一种硅片传输装置及硅片传输系统的制作方法

本实用新型涉及太阳能电池加工设备技术领域，尤其涉及一种硅片传输装置及硅片传输系统。

背景技术：

在硅片的加工生产中，为了满足不同的应用需求，时常需要将硅片进行各种化学处理，随着自动化生产的普及，硅片一般会通过流水线运送至各个加工工位，而为了提高生产效率，有些加工工段需要将一个硅片放入另一个硅片底部进行堆叠，以便后续加工、运输或收纳。现有技术中，硅片的堆叠一般通过人力实现，不仅费时费力、堆叠效率低、不利于产业化、成本高，而且很容易因操作不当导致硅片污染或破损。因此，亟需一种新型的硅片传输装置来解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的在于提出一种硅片传输装置，能够是硅片在传输过程中堆叠，便于硅片的后续加工、运输及收纳。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种硅片传输装置，包括：

运输台，用于将第一硅片和第二硅片先后运至指定位置；

吸气组件，所述吸气组件位于所述指定位置的上方并能够以间歇的方式对先到达所述指定位置的所述第一硅片，以使所述第一硅片与所述运输台之间形成容纳所述第二硅片的容纳空间；及

限位结构，所述限位结构对应所述指定位置。

其中，所述吸气组件包括：

吸盘、第一固定架和抽真空装置，所述第一固定架设置在所述硅片传输装置的机架上，所述抽真空装置设置在固定架上，所述抽真空装置连接所述吸盘，所述吸盘朝向所述运输台设置。

其中，所述吸盘能够相对所述机架上下和/或沿所述硅片的运输方向滑动。

其中，所述硅片传输装置还包括收纳机构，所述收纳机构对应所述指定位置，所述收纳机构的内部设置有所述限位结构。

其中，所述限位结构包括上下对应设置的上限位件、下限位件以及设置在所述上限位件与所述下限位件之间的侧面挡板。

其中，所述上限位件和所述下限位件之间的距离至少为所述第一硅片和所述第二硅片的厚度之和。

其中，所述运输台包括一条运输轨道，所述指定位置位于所述运输轨道的运输终端；或

所述运输台包括两条呈直角的运输轨道，所述指定位置位于两条所述运输轨道延伸方向的交汇处。

其中，当所述运输台包括一条运输轨道时，所述运输轨道的运输终端还包括伸缩台；

当所述运输台包括两条呈直角的运输轨道时，两条所述运输轨道中至少一条运输轨道的运输终端包括伸缩台。

本实用新型的另一个目的在于提出一种硅片传输系统，能够是硅片在传输过程中堆叠，便于硅片的储存和加工。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种硅片传输系统，包括控制系统，还包括如上所述的硅片传输装置，所述控制系统分别与所述运输台和所述吸气组件连接。

其中，所述控制系统包括PLC控制系统和感应装置，所述感应装置对应所述指定位置，用于检测所述第一硅片的位置，所述PLC控制系统分别与所述感应装置、所述运输台和所述吸气组件连接。

有益效果：本实用新型提供了一种硅片传输装置及硅片传输系统。该硅片传输装置中，先到达指定位置的第一硅片在吸气组件的施力作用下与运输台脱离形成容纳第二硅片的容纳空间，第二硅片通过运输台运输至容纳空间内，使得第二硅片位于第一硅片的底部，从而实现硅片在运输过程中的堆叠，方便硅片的后续加工、运输及收纳；且指定位置处设置有限位结构，能够限制传送至指定位置的第一硅片和第二硅片的位置，避免第一硅片或第二硅片偏离，有利于硅片的运输与堆叠。

附图说明

图1是本实用新型实施例1提供的花篮与硅片的结构示意图；

图2是本实用新型实施例1提供的硅片运输系统中吸气组件向第一硅片施力时的结构示意图；

图3是本实用新型实施例1提供的硅片运输系统中第一硅片与第二硅片堆叠时的结构示意图；

图4是本实用新型实施例1提供的硅片运输系统的部分结构示意图；

图5是本实用新型实施例1提供的运输台的结构示意图；

图6是本实用新型实施例1提供的吸气组件的结构示意图；

图7是本实用新型实施例1提供的吸盘的结构示意图；

图8是本实用新型实施例2提供的硅片运输系统的部分结构示意图；

其中：

1、运输台；11、传输架；12、第一皮带组件；121、第一皮带；122、第一皮带轮；21、伸缩台；22、第二皮带组件；221、第二皮带；222、第二皮带轮；4、吸气组件；41、吸盘；411、吸附孔；421、第一支架；4211、长条孔；422、第二支架；6、花篮；61、侧板；62、侧部支撑杆；621、卡齿；63、底部支撑杆；7、硅片。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

实施例1

本实施例提供了一种硅片传输系统，该硅片传输系统可以应用于太阳能电池制备的过程中，例如制绒工艺内，用于运输硅片，并可以将运输过程中的硅片堆叠，以方便硅片的储存或加工。

硅片传输系统包括硅片传输装置及控制组件。硅片传输装置包括机架、运输台和外力机构。外力机构和运输台均可以安装于机架上。运输台可以用于承载硅片，并将第一硅片和第二硅片先后运至指定位置处，以便进行堆叠。外力机构与指定位置对应，以便能够对先到达指定位置的第一硅片施加外力，以使第一硅片与运输台之间形成容纳第二硅片的容纳空间。

具体地，先到达指定位置的硅片为第一硅片，后到达指定位置的硅片为第二硅片。由于外力机构向第一硅片施力，因此，外力机构可以采用间歇的方式向第一硅片施力，将第一硅片的部分或全部与运输台脱离后，第二硅片在运输台的作用下运输至第一硅片与运输台形成的容纳空间内，之后外力机构停止施力，第一硅片落下，且至少部分与第二硅片重叠。

本实施例中，外力机构可以包括吸气组件4。吸气组件4可以位于达到指定位置的的上方，从而向到达指定位置的第一硅片施加向上的吸附力，将第一硅片的部分或整体向上抬起。

在第一硅片抬起的过程中，为避免第一硅片偏离指定位置，硅片传输装置还可以包括限位结构，限位结构对应指定位置设置，以便限制传送至指定位置的第一硅片和第二硅片的位置，避免第一硅片或第二硅片偏离，有利于硅片的运输与堆叠。

具体地，限位结构可以包括下限位件以及与下限位件上表面垂直的侧面挡板。下限位件位于第一硅片的下方，第二硅片运输至容纳空间内后，下限位件与第二硅片的底面抵接，从下方限制硅片的位置；侧面挡板可以与第一硅片和第二硅片的至少两个侧面抵接(可以是相互平行的两个侧面、也可以是相互垂直的两个侧面、或者硅片三个侧面)，可以限制硅片的位置，实现第一硅片和第二硅片叠放并不偏离运输方向。可选的，限位结构也可以包括上下对应设置的上限位件、下限位件以及设置在上限位件和下限位件之间的侧面挡板。上限位件、下限位件及侧面挡板可以围设形成容纳硅片的空间。上限位件能够抵接在第一硅片的顶面，限制第一硅片向上移动距离，通过上限位件、下限位件及侧面挡板，可以限制硅片的位置，实现第一硅片和第二硅片叠放并不偏离运输方向。

为方便第二硅片进入容纳空间，以便位于第一硅片的下方，上限位件和下限位件之间的距离不小于第一硅片和第二硅片的厚度和。

本实施例中，硅片传输系统还可以包括收纳机构，收纳机构可以对应指定位置设置，以便将硅片运输至收纳机构内储存。可选地，第一硅片和第二硅片可以在运输过程中叠放，叠放后运输至收纳机构内，也可以是先运输至收纳机构内，使得第一硅片和第二硅片在收纳机构内重叠。当第一硅片和硅片在收纳机构内重叠时，收纳机构包括上述的限位结构。

本实施例中，运输台包括一条运输轨道，第一硅片和第二硅片先后通过同一条运输轨道达到指定位置，指定位置可以位于运输轨道的运输终端。限位结构可以设置于运输轨道的运输终端，侧面挡板可以与第一硅片和第二硅片的至少两个相互垂直的侧面抵接，通过上限位件、下限位件及侧面挡板，实现第一硅片和第二硅片叠放整齐。在运输轨道的运输终端也可对应设置收纳机构，有利于堆叠后的第一硅片和第二硅片进入收纳机构内，或者在包括上述的限位结构收纳机构内进行堆叠。

本实施例中，收纳机构可以为花篮，且运输轨道的运输终端能够伸入到花篮内，使得第一硅片和第二硅片在花篮内堆叠。如图1所示，花篮6可以竖直放置，花篮6的两个侧板61上下设置，侧部支撑杆62和底部支撑杆63上均设置有卡齿621，相邻的两个卡齿621分别为上限位件和下限位件，上限位件和下限位件之间形成卡槽，侧部支撑杆62和底部支撑杆63可以为侧面挡板。硅片7水平送入花篮6内，相邻的两个卡齿621可以放置有两张硅片7。

如图2和图3所示，在运输硅片7时，可以依次向相邻的两个卡齿621内输送两张硅片7，并当第一硅片进入卡槽内后，吸气组件4启动，第一硅片在吸气组件4的作用下受力向上移动，使得第一硅片与卡槽下方的卡齿621之间形成容纳第二硅片的容纳空间；之后运输轨道继续向花篮6内运输第二硅片，并在第二硅片7的至少部分伸入到容纳空间内后，吸气组件4停止吸附，第一硅片在重力作用下下落，且第一硅片的至少部分与第二硅片重叠。最后，运输轨道可继续工作，使得第二硅片完全进入卡槽内，第一硅片和第二硅片完成堆叠。在第一硅片和第二硅片的传输和堆叠过程中，花篮6的底部支撑杆63和侧部支撑杆62可以为硅片7限位，保证两证硅片7叠放整齐。

当相邻的两个卡齿621之间收纳有两张硅片7后，花篮6可以在竖直方向移动，使得运输轨道的运输终端与花篮6的下一卡槽的位置对应，以便向继续向花篮6内输入硅片7。在其他实施例中，当一个卡槽内堆叠有两张硅片7后，也可以是花篮6保持不动，硅片7运输系统中的运输台1上下移动，以使硅片7与下一卡槽相对。

如图4所示，运输轨道的运输终端还可以包括伸缩台21，伸缩台21与运输轨道连接，且能够沿运输轨道的运输方向伸缩，以便承接运输轨道上的硅片7，并将硅片7继续送入花篮6中。伸缩台21的宽度小于花篮6开口的宽度，以便伸缩台21能够顺利进入花篮6内。

伸缩台21可以与对应卡槽的下端的卡齿621平行或稍高于下端的卡齿621，使得硅片7顺利进入上下两个卡齿621之间，从而提高硅片7运输的精度，减少硅片7破片率。为保证硅片7进入卡槽过程中的稳定性，伸缩台21的端部可以伸入到花篮6的中心位置。

运输轨道可以采用带传动、链传动或滚轮传动带结构。如图5所示，本实施例中，运输轨道采用皮带传动结构传送硅片7，其包括传输架11和第一皮带组件12。其中，第一皮带组件12包括第一皮带121和两个第一皮带轮122，两个第一皮带轮122中一个为第一主动轮，另一个为第一从动轮。第一皮带轮122与传输架11转动配合，第一皮带121绕在两个第一皮带轮122上，第一主动轮转动带动第一从动轮转动，从而带动第一皮带121转动，以便实现硅片7的运输。运输轨道的宽度可以与硅片7的宽度相适配，以便提高承载、运输硅片7的稳定性。

为使硅片7由运输轨道传送至伸缩台21的过程中，受力均匀，伸缩台21可以相对运输轨道的中心线对称设置。伸缩台21的两侧分别对应设置有传输架11和第一皮带组件12，每个传输架11上均对应设置有第一皮带组件12。两个第一皮带组件12分别与硅片7的两侧配合，提高硅片传输的平稳性。

为使伸缩台21上的硅片7能够完全进入到花篮6内，伸缩台21上还设置有第二皮带组件22。具体地，第二皮带组件22包括第二皮带221和两个第二皮带轮222，第二皮带轮222与伸缩台21转动连接。两个第二皮带轮222中一个为第二主动轮，另一个为第二从动轮，第二主动轮和第二从动轮分别设置于伸缩台21沿硅片7运输方向设置的两端，第二主动轮能够通过驱动部件驱动转动。运输硅片7时，伸缩台21伸入花篮6内，此时伸缩台21上的硅片7至少部分位于卡槽内。之后启动第二皮带组件22，第二主动轮在驱动部件的驱动下转动，带动第二从动轮和第二皮带221转动，从而带动硅片7移动，使得伸缩台21上的硅片7完全插入到卡槽内。其中，驱动部件可以为电机。

为了保证硅片7传送过程中受力均匀，伸缩台21上可以设置有两个第二皮带组件22，两个第二皮带组件22相对伸缩台21的中心对称设置，可以避免硅片7在输送过程中位置发生偏移。

由于硅片7的厚度一般为180μm，卡槽的宽度一般为4.2mm，综合考虑硅片7的厚度以及卡槽的宽度，吸气组件4产生的吸附力保证第一硅片向上抬起2-3mm即可，例如2mm、2.1mm、2.2mm、2.3mm、2.4mm、2.5mm、2.6mm、2.7mm、2.8mm、2.9mm、3mm。本实施例中，第一硅片选取向上抬起2mm。

如图6所示，吸气组件4包括第一固定架、吸盘41以及抽真空装置(图中未示出)。第一固定架可以与硅片传输装置的机架连接，吸盘41和抽真空装置均可以固定在第一固定架上，抽真空装置与吸盘41连接，吸盘41朝向运输台1设置。其中，第一固定架可以为L型结构，包括竖直设置的第一支架421和水平设置的第二支架422，第一支架421与机架连接，第二支架422向指定位置的方向伸出，吸盘41固定在第二支架422上，并与运输台1相对设置。抽真空装置通过管道与吸盘41连通，通过空气吸力将运输台1上的硅片7吸附到吸盘41上。

为了调整吸盘41与第一硅片的距离，从而保证吸盘41能够将第一硅片吸附住，第一支架421可以相对机架上下滑动，从而调整吸盘41与第一硅片的间距。具体地，第一支架421上设置有沿高度方向设置的长条孔4211，机架上设置有螺纹孔，螺钉穿过长条孔4211后与螺纹孔配合，以将第一固定架固定在机架上。通过调整长条孔4211与螺纹孔的相对位置，可以调节吸盘41与第一硅片之间的距离。

可选地，吸盘41还可以相对机架沿硅片的运输方向滑动，以便将完成对硅片7的收纳后，将吸盘41由花篮6内抽出。具体地，第二支架422可以为伸缩杆，通过第二支架422的伸缩，可以带动吸盘41沿硅片的运输方向移动，从而使吸盘41能够伸入到花篮6内或从花篮6内收回。此外，吸盘41伸入花篮6或由花篮6内收回还可以通过第二支架422相对第一支架421滑动实现。第二支架422上可以设置有沿硅片运输方向延伸的滑动孔，第一支架421的上端设置有螺纹孔，螺钉穿过滑动孔后与螺纹孔配合，通过调整螺钉在滑动孔内的位置，可以调整吸盘41的伸出长度。此处滑动孔与上述长条孔结构及功能相同，此处不再赘述。

在其他实施例中，吸盘41可以在能够相对机架上下滑动基础上，也能够相对机架沿硅片7的运输方向滑动。

在其他实施例中，吸盘沿硅片的运输方向和上下方向滑动还可以通过滑轨滑块等实现。具体地，第一支架421设置有第一滑块，机架上设置有沿硅片的运输方向设置的第一滑轨，第一滑块与第一滑轨配合实现第一支架421沿硅片的运输的滑动，从而改变吸盘41伸入花篮6内的深度。第一支架421上设置有沿垂直方向延伸的第二滑轨，第二支架422上设置有与第二滑轨配合的第二滑块，可以实现第二支架422相对第一支架421的上下滑动，从而实现吸盘41高度方向的调整。

如图7所示，吸盘41的底部设置有多个吸附孔411，吸附孔411与管道连通。为了避免硅片7的局部受力不均而导致硅片7损坏的问题，多个吸附孔411呈多个同心圆环排布，且直径较小的圆环上的吸附孔411数量少，直径较大的圆环上吸附孔411的数量多，有利于硅片7受力均匀。

为避免吸盘41吸附力过大导致硅片7破碎，吸附孔411的直径可以为0.6-1mm，例如0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm。吸盘41内的压力可以在0.4-0.5Mpa，例如0.4Mpa、0.45Mpa、0.5Mpa，既能够保证硅片7被吸起处于悬浮状态，又能避免气体压差过大造成硅片7碎片。本实施例中，吸附孔411的直径可以为0.8mm、吸盘41的压力为0.45Mpa。

为使运输台1与外力机构能够更好的协同工作，控制组件包括PLC控制系统和感应装置，PLC控制系统分别与运输台1、吸气组件4和感应装置电连接，控制组件根据感应装置反馈的信号控制运输台1和外力机构的启停，以使二者更好地配合完成硅片7的运输。具体地，管道上还可以设置有启动阀和手动阀，控制组件与气动阀电连接，通过控制气动阀的开闭控制吸附组件的启停。通过设置手动阀，可以人工对气压进行微调，获得更好的吸附效果。

感应装置用于检测第一硅片的传输位置，以便控制吸气组件4工作将第一硅片抬起，从而方便第二硅片插入，避免第一硅片与第二硅片发生干涉。可选地，感应装置可以设置于伸缩台21的下方或伸缩台21上，感应装置可以通过接触式感应或光电式等非接触式感应检测第一硅片的位置。以光电式传感器为例，传感器可以设置于伸缩台21的下方，当第一硅片的端部传输至传感器的正下方时，由于硅片7对光线的折射、反射等作用，传感器接收到的光信号将发生变化，从而判断第一硅片到达指定位置，通过传感器向控制组件传送信号，控制组件即可控制吸气组件4工作。

此外，控制组件还可以包括控制面板，控制面板上设置有选择按钮，通过选择按钮可以选择硅片传输系统在传输硅片7过程中是否进行叠放硅片7操作。

本实施例中硅片7运输系统的具体工作过程如下：

运输台1的运输终端与花篮6中对应的卡槽位置对应，以便向花篮6内运输硅片7。伸缩台21相对传输架11滑动，以便伸入花篮6内。第一皮带组件12工作，使第一硅片传输至伸缩台21上后，第二皮带组件22工作，使得第一硅片完全进入到卡槽内。感应装置感应到第一硅片达到指定位置，向PLC控制系统发送电信号，PLC控制系统接收到电信号后，控制吸气组件4工作，使得第一硅片向上移动。此过程中，第二硅片在第一皮带组件12的作用下输送至伸缩台21上，当第二硅片的部分或完全插入到容纳空间内时，吸气组件4关闭，第一硅片在重力作用下下落叠放在第二硅片上；第二皮带组件22继续工作，带动第二硅片完全进入到卡槽内。两张硅片7插入卡槽内后，伸缩台21相对传输架11反向滑动以从花篮6内收回，花篮6相对硅片7运输装置移动，以便向下一卡槽内输送硅片7。

在上述步骤中，也可以先将第一硅片通过第一皮带组件12传送至伸缩台21上后，伸缩台21再滑动伸入到花篮6内。

采用本实施例提供的硅片传输系统，硅片7可以在指定位置堆叠，方便硅片7的储存和使用，且采用上述硅片传输系统向花篮6等容器内运输硅片7，能够将硅片7的运输效率由每小时4000片提升至每小时4800片，破片率可以由0.05％降低至0.02％。

实施例2

本实施例提供了一种硅片传输系统，其与实施例1中的硅片传输系统大致相同，与实施例1中不同的是，如图8所示，本实施例中运输台1包括两条运输轨道，两条运输轨道可以呈一定角度设置，且两条运输轨道延长线的交汇处为进行硅片7堆叠的指定位置。本实施例中，两条运输轨道的夹角呈直角，且两条运输轨道的运输终端交汇。

具体地，两条运输轨道分别为输送第一硅片的第一轨道和用于输送第二硅片的第二轨道。当第一硅片通过第一轨道输送至指定位置后，外力机构开始向第一硅片施力，使得第一硅片向上移动。之后，第二硅片通过第二轨道运输至指定位置处。外力机构停止施力后，第一硅片与第二硅片堆叠。

本实施例中，第一轨道和第二轨道中的一个的运输终端可以设置有伸缩板。以伸缩板与第二轨道连接为例，第一轨道不低于伸缩板，可选的第一轨道稍高于伸缩板。第一轨道输送第一硅片至运输终端后，第一硅片落在伸缩板上。吸气组件4可以设置在伸缩板的上方，第一硅片在吸气组件4的作用下被抬起后，第二轨道将第二硅片输送至伸缩板上，使得第一硅片与第二硅片堆叠。

在其他实施例中，指定位置可以设置有承接台，承接台位于收纳机构内，且承接台的表面不高于凹槽的下端卡齿621的上表面。吸气组件4设置在承接台的上方。第一轨道和第二轨道的运输终端与承接台连接。第一轨道和第二轨道的运输终端可以均设置有伸缩台21，伸缩台21伸出后与承接台连接或位于承接台上方，伸缩台表面不低于凹槽的下端卡齿621的上表面。可选的，第一轨道和第二轨道中一条轨道的运输终端设置有伸缩台21，伸缩台21伸出后与承接台连接。

为方便两条运输轨道将硅片7送入收纳机构内，收纳机构仅在相邻的两侧上设置有限位结构。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。