矽材料的壓差溼處理裝置及其處理方法
2023-06-11 22:18:26
專利名稱：矽材料的壓差溼處理裝置及其處理方法
技術領域：
本發明涉及ー種矽材料的溼處理裝置，具體涉及ー種矽材料的壓差溼處理裝置及其處理方法。
背景技術：
當電力、煤炭、石油等不可再生能源頻頻告急，能源問題日益成為制約國際社會經濟發展的瓶頸時，越來越多的國家開始實行「陽 光計劃」，開發太陽能資源，尋求經濟發展的新動力。歐洲ー些高水平的核研究機構也開始轉向可再生能源。在國際光伏市場巨大潛力的推動下，各國的太陽能電池製造業爭相投入巨資，擴大生產，以爭一席之地。全球太陽能電池產業從1994至2010年裡增長了近30倍。目前，太陽能電池市場競爭激烈，歐洲和日本領先的格局已被打破。儘管主要的銷售市場在歐洲，但太陽能電池的生產重鎮已經轉移到亞洲。中國太陽能電池產業的發展大致可分為三個階段。第一階段為1984年以後的研究開發時期。之後迎來了 2001年以後的產業形成時期，這第二階段也是尚德等太陽能電池廠商開始創業的時期。2005年至今的第三階段是中國太陽能原材料及電池產業的快速發展時期。2008年中國太陽能電池產能約為3. 3GW，產量超過了 2GW。2009年中國太陽能電池產量已經達到了 4. 3GW，中國所佔全球份額已達到4成以上。中國已在生產製造方面取得重要地位，也將成為使用太陽能的大市場。2009年國家陸續出臺了太陽能屋頂計劃、金太陽工程等諸多補貼扶持政策，在政策的支持下中國有望像德國、美國等西方發達國家一祥，啟動ー個巨大的市場。改良西門子法是目前主流的生產方法，採用此方法生產的多晶矽約佔多晶矽全球總產量的85%以上。但這種提煉技術的核心エ藝僅僅掌握在美、德、日等7家主要矽料料廠商手中。它們形成的企業聯盟實行技術封鎖，嚴禁技術轉讓。短期內產業化技術壟斷封鎖的局面不會改變。由於，我國在多晶矽生產行業未能完全掌握這種提煉技術的核心エ藝，在多晶矽生產過程頻繁出現矽料的爆米花現象，會在矽材料上產生許多細小裂縫，現有的清洗方法無法充分溼處理及清除所述細小裂縫(O. Olmm Imm)中殘留的化學溶液。目前，現有技術中的矽材料的溼處理裝置，如附圖Ia所示，主要包括供水系統，超聲槽1，設置於超聲槽底部的超聲裝置2以及設置於超聲槽中部的載料構件3，所述載料構件3通過支架4支撐；所述供水系統包括位於超聲槽側面的入口 5，位於超聲槽最低點處的出口 6以及位於超聲槽載料構件的上平面上的溢流ロ 7。圖Ib示出為現有技術中的矽材料的溼處理裝置的俯視圖。利用現有技術中的矽材料的溼處理裝置，其溼處理方法包括將矽材料放入超聲槽I內的載料構件3中，同步開啟供水系統和超聲裝置2，使得超純水通過入ロ 5進入超聲槽I內，對矽材料進行清洗。採用超聲裝置2對矽材料進行清洗，由於超聲波產生氣泡尺寸較大的特點，再加上它經過幾次折射其能量消耗殆盡，只能對矽材料的表面和近表面起到一定的作用，而無法清除矽材料因爆米花現象而引起的彎彎曲曲伸向矽材料內部裂紋中顆粒及殘存化學溶液。因此傳統矽材料清洗工藝和裝備是無法勝任存在爆米花現象的矽材料溼處理工作，造成該類矽材料無法高效使用，直接影響到最終太陽能電池片的光能轉換效率及壽命。
發明內容
本發明的目的是提供一種矽材料的壓差溼處理裝置及其處理方法，克服現有技術中無法有效清除矽材料表面的細小裂縫中殘留的化學溶液的問題。為了解決上述技術問題，本發明採用如下方案一種矽材料的壓差溼處理裝置，包括壓差容器；在所述壓差容器的內部，通過一支架設置有用於安放矽材料的載料構件；在所述壓差容器的頂部設有密封蓋；所述壓差容器的壁面上設有超純水入口，液位接口，排液接口，壓縮氣體接口和真空接口。所述超純水入口設於臨近所述載料構件的下部邊沿平面。所述液位接口的位置略高於所述載料構件的上部邊沿平面。所述排液接口位於所述壓差容器的最低點處。所述壓縮氣體接口和真空接口高於所述液位接口。所述密封蓋包括蓋體，設於蓋體的邊緣彼此相對的轉動臂和鎖緊機構。所述密封蓋還包括設於所述蓋體的下部整個圓周邊緣或四周的密封圈。所述壓差容器和所述密封蓋的橫截面為圓形或矩形。所述裝置還包括與所述超純水入口相連的純水供應管路，所述純水供應管路設有在線加熱器。一種矽材料的壓差溼處理方法，將所述矽材料放入容器內部，密封所述容器；加入超純水浸泡所述矽材料；往所述容器內通入壓縮氣體保壓一定時間後抽真空。所述超純水為20 V 80 V的超純水。所述壓縮氣體壓力為O 500kP。所述保壓時間為30 180秒。所述抽真空壓力為_70kPa OkPa。。通過上述技術方案，本發明提供的矽材料的壓差溼處理裝置及其處理方法能夠有效清洗具有深層裂紋(O. OOlmm Imm)的矽材料；另外，避免了超聲裝置的使用，大大降低了能耗；從而使得娃材料的質量大大提聞，最終提聞太陽能電池片的光能轉電能效率，延長電池片使用壽命。
圖Ia是現有技術中的矽材料的溼處理裝置的剖視圖；圖Ib是現有技術中的矽材料的溼處理裝置的俯視圖；圖2是根據本發明的一個優選實施例的矽材料的壓差溼處理裝置的剖視圖；圖3是根據本發明的一個優選實施例的矽材料的壓差溼處理裝置的俯視圖；圖4是根據本發明的另一個優選實施例的矽材料的壓差溼處理裝置的俯視圖；圖5是根據本發明的又一個優選實施例的矽材料的壓差溼處理裝置的俯視圖6是根據本發明的又一個優選實施例的矽材料的壓差溼處理裝置的純水供應管路不意圖；圖7是根據本發明的又一個優選實施例的矽材料的壓差溼處理裝置的排液管路示意圖；圖8是根據本發明的又一個優選實施例的矽材料的壓差溼處理裝置的壓縮空氣管路不意圖9是根據本發明的又一個優選實施例的矽材料的壓差溼處理裝置的真空管路示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖，給出本發明的較佳實施例，並予以詳細描述，使能更好地理解本發明的矽材料的壓差溼處理裝置的功能、特點。如圖2所示，根據本發明的一個優選實施例的矽材料的壓差溼處理裝置包括壓差容器10，在所述壓差容器10的內部，通過支架20設置有用於安放矽材料的載料構件30，所述壓差容器10的頂部設有密封蓋40，另外，所述壓差容器10的壁面上設有超純水入口 11，液位接口 12，排液接口 13，壓縮氣體接口 14和真空接口 15。其中，所述超純水入口 11設於臨近所述載料構件30的下部邊沿平面；所述液位接口 12的位置略高於所述載料構件30的上部邊沿平面，使得壓差容器10內的液位略高於載料構件30 ;所述排液接口 13位於所述壓差容器10的最低點處；所述壓縮氣體接口 14和真空接口 15高於所述液位接口 12。根據本發明的一個優選實施例，所述密封蓋40包括蓋體41，設於蓋體41的邊緣彼此相對的轉動臂42和鎖緊機構43，設於蓋體41的下部邊緣的密封圈44。所述密封蓋40可通過任何驅動機構進行開啟或關閉，例如圖2中設於所述壓差容器10外側的汽缸，驅動蓋體41圍繞轉動臂42開啟或關閉。根據本發明的一個優選實施例，所述壓差容器10或密封蓋40的橫截面示出為圓形。附圖中示出的液位接口 12與壓縮氣體接口 14相對設置，所述真空接口 15靠近所述壓縮氣體接口 14設置，如圖3所示。但是，應該理解的是，所述液位接口 12、壓縮氣體接口 14和真空接口 15在橫截面上的相對位置可以任意調整。根據本發明的另一個優選實施例，所述壓差容器10或密封蓋40的橫截面示出為正方形(如圖4所示)或長方形(如圖5所示)，上述矩形橫截面的壓差容器適用於清洗棒狀的矽材料，而圓形橫截面的壓差容器則更適用於清洗塊狀的矽材料。當然，上述限定的圓形或矩形的壓差容器只是作為示例而非限制，其他任何可選的形狀都可用於本發明中。根據本發明的又一個優選實施例的矽材料的壓差溼處理裝置還包括與所述超純水入口 11相連的純水供應管路，如圖6所示，所述純水供應管路設有在線加熱器110，用於控制流量的流量開關111，設置於流量開關附近用於保證純水流動的超純水旁路112，用於自動控制的電磁閥113和氣動閥114，用於手動控制的手動閥115，以及在線加熱器出口處用於保護加熱器而設置電容式液位傳感器116和控制純水出口溫度而設置的熱電阻傳感器 117。根據本發明的又一個優選實施例的矽材料的壓差溼處理裝置還包括與所述排液接ロ 13相連的排液管路，如圖7所示，所述的排液管路設有用於自動控制的電磁閥130和氣動閥131等。根據本發明的又ー個優選實施例的矽材料的壓差溼處理裝置還包括與所述壓縮氣體接ロ 14相連的壓縮空氣管路，如圖8所示，所述的壓縮空氣管路設有用於自動控制的電磁閥140，用於控制氣流速度的控制閥141，用於控制壓縮氣體壓カ的壓カ表142和減壓閥143等。根據本發明的又ー個優選實施例的矽材料的壓差溼處理裝置還包括與所述真空接ロ 15相連的真空管路，如圖9所示，所 述的真空管路設有真空發生器150，真空壓カ表151，真空用分水過濾器152以及用於自動控制的電磁閥153等。本發明還提供ー種矽材料的壓差溼處理方法，包括將所述矽材料放入容器內部，通過密封蓋密封所述容器後；加入超純水對所述矽材料進行浸泡；往所述容器內通入壓縮氣體保壓一定時間後抽真空，如此多次反覆通入壓縮氣體並抽真空完成對所述矽材料的溼處理。所述超純水為20 V 80 V的超純水。所述壓縮氣體壓カ為O 500kP。所述保壓時間為30 180秒。所述抽真空壓カ為_70kPa OkPa。利用本發明提供的矽材料的壓差溼處理方法，包括將所述矽材料放入所述壓差容器10的內部，通過密封蓋40密封所述壓差容器10後；利用純水供應管路從所述超純水入ロ 11加入超純水對所述矽材料進行浸泡；利用壓縮氣體管路從所述氣體接ロ 14通入壓縮氣體並保壓一段時間；然後利用真空管路從所述真空接ロ 15抽真空，如此多次反覆通入壓縮氣體並抽真空而完成對所述矽材料的溼處理。經過多次反覆改變容器內的壓強，整個溼處理時間優選為60 600秒，通過輸入壓縮氣體來加壓，及調節壓差エ藝時間，使得相應化學液及超純水壓入矽材料的裂紋深層，溼處理或稀釋裂紋中殘留化學溶液的濃度，又通過減壓，把加化學溶液殘留在裂紋稀釋後的殘留化學溶液吸出來，通過多次的呼與吸，從而達到對矽材料裂縫內表面溼處理及殘酸清洗的目的。以上所述的，僅為本發明的較佳實施例，並非用以限定本發明的範圍，本發明的上述實施例還可以做出各種變化。即凡是依據本發明申請的權利要求書及說明書內容所作的簡單、等效變化與修飾，皆落入本發明專利的權利要求保護範圍。本發明未詳盡描述的均為常規技術內容。
權利要求
1.一種矽材料的壓差溼處理裝置，包括 壓差容器； 在所述壓差容器的內部，通過一支架設置有用於安放矽材料的載料構件； 在所述壓差容器的頂部設有密封蓋； 其特徵在於，所述壓差容器的壁面上設有超純水入口，液位接口，排液接口，壓縮氣體接口和真空接口。
2.如權利要求I所述的矽材料的壓差溼處理裝置，其特徵在於，所述超純水入口設於臨近所述載料構件的下部邊沿平面。
3.如權利要求I所述的矽材料的壓差溼處理裝置，其特徵在於，所述液位接口的位置略高於所述載料構件的上部邊沿平面。
4.如權利要求I所述的矽材料的壓差溼處理裝置，其特徵在於，所述排液接口位於所述壓差容器的最低點處。
5.如權利要求I所述的矽材料的壓差溼處理裝置，其特徵在於，所述壓縮氣體接口和真空接口高於所述液位接口。
6.如權利要求I所述的矽材料的壓差溼處理裝置，其特徵在於，所述密封蓋包括蓋體，設於蓋體的邊緣彼此相對的轉動臂和鎖緊機構。
7.如權利要求6所述的矽材料的壓差溼處理裝置，其特徵在於，所述密封蓋還包括設於所述蓋體的下部整個圓周邊緣的密封圈。
8.如權利要求6所述的矽材料的壓差溼處理裝置，其特徵在於，所述壓差容器和所述密封蓋的橫截面為圓形或矩形。
9.如權利要求I所述的矽材料的壓差溼處理裝置，其特徵在於，所述裝置還包括與所述超純水入口相連的純水供應管路，所述純水供應管路設有在線加熱器。
10.一種娃材料的壓差溼處理方法,其特徵在於，將所述娃材料放入容器內部，密封所述容器；加入超純水浸泡所述矽材料；往所述容器內通入壓縮氣體保壓一定時間後抽真空。
11.如權利要求I所述的矽材料的壓差溼處理方法，其特徵在於，所述超純水為20°c 80 °C的超純水。
12.如權利要求I所述的矽材料的壓差溼處理方法，其特徵在於，所述壓縮氣體壓力為O 500kPo
13.如權利要求I所述的矽材料的壓差溼處理方法，其特徵在於，所述保壓時間為30 180 秒。
14.如權利要求I所述的矽材料的壓差溼處理方法，其特徵在於，所述抽真空壓力為 _70kPa OkPa。
全文摘要
本發明提供一種矽材料的壓差溼處理裝置，包括壓差容器；在壓差容器的內部，通過支架設置有用於安放矽材料的載料構件；在壓差容器的頂部設有密封蓋；壓差容器的壁面上設有超純水入口，液位接口，排液接口，壓縮氣體接口和真空接口。另外，本發明還提供一種矽材料的壓差溼處理方法，將矽材料放入容器內部，密封容器；加入超純水浸泡矽材料；往容器內通入壓縮氣體保壓一定時間後抽真空，如此多次反覆通入壓縮氣體並抽真空完成對矽材料的溼處理。本發明提供的矽材料的壓差溼處理裝置及其處理方法能夠有效清洗具有深層裂紋的矽材料；從而使得矽材料的質量大大提高，最終提高太陽能電池片的光能轉電能效率，延長電池片使用壽命。
文檔編號C30B33/00GK102618933SQ201110033388
公開日2012年8月1日 申請日期2011年1月30日 優先權日2011年1月30日
發明者倪黨生, 朱偉然 申請人:上海思恩電子技術有限公司