25,进液管二25与去离子水罐41相连,第二清洗室2的出液口连接排液管二26,排液管二26与废液池相连,进液管二25和排液管二26上均设有液泵。

第四清洗室4用酸性溶液对硅片进行酸洗,酸性溶液可选择HF溶液。第四清洗室4的进液口连接进液管四27,进液管四27与酸性溶液储液罐一42相连,进液管四27依次穿设第三清洗室3和第一干燥室10,并延伸至第四清洗室4,第三清洗室3和第一干燥室10的余温能用于加热进液管四27内的酸性溶液,第四清洗室4的出液口连接排液管四28,排液管四28依次穿设第二干燥室11和第六清洗室6,排液管四28与废液池相连,进液管四27和排液管四28上均设有液泵;排出的废弃液所携带的热量能利用于第二干燥室11和第六清洗室6。

第五清洗室5用去离子水对硅片进行清洗,同时也能彻底去除第四清洗室4清洗后残留的酸性溶液。第五清洗室5的进液口连接进液管五29,进液管五29与去离子水罐41相连,进液管五29依次穿设第四清洗室4、第二干燥室11,并延伸至第五清洗室5,第四清洗室4和第二干燥室11的余温能用于加热进液管五29内的去离子水,第五清洗室5的出液口连接排液管五30,排液管五30依次穿设第二干燥室11、第六清洗室6、第三干燥室12和第七清洗室7,并与废液池相连;进液管五29和排液管五30上均设有液泵;排出的废弃液所携带的热量能利用于第二干燥室11、第六清洗室6、第三干燥室12和第七清洗室7。

第六清洗室6用碱性溶液对硅片进行清洗,碱性溶液可选择NaOH或者KOH溶液。第六清洗室6的进液口连接进液管六31,进液管六31与碱性溶液储液罐43相连,进液管六31依次穿设第五清洗室5和第二干燥室11,并延伸至第六清洗室6,第五清洗室5和第二干燥室11的余温能用于加热进液管六31内的碱性溶液,第六清洗室6的出液口连接排液管六32,排液管六32依次穿设第三干燥室12和第八清洗室8,并与废液池相连;进液管六31和排液管六32上均设有液泵;排出的废弃液所携带的热量能利用于第三干燥室12和第八清洗室8。

第七清洗室7用去离子水对硅片进行清洗,同时也能彻底去除第六清洗室6清洗后残留的碱性溶液。第七清洗室7的进液口连接进液管七33,进液管七33与去离子水罐41相连,进液管七33依次穿设第六清洗室6、第三干燥室12,并延伸至第七清洗室7;第六清洗室6、第三干燥室12的余温能用于加热进液管七33内的去离子水,第七清洗室7的出液口连接排液管七34,排液管七34依次穿设第三干燥室12、第八清洗室8和第四干燥室13,并延伸至第一清洗室1,排液管七34与第一清洗室1的进液口相连,进液管七33和排液管七34上均设有液泵;当硅片进入第七清洗室7进行清洗时,硅片表面的杂质大部分已经被清除,因此第七清洗室7的清洗液内所存在的杂质较少,排入第一清洗室1后,可循环利用于下一批的硅片清洗中。排出的清洗液所携带的热量能利用于第三干燥室12、第八清洗室8、第四干燥室13和第一清洗室1。

第一清洗室1的出液口连接排液管一35,排液管一35依次穿设第一干燥室10和第三清洗室3,并与废液池相连,排液管一35上设有液泵。

第八清洗室8的进液口连接进液管八36,进液管八36与酸性溶液储液罐二44相连,进液管八36依次穿设第七清洗室7和第三干燥室12,并延伸至第八清洗室8;第七清洗室7和第三干燥室12的余温能用于加热进液管八36内的酸性溶液,第八清洗室8的出液口连接排液管八37,排液管八37穿设第四干燥室13并延伸至第三清洗室3,排液管八37与第三清洗室3的进液口相连,进液管八36和排液管八37上均设有液泵;第八清洗室8用酸性溶液对硅片进行清洗,主要用于去除硅片表面的氧化物,硅片表面的杂质大部分已经被清除,因此第八清洗室8的清洗液内所存在的杂质较少,排入第三清洗室3后,可循环利用于下一批的硅片清洗中。排出的清洗液所携带的热量能利用于第四干燥室13和第三清洗室3。

第三清洗室3的出液口连接排液管三38,排液管三38依次穿设第一干燥室10和第四清洗室4,排液管三38与废液池相连,排液管三38上设有液泵。第三清洗室3清洗硅片时对清洗液进行了加热,因此清洗液排出时,携带有热量,余温可利用于第一干燥室10和第四清洗室4。

第九清洗室9的进液口连接进液管九39,进液管九39与去离子水罐41相连,进液管九39依次穿设第八清洗室8和第四干燥室13,并延伸至第九清洗室9。第八清洗室8和第四干燥室13的余温能用于加热进液管九39内的去离子水。第九清洗室9的出液口连接排液管九40,排液管九40依次穿设第四干燥室13、第一清洗室1和第二干燥室11并延伸至第五清洗室5,排液管九40与第五清洗室5的进液口相连,进液管九39和排液管九40上均设有液泵。第九清洗室9用去离子水对硅片进行最后一步清洗,同时也能彻底去除第八清洗室8清洗后残留的酸性溶液。第九清洗室9的清洗液洁净度高,排入第五清洗室5后,可循环利用于下一批的硅片清洗中。排出的清洗液所携带的热量能利用于第四干燥室13、第一清洗室1、第二干燥室11和第五清洗室5。

进一步地,每个清洗室还包括一个低液位感应器45、一个高液位感应器46和一个温度感应器47,分别用于检测清洗槽17内清洗液的液面高度以及清洗液温度,低液位感应器45和高液位感应器46分别固设在隔板一14内壁的预设高度,温度感应器47固设在低液位感应器45和高液位感应器46之间,隔板一14的入液口21高于高液位感应器46。

另一个清洗室的进液管23或者排液管24需穿设该清洗室时,进液管23或者排液管24都是自该清洗室的下室体穿入到进液腔18内,并环绕隔板一14若干圈后再穿出下室体,从而可以受到进液腔18内的余温加热。

优选地,隔板一14还开设有溢流口48,溢流口48处于高液位感应器46和温度感应器47之间,溢流口48连接溢流管49,溢流管49和溢流口48之间设有密封塞。溢流管49穿设进液腔18和下室体,并与废液池相连。漂浮在清洗液上层的杂质物质可随着清洗液流入溢流口48从而向外排出,避免了附着在硅片表面造成再度污染。

隔板一14的内壁还水平凸设至少一对支撑架50,硅片架51放置在支撑架50上,硅片架51内承载硅片,两支撑架50的间距小于硅片架51的宽度,上室体还具有盖板52。在清洗时,为减少外界杂质物,需将硅片架51完全地置于清洗槽17内,并盖上盖板52。

每个清洗室还设有超声波组件,超声波组件包括超声波发生器53、超声波振板54以及超声波反射板55,超声波发生器53固设在下室体内,超声波振板54与超声波发生器53电连接,超声波振板54处于清洗槽17内,清洗槽17的底部固设有向上凸起的支撑块56,超声波振板54放置在支撑块56上;超声波反射板55为上下开口结构,且超声波反射板55的内径自下开口向上开口逐渐增大,超声波反射板55呈碗形超声波振板54容置于超声波反射板55内,超声波反射板55和清洗槽17之间设有弹簧57,弹簧57的一端固定在超声波反射板55的底部,弹簧57的另一端固定在清洗槽17的底部,支撑块56穿设弹簧57以及超声波反射板55的下开口;超声波反射板55的内壁呈不规则的波浪形。超声波反射板55用于增大对超声波的反射,提高清洗效率。

每个干燥室都具有上干燥室和下加热室58,其中上干燥室具有隔板盖板59、一组围板一60和一组围板二61,围板一60包围出容置硅片的干燥腔62;围板二61包围在围板一60的外侧,围板二61与围板一60之间形成气流腔63,围板二61构成上干燥室的外壁,隔板盖板5952盖设在围板一60和围板二61的上端部;围板一60间隔地开设有若干个通气孔64,通气孔64连通气流腔63和干燥腔62;下加热室58容置加热液体,并插入有电加热棒,下加热室58内还设有高液位传感器和低液位传感器,高液位传感器和低液位传感器固设在下加热室58内壁的预设高度。下加热室58的电加热棒通电后液体加热,下加热室58采用两种方式使干燥腔62内的温度上升,一是下加热室58内的液体被加热时,直接作用于干燥腔62的底部进行加热,二是液体加热后所产生的蒸汽向上流入气流腔63内,并通过通气孔64进入到干燥室。上干燥室还设有多组喷气管65,喷气管65连接氮气罐,硅片干燥时,通过喷气管65向硅片喷吹氮气。进液管或者排液管从下加热室58的一侧穿入,并从下加热室58的另一侧穿出,从而能够利用到干燥室的余温。

可选择地,清洗室的清洗槽的底部还设有喷气管(图中未示),干燥室开设有排气口,干燥室与清洗室之间通过排气管连接,排气管的一端连接干燥室的排气口,排气管的另一端连接清洗槽的喷气管,干燥室排出的带温度的氮气通过排气管通入喷气管中,由喷气管喷至清洗槽的清洗液中,形成鼓泡效果,有利于提高清洗效率。

第二清洗室2处于第一横列;第四清洗室4、第一干燥室10和第三清洗室3处于第二横列,且第一干燥室10处于第四清洗室4和第三清洗室3之间;第五清洗室5、第二干燥室11、第一清洗室1、第四干燥室13和第九清洗室9处于第三横列,且第二干燥室11处于第五清洗室5和第一清洗室1之间,第四干燥室13处于第一清洗室1和第九清洗室9之间;第六清洗室6、第三干燥室12和第八清洗室8处于第四横列,且第三干燥室12处于第六清洗室6和第八清洗室8之间;第七清洗室7处于第五横列;第五清洗室5处于第一纵列;第四清洗室4、第二干燥室11和第六清洗室6处于第二纵列,且第二干燥室11处于第四清洗室4和第六清洗室6之间;第二清洗室2、第一干燥室10、第一清洗室1、第三干燥室12和第七清洗室7处于第三纵列,且第一干燥室10处于第二清洗室2和第一清洗室1之间,第三干燥室12处于第一清洗室1和第七清洗室7之间;第三清洗室3、第四干燥室13和第八清洗室8处于第四纵列,且第四干燥室13处于第三清洗室3和第八清洗室8之间;第九清洗室9处于第五纵列。

本实用新型还提供一种光伏硅片清洗方法,采用上述清洗设备,包括以下步骤:

1)将承载有硅片的硅片架51传送至第二清洗室2内,开启第二清洗室2的进液口和入液口21,进液管二25向进液腔18输入去离子水,进液腔18内去离子水高度到达入液口21处时,喷淋管22将去离子水喷向硅片,同时关闭出液口,当清洗槽17内的液体到达高液位感应器46时,关闭进液口和入液口21,开启超声波发生器53,硅片浸没于去离子水中进行清洗,清洗完成后,开启出液口,将第二清洗室2的清洗槽17内的废液通过排液管二26排入废液池,清洗槽17内液面下降到低液位感应器45时,保持开启出液口的同时,开启进液口和入液口21,再次通过喷淋管22向硅片喷去离子水,去除硅片表面附着的杂质,当废液被全部排出时,关闭入液口21;

2)将承载有硅片的硅片架51从第二清洗室2提出,并将其传送至第一干燥室10内,开启喷气管65,向硅片喷吹氮气,同时将其下加热室58的电加热棒接通电源,硅片和硅片架51在第一干燥室10内被干燥,以去除硅片和硅片架51附着的去离子水;

3)将承载有硅片的硅片架51从第一干燥室10提出,并将其传送至第四清洗室4内,开启第四清洗室4的进液口和入液口21,进液管二25向进液腔18输入酸性溶液,同时将加热腔19内的电加热器20通电,进液腔18内酸性溶液高度到达入液口21处时,喷淋管22将酸性溶液喷向硅片,同时关闭出液口,当清洗槽17内的液体到达高液位感应器46时,关闭进液口和入液口21,开启超声波发生器53,硅片浸没于酸性溶液中进行清洗,清洗完成后,开启出液口,将第四清洗室4的清洗槽17内的废液通过排液管四28排入废液池,清洗槽17内液面下降到低液位感应器45时,保持开启出液口的同时,开启进液口和入液口21,再次通过喷淋管22向硅片喷酸性溶液,去除硅片表面附着的杂质,当废液被全部排出时,关闭入液口21;

4)将承载有硅片的硅片架51从第四清洗室4提出,并将其传送至第二干燥室11内,开启喷气管65,向硅片喷吹氮气,同时将其下加热室58的电加热棒接通电源,硅片和硅片架51在第二干燥室11内被干燥,以去除硅片和硅片架51附着的酸性溶液;

5)将承载有硅片的硅片架51从第二干燥室11提出,并将其传送至第五清洗室5内,开启第五清洗室5的进液口和入液口21,进液管五29向进液腔18输入去离子水,进液腔18内去离子水高度到达入液口21处时,喷淋管22将去离子水喷向硅片,同时关闭出液口,当清洗槽17内的液体到达高液位感应器46时,关闭进液口和入液口21,开启超声波发生器53,硅片浸没于去离子水中进行清洗,清洗完成后,开启出液口,将第二清洗室2的清洗槽17内的废液通过排液管五30排入废液池,清洗槽17内液面下降到低液位感应器45时,保持开启出液口的同时,开启进液口和入液口21,再次通过喷淋管22向硅片喷去离子水,去除硅片表面附着的杂质,当废液被全部排出时,关闭入液口21;

6)将承载有硅片的硅片架51从第五清洗室5提出,并将其传送至第二干燥室11内,开启喷气管65,向硅片喷吹氮气,硅片和硅片架51在第二干燥室11内被干燥,以去除硅片和硅片架51附着的去离子水;

7)将承载有硅片的硅片架51从第二干燥室11提出,并将其传送至第六清洗室6内,开启第六清洗室6的进液口和入液口21,进液管六31向进液腔18输入碱性溶液,同时将加热腔19内的电加热器20通电,进液腔18内碱性溶液高度到达入液口21处时,喷淋管22将碱性溶液喷向硅片,同时关闭出液口,当清洗槽17内的液体到达高液位感应器46时,关闭进液口和入液口21,开启超声波发生器53,硅片浸没于碱性溶液中进行清洗,清洗完成后,开启出液口,将第六清洗室6的清洗槽17内的废液通过排液管六32排入废液池,清洗槽17内液面下降到低液位感应器45时,保持开启出液口的同时,开启进液口和入液口21,再次通过喷淋管22向硅片喷碱性溶液,去除硅片表面附着的杂质,当废液被全部排出时,关闭入液口21;

8)将承载有硅片的硅片架51从第六清洗室6提出,并将其传送至第三干燥室12内,开启喷气管65,向硅片喷吹氮气,同时将其下加热室58的电加热棒接通电源,硅片和硅片架51在第三干燥室12内被干燥,以去除硅片和硅片架51附着的碱性溶液;

9)将承载有硅片的硅片架51从第三干燥室12提出,并将其传送至第七清洗室7内,开启第七清洗室7的进液口和入液口21,进液管七33向进液腔18输入去离子水,进液腔18内去离子水高度到达入液口21处时,喷淋管22将去离子水喷向硅片,同时开启出液口,喷淋3min后,关闭出液口,当清洗槽17内的液体到达高液位感应器46时,关闭进液口和入液口21,开启超声波发生器53,硅片浸没于去离子水中进行清洗,清洗完成后,开启出液口,将第七清洗室7的清洗槽17内的废液通过排液管七34排入第一清洗室1,用于下一批硅片清洗,清洗槽17内液面下降到低液位感应器45时,保持开启出液口的同时,开启进液口和入液口21,再次通过喷淋管22向硅片喷去离子水,去除硅片表面附着的杂质,当废液被全部排出时,关闭入液口21;

10)将承载有硅片的硅片架51从第七清洗室7提出,并将其传送至第三干燥室12内,开启喷气管65,向硅片喷吹氮气,硅片和硅片架51在第三干燥室12内被干燥,以去除硅片和硅片架51附着的去离子水;

11)将承载有硅片的硅片架51从第三干燥室12提出,并将其传送至第八清洗室8内,开启第八清洗室8的进液口和入液口21,进液管八36向进液腔18输入酸性溶液,同时将加热腔19内的电加热器20通电,进液腔18内酸性溶液高度到达入液口21处时,喷淋管22将酸性溶液喷向硅片,同时开启出液口,喷淋3min后,关闭出液口,当清洗槽17内的液体到达高液位感应器46时,关闭进液口和入液口21,开启超声波发生器53,硅片浸没于酸性溶液中进行清洗,清洗完成后,开启出液口,将第八清洗室8的清洗槽17内的废液通过排液管八37排入第三清洗室3,用于下一批硅片清洗,清洗槽17内液面下降到低液位感应器45时,保持开启出液口的同时,开启进液口和入液口21,再次通过喷淋管22向硅片喷酸性溶液,去除硅片表面附着的杂质,当废液被全部排出时,关闭入液口21;

12)将承载有硅片的硅片架51从第八清洗室8提出,并将其传送至第四干燥室13内,开启喷气管65,向硅片喷吹氮气,同时将其下加热室58的电加热棒接通电源,硅片和硅片架51在第四干燥室13内被干燥,以去除硅片和硅片架51附着的酸性溶液;

13)将承载有硅片的硅片架51从第四干燥室13提出,并将其传送至第九清洗室9内,开启第九清洗室9的进液口和入液口21,进液管九39向进液腔18输入去离子水,进液腔18内去离子水高度到达入液口21处时,喷淋管22将去离子水喷向硅片,同时开启出液口,喷淋3min后,关闭出液口,当清洗槽17内的液体到达高液位感应器46时,关闭进液口和入液口21,开启超声波发生器53,硅片浸没于去离子水中进行清洗,清洗完成后,开启出液口,将第九清洗室9的清洗槽17内的废液通过排液管九40排入第五清洗室5,用于下一批硅片清洗,清洗槽17内液面下降到低液位感应器45时,保持开启出液口的同时,开启进液口和入液口21,再次通过喷淋管22向硅片喷去离子水,去除硅片表面附着的杂质,当废液被全部排出时,关闭入液口21;

14)将承载有硅片的硅片架51从第九清洗室9提出,并将其传送至第四干燥室13内,开启喷气管65,向硅片喷吹氮气,同时将其下加热室58的电加热棒接通电源,硅片和硅片架51在第四干燥室13内被干燥,以去除硅片和硅片架51附着的去离子水,硅片完成清洗。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了第一清洗室1;第二清洗室2;第三清洗室3;第四清洗室4;第五清洗室5;第六清洗室6;第七清洗室7;第八清洗室8;第九清洗室9;第一干燥室10;第二干燥室11;第三干燥室12;第四干燥室13;隔板一14;隔板二15;隔板三16;清洗槽17;进液腔18;加热腔19;电加热器20;入液口21;喷淋管22;进液管23;排液管24;进液管二25;排液管二26;进液管四27;排液管四28;进液管五29;排液管五30;进液管六31;排液管六32;进液管七33;排液管七34;排液管一35;进液管八36;排液管八37;排液管三38;进液管九39;排液管九40;去离子水罐41;酸性溶液储液罐一42;碱性溶液储液罐43;酸性溶液储液罐二44;低液位感应器45;高液位感应器46;温度感应器47;溢流口48;溢流管49;支撑架50;硅片架51;盖板52;超声波发生器53;超声波振板54;超声波反射板55;支撑块56;弹簧57;下加热室58;隔板盖板59;围板一60;围板二61;干燥腔62;气流腔63;通气孔64;喷气管65等术语,但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质;把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

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