一种晶硅电池片链式碱抛光生产线以及链式碱抛光方法与流程

本发明涉及太阳能电池制备技术领域，具体涉及一种晶硅电池片链式碱抛光生产线以及链式碱抛光方法。

背景技术：

高效和低成本是现今太阳电池产业的发展方向。要提升高效太阳电池的效率，需要对其正面和背面进行区别处理。影响电池少子寿命和效率的因素之一是表面复合速度，而表面复合速度和晶硅片的正、反两个表面的形貌、比面积和钝化质量有关。另一个影响电池效率的因素是电池的陷光能力，陷光能力取决于正表面的折射率和背表面的反射率。因此背表面的情况会在很大程度上影响电池效率，要提高电池效率就要对电池的背表面进行优化。对背面进行优化处理的方法一般是单面湿法化学抛光，可以将硅片背表面的织构化绒面抛去，将背表面平坦化，甚至达到镜面效果，以降低背表面的比面积。这将提升电池钝化效果，并能够利用镜面反射原理增加光的背面反射率，减小光的透射损失，同时能够改善后续沉积的金属背电场的质量。常规工艺过程中，利用硝酸将硅片背面和边缘氧化，形成氧化硅，氢氟酸与氧化硅反应生成络合物六氟硅酸，从而使正面与背面绝缘，后续利用强碱的选择性腐蚀来实现对电池背面的选择性抛光。

例如，中国专利文献cn109285772a公开了一种多晶硅太阳能晶硅电池片链式背抛光方法及其设备，该设备包括第一刻蚀装置、第二刻蚀装置、带液滚轮和抛光滚轮，且装置中使用硝酸和氢氟酸的混合溶液对硅片进行刻蚀，不仅酸的使用量较大，而且设备运行过程中会产生nox，但现有的链式背抛光生产线中并没有对nox进行有效处理的装置，这样就会使得nox对生产线和环境造成极大污染。

技术实现要素：

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的晶硅电池片生产中易产生nox，污染环境的问题，从而提供一种晶硅电池片链式碱抛光生产线以及链式碱抛光方法。

为实现上述目的，本发明提供一种晶硅电池片链式碱抛光生产线，包括：

封闭箱，封闭箱内依次设有相互连通的上料系统、第一酸洗系统、第一水洗系统、第一抛光系统、第二抛光系统、第二水洗系统、第二酸洗系统、第三水洗系统、烘干系统和出料系统；

第一酸洗系统和第二酸洗系统均包括储酸槽，储酸槽内装有氢氟酸溶液。

优选的是，第一酸洗系统和第二酸洗系统中部均设有酸洗浸泡槽，酸洗浸泡槽上设有酸洗输送辊，酸洗浸泡槽沿晶硅电池片输送方向的两端分别设有酸溢流槽，酸溢流槽和酸洗浸泡槽均与储酸槽连接。

优选的是，第一水洗系统、第二水洗系统和第三水洗系统中部均设有水洗浸泡槽，水洗浸泡槽上设有水洗输送辊，水洗输送辊上设有压水辊，压水辊上方沿输送方向依次设有多组喷淋装置，水洗浸泡槽与储水槽连接，储水槽内装有纯水。

优选的是，上料系统中部设有上料支架，上料支架上设有上料输送辊，上料输送辊上沿输送方向设有至少一排的上料规正轮。

优选的是，第一抛光系统和第二抛光系统中部均设有抛光浸泡槽，抛光浸泡槽上设有抛光输送辊，抛光浸泡槽沿晶硅电池片输送方向的两端分别设有抛光液溢流槽，抛光液溢流槽下方设有回液管，回液管另一端连接有储液系统，抛光液溢流槽远离抛光输送辊下侧设有出液支管，出液支管进液端设有出液盒，出液盒与储液系统连接。

优选的是，储液系统包括沿晶硅电池片输送方向依次设置的第一储液槽、第二储液槽和第三储液槽，第一储液槽、第二储液槽和第三储液槽内分别设置有加热器，第二储液槽内设有温度传感器，第一储液槽、第二储液槽和第三储液槽内均装有氢氧化钾溶液。

优选的是，烘干系统中部设有烘干支架，烘干支架上设有烘干输送辊，烘干输送辊上下两侧对称位置设有一对热风刀。

优选的是，出料系统中部设有出料支架，出料支架上设有出料输送辊，出料输送辊上沿输送方向设有至少一排的出料规正轮，出料支架末端设有出料槽。

一种晶硅电池片链式碱抛光方法，包括以下步骤：

(a)将扩散后的晶硅电池片正面喷水形成水膜保护层；

(b)将晶硅电池片四周以及背面与氢氟酸溶液接触去除晶硅四周以及背面的氧化层；

(c)将晶硅电池片四周以及背面用水浸泡，正面用水淋洗；

(d)将经步骤(c)处理后的晶硅电池片的四周及背面与氢氧化钾溶液接触进行腐蚀抛光后；

(e)重复步骤(c)；

(f)将经步骤(e)处理后的晶硅电池片用氢氟酸进行清洗，去磷硅玻璃；

(g)重复步骤(c)；

(h)将经步骤(g)处理后的晶硅电池片烘干后得到碱抛光过的晶硅电池片。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的晶硅电池片链式碱抛光生产线，在酸洗过程仅使用氢氟酸溶液作为清洗液，从源头上避免了nox的生成，且不会排放含有hno3的废水，能够有效解决晶硅太阳能电池制备过程中的环境污染问题。另外，将原有的三次酸洗改为两次酸洗，有效减少了酸的使用量。

2.本发明提供的晶硅电池片链式碱抛光生产线，酸洗浸泡槽和抛光浸泡槽中均设有相应的溢流槽，能够有效防止氢氟酸溶液和氢氧化钾溶液随晶硅电池片运动而溢出，导致其对设备的其他部位造成腐蚀。

3.本发明提供的晶硅电池片链式碱抛光方法，酸洗过程只是用氢氟酸溶液，从源头上避免了nox的生成，且不会排放含有hno3的废水，减少了环境污染，同时避免了多种酸液混合时产热的问题，在酸洗过程中无需制冷设备和冷却水，能够降低设备成本和生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的晶硅电池片链式碱抛光生产线示意图；

图2为图1中第一酸洗系统的放大示意图；

图3为图1中出料系统的放大示意图。

附图标记说明：

1、封闭箱；2、上料系统；3、第一酸洗系统；4、第一水洗系统；5、第一抛光系统；6、第二抛光系统；7、第二水洗系统；8、第二酸洗系统；9、第三水洗系统；10、烘干系统；11、出料系统；12、储酸槽；13、酸洗浸泡槽；14、酸洗输送辊；15、酸溢流槽；16、回酸管；17、送酸装置；18、送酸泵；19、水洗浸泡槽；20、水洗输送辊；21、压水辊；22、第一喷淋装置；23、第二喷淋装置；24、第三喷淋装置；25、第四喷淋装置；26、隔水板；27、放水口；28、回水口；29、送水装置；30、送水管；31、送水泵；32、储水槽；33、上料支架；34、上料输送辊；35、上料规正轮；36、抛光浸泡槽；37、抛光输送辊；38、抛光液溢流槽；39、回液管；40、储液系统；41、出液支管；42、出液孔；43、出液盒；44、过滤桶；45、输液泵；46、第一储液槽；47、第二储液槽；48、第三储液槽；49、加热器；50、温度传感器；51、烘干支架；52、烘干输送辊；53、热风刀；54、热风过滤器；55、高压风机；56、出料支架；57、出料输送辊；58、出料规正轮；59、出料槽。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1－3所示的晶硅电池片链式碱抛光生产线的一种具体实施方式，包括：封闭箱1，封闭箱1内依次设有相互连通的上料系统2、第一酸洗系统3、第一水洗系统4、第一抛光系统5、第二抛光系统6、第二水洗系统7、第二酸洗系统8、第三水洗系统9、烘干系统10和出料系统11；第一酸洗系统3和第二酸洗系统8均包括储酸槽12，储酸槽12内装有氢氟酸溶液。在酸洗过程仅使用氢氟酸溶液作为清洗液，从源头上避免了nox的生成，且不会排放含有hno3的废水，同时避免了多种酸液混合时产热的问题，在酸洗过程中无需制冷设备和冷却水，能够降低设备成本和生产成本。

第一酸洗系统3和第二酸洗系统8中部均设有酸洗浸泡槽13，酸洗浸泡槽13上设有酸洗输送辊14，酸洗浸泡槽13沿晶硅电池片输送方向的两端分别设有酸溢流槽15，防止氢氟酸溶液随晶硅电池片运动溢出酸洗浸泡槽13，避免氢氟酸溶液腐蚀设备，酸溢流槽15下方连接有回酸管16，回酸管16另一端连接有储酸槽12，酸洗浸泡槽13下方设有两组作为送酸装置17的储酸罐，送酸装置17连接有送酸泵18，送酸泵18另一端连接有储酸槽12，在送酸泵18的作用下，储酸槽12中的氢氟酸溶液经送酸装置输送至酸洗浸泡槽13中。酸溢流槽15中溢出的酸液可经回酸管16重新回到储酸槽12中，从而使得氢氟酸溶液能够回收利用，进一步降低生产成本。

第一水洗系统4、第二水洗系统7和第三水洗系统9中部均设有水洗浸泡槽19，水洗浸泡槽19上设有水洗输送辊20，水洗输送辊20上设有压水辊21，压水辊21上方沿晶硅电池片输送方向依次设有四组喷淋装置，包括第一喷淋装置22、第二喷淋装置23、第三喷淋装置24和第四喷淋装置25，第一喷淋装置22与第二喷淋装置23之间的水洗浸泡槽19上设有隔水板26，隔水板26对应第一喷淋装置22一侧的水洗浸泡槽19下方设有放水口27，隔水板26另一侧设有回水口28，回水口28与储水槽32连接，水洗输送辊20下方设有送水装置29，送水装置29连接有送水管30，送水管30另一端连接有送水泵31，送水泵31另一端与储水槽32连接，储水槽32内装有纯水，第一喷淋装置22中流出的水对晶硅电池片进行清洗后经放水口27直接排走，第二喷淋装置23、第三喷淋装置24和第四喷淋装置25中流出的水对晶硅电池片进行清洗后依次经送水装置29、送水管30和送水泵31流回储水槽32进行循环利用。

上料系统2中部设有上料支架33，上料支架33上设有上料输送辊34，上料输送辊34上沿输送方向设有三排上料规正轮35，保证各个晶硅电池片能够依次向前运动，不同晶硅电池片之间不会发生重叠。

第一抛光系统5和第二抛光系统6中部均设有抛光浸泡槽36，抛光浸泡槽36上设有抛光输送辊37，抛光浸泡槽36沿晶硅电池片输送方向的两端分别设有抛光液溢流槽38，保证抛光液不会随晶硅电池片的运动而溢出到抛光浸泡槽36外，避免抛光液腐蚀设备，抛光液溢流槽38下方设有回液管39，回液管39另一端连接有储液系统40，储液系统40包括依次设置的第一储液槽46、第二储液槽47和第三储液槽48，第一储液槽46、第二储液槽47、第三储液槽48内分别设置有加热器49，第二储液槽47内设有温度传感器50，第一储液槽46、第二储液槽47、第三储液槽48内均装有氢氧化钾溶液，仅在第二储液槽47内对氢氧化钾溶液加热到60～90℃，第一储液槽46和第三储液槽48仅对氢氧化钾溶液回收和分流，能够降低氢氧化钾溶液对整体设备的腐蚀，抛光液溢流槽38远离抛光输送辊37下侧设有出液支管41，出液支管41上设有出液孔42，出液支管进液端设有出液盒43，出液盒43连接有过滤桶44，过滤桶44连接有输液泵45，输液泵45另一端与储液系统40连接。抛光液溢流槽38中的溶液依次经出液支管41、出液盒43、过滤桶44和输液泵45进入储液系统40中，使得抛光液能够回收循环利用，节约资源。

烘干系统10中部设有烘干支架51，烘干支架51上设有烘干输送辊52，烘干输送辊52上下两侧对称位置设有一对热风刀53，热风刀53连接有热风过滤器54，热风过滤器54连接有高压风机55。烘干输送辊52上的晶硅电池片在一对热风刀53的作用下被烘干。

出料系统11中部设有出料支架56，出料支架56上设有出料输送辊57，出料输送辊57上沿输送方向设有一排的出料规正轮58，出料支架56末端设有出料槽59，能够保证晶硅电池片依次流出，避免在晶硅电池片出料完成前重叠导致晶硅电池片破损。

晶硅电池片链式碱抛光方法：手动或搭配自动上片机将晶硅电池片依次放置到上料系统2，手动在晶硅电池片正面喷洒50￣60℃水形成水膜保护层；

随后晶硅电池片随上料输送辊34进入第一酸洗系统3，晶硅电池片四周及背面与酸洗浸泡槽13中的氢氟酸溶液接触，去除晶硅电池片四周及背面的氧化层；

随后晶硅电池片随酸洗输送辊14进入第一水洗系统4，晶硅电池片四周及背面与水洗浸泡槽19中的水接触，晶硅电池片正面利用喷淋装置淋洗；

随后晶硅电池片随水洗输送辊20进入第一抛光系统5，晶硅电池片四周及背面与抛光液浸泡槽中的60～90℃氢氧化钾溶液接触，进行腐蚀抛光，后进入第二抛光系统6重复进行碱抛光步骤；

随后晶硅电池片随抛光输送辊37进入第二水洗系统7，晶硅电池片四周及背面与水洗浸泡槽19中的水接触，晶硅电池片正面利用喷淋装置淋洗；

随后晶硅电池片随水洗输送辊20进入第二酸洗系统8，晶硅电池片四周及背面与酸洗浸泡槽13中的氢氟酸溶液接触，去除晶硅电池片四周及背面的磷硅玻璃；

随后晶硅电池片随酸洗输送辊14进入第三水洗系统9，晶硅电池片四周及背面与水洗浸泡槽19中的水接触，晶硅电池片正面利用喷淋装置淋洗；

随后晶硅电池片随水洗输送辊20进入烘干系统10进行烘干操作后经出料系统11，送出生产线得到碱抛光过的晶硅电池片。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。