一种硅片清洗装置以及硅片清洗系统的制作方法

1.本技术涉及光伏生产技术领域，具体而言，涉及一种硅片清洗装置以及硅片清洗系统。


背景技术：

2.太阳能电池的电池片在制备过程中都需要通过酸洗方式去除硅片表面的添加剂残留、金属离子以及氧化层等；目前，常采用的酸洗方式是将盐酸与氢氟酸共用，采用盐酸去除硅片表面的金属离子和残留添加剂，采用氢氟酸去除硅片表面的氧化层。
3.随着小绒面太阳能电池片的推广，采用上述酸洗方式难以有效去除位于小绒面太阳能电池片的金字塔之间的缝隙处以及小绒面之间的缝隙处的添加剂残留、金属离子以及氧化层等，易造成太阳能电池片产生漏电现象，也会导致电池转换效率不佳。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种硅片清洗装置以及硅片清洗系统，其旨在改善现有的硅片清洗装置对硅片的金字塔之间的缝隙处以及小绒面之间的缝隙处清洗效果不佳的技术问题。
5.本技术第一方面提供一种硅片清洗装置，硅片清洗装置包括：
6.清洗槽，清洗槽具有用于装放花篮和清洗液的清洗腔。
7.储液槽，储液槽位于清洗槽外，储液槽具有用于装放清洗液的储液腔，储液槽设置有用于加热储液槽内的清洗液的加热元件。
8.预热管道，预热管道的一端与储液腔连通且预热管道的另一端伸入清洗腔内并与清洗腔连通；以及
9.循环泵，循环泵设置于清洗腔和储液腔之间，循环泵用于将储液腔内加热后的清洗液经预热管道送入清洗腔内进行清洗作业以及将清洗腔内清洗后的清洗液送入储液腔内加热。
10.本技术通过设置具有清洗腔的清洗槽和具有储液腔和加热元件的储液槽且设置储液槽位于清洗槽外，清洗腔用于装放可以容纳硅片的花篮以及用于清洗硅片的清洗液，储液腔也用于装放清洗液且储液腔内的清洗液被加热元件加热；设置循环泵于清洗腔和储液腔之间，使得循环泵能够将储液腔内加热后的清洗液送入清洗腔内进行清洗作业以及将清洗腔内清洗后的清洗液送入储液腔内加热，使得清洗腔与储液腔内的清洗液能够循环流通并使得清洗腔内的清洗液始终处于被加热的活化状态，有利于使得清洗腔内的清洗液的分子热运动更加活跃和剧烈，进而提高清洗液在循环流通过程中对硅片的表面以及难清洗缝隙处(例如小绒面间的缝隙处以及金字塔间的缝隙处)的清洗效果，有效去除硅片上的添加剂残留、金属离子以及氧化层等。同时，设置一端与储液腔连通且另一端伸入清洗腔内并与清洗腔连通的预热管道，使得预热管道内的清洗液可以对清洗腔内的清洗液进行预热，有效减小清洗腔内清洗液与储液腔内清洗液之间的温度差，使得清洗腔内清洗液的温度分
布更加均匀，进而进一步提高对硅片的清洗效果，有利于避免太阳能电池片产生漏电现象以及有利于提高电池转换效率。
11.在本技术第一方面的一些实施例中，上述预热管道沿水平方向设置，且预热管道用于设置于清洗腔的底壁与花篮之间。
12.由于被加热的清洗液分子具有向上运动的趋势，预热管道的上述设置方式有利于提高清洗腔内清洗液的温度分布均匀性，进而有利于提高对硅片的清洗效果。
13.在本技术第一方面的一些实施例中，上述预热管道在清洗腔的底壁上的正投影覆盖至少清洗腔的底壁面积的50％。
14.上述设施方式可以使得预热管道对清洗腔内清洗液的加热面积更大，可以进一步提高预热管道对清洗腔内的清洗液的预热效果，有效减小清洗腔内清洗液与储液腔内清洗液之间的温度差，进而进一步提高对硅片的清洗效果。
15.在本技术第一方面的一些实施例中，上述预热管道为s形管道或折线形管道。
16.上述设置方式，可以使得预热管道对清洗腔内清洗液的加热地更加均匀。
17.在本技术第一方面的一些实施例中，上述清洗槽具有与清洗腔连通的第一出液口，第一出液口的高度高于预热管道与清洗腔连通的一端的高度。
18.由于被加热的清洗液分子具有向上运动的趋势，上述设置方式有利于避免由预热管道进入清洗腔内的被加热的清洗液未充分分散于清洗腔内就进入储液腔，有利于提高清洗腔内清洗液的温度分布均匀性，提高清洗效果和清洗效率。
19.在本技术第一方面的一些实施例中，上述硅片清洗装置还包括第一循环管道，第一循环管道设置于清洗腔和储液腔之间并用于输送由储液腔内加热后的清洗液至预热管道内；循环泵设置于第一循环管道上。
20.循环泵设置于第一循环管道上，可以更有利于保障循环泵能够稳定地将储液腔内加热后的清洗液送入清洗腔内进行清洗作业。
21.在本技术第一方面的一些实施例中，上述第一循环管道上设置有流量计。
22.第一循环管道上设置有流量计，有利于随时监控循环于清洗腔与储液腔内的清洗液的液体流速，进而再随之调控加热元件的加热温度和循环泵的转速，以保证清洗腔内清洗液对硅片的清洗效果。
23.在本技术第一方面的一些实施例中，硅片清洗装置还包括第二循环管道，第二循环管道设置于清洗腔和储液腔之间并用于输送由清洗腔内清洗后的清洗液至储液腔内；第二循环管道上设置有测温计。
24.第二循环管道上设置有测温计，可以有效监控由清洗腔流入储液腔的清洗液的温度，进而随之调控加热元件的加热温度，以保证清洗腔内清洗液对硅片的清洗效果。
25.在本技术第一方面的一些实施例中，上述储液槽具有与储液腔连通的第二进液口和第二出液口，第二进液口和第二出液口分别位于储液腔的相对两端。
26.上述设置方式，有利于避免由清洗腔流入储液腔的清洗液未被加热或未被充分加热就进入清洗腔内进行清洗作业，有利于对提高硅片的清洗效果和清洗效率。
27.本技术第二方面提供一种硅片清洗系统，硅片清洗系统包括用于装放盐酸的第一酸洗装置和用于装放氢氟酸的第二酸洗装置；第一酸洗装置和第二酸洗装置均为上述第一方面提供的硅片清洗装置。
28.本技术提供的硅片清洗系统可以有效对硅片的表面以及难清洗缝隙处(例如小绒面间的缝隙处以及金字塔间的缝隙处)的添加剂残留、金属离子以及氧化层等进行清洗去除，有利于避免太阳能电池片产生漏电现象以及有利于提高电池转换效率。
附图说明
29.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
30.图1示出了本技术实施例1提供的硅片清洗装置的结构示意图。
31.图2示出了本技术实施例1提供的硅片清洗装置中的预热管道的结构示意图。
32.图标：100-硅片清洗装置；110-清洗槽；111-清洗腔；112-花篮；113-第一出液口；120-储液槽；121-储液腔；122-第二进液口；123-第二出液口；130-加热元件；140-预热管道；141-第一进液口；150-循环泵；160-第一循环管道；170-第二循环管道；180-流量计；190-测温计。
具体实施方式
33.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
34.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
35.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
36.在本技术实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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技术的限制。
37.在本技术实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“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技术中的具体含义。
38.实施例1
39.图1示出了本技术实施例1提供的硅片清洗装置100的结构示意图，请参阅图1，本技术提供了一种硅片清洗装置100，其可以用于装放清洗液以对硅片进行清洗。本技术不对
硅片清洗装置100中装放的清洗液进行限定，作为示例性地，硅片清洗装置100中装放的清洗液可以盐酸或者氢氟酸等。
40.硅片清洗装置100包括清洗槽110、储液槽120、加热元件130、预热管道140以及循环泵150。清洗槽110具有清洗腔111，清洗腔111用于装放容纳硅片的花篮112以及清洗液。储液槽120位于清洗槽110外，储液槽120具有储液腔121，储液腔121也用于装放清洗液。加热元件130设置于储液槽120上并用于对储液腔121内的清洗液进行加热。预热管道140的两端分别与清洗腔111和储液腔121连通。循环泵150设置于清洗腔111和储液腔121之间，循环泵150用于将储液腔121内加热后的清洗液经预热管道140送入清洗腔111内进行清洗作业以及将清洗腔111内清洗后的清洗液送入储液腔121内加热。循环泵150的设置使得清洗腔111与储液腔121内的清洗液能够循环流通并使得清洗腔111内的清洗液始终处于被加热的活化状态，有利于使得清洗腔111内的清洗液的分子热运动更加活跃和剧烈，进而提高清洗液在循环流通过程中对硅片的表面以及难清洗缝隙处(例如小绒面间的缝隙处以及金字塔间的缝隙处)的清洗效果，有效去除硅片上的添加剂残留、金属离子以及氧化层等，有利于避免太阳能电池片产生漏电现象以及有利于提高电池转换效率。
41.需要说明的是，花篮112不属于本技术提供的硅片清洗装置100中必要的结构，在图1中示出花篮112仅是为了使本实施例的方案更加便于理解；本技术不对清洗槽110、清洗腔111、储液槽120以及储液腔121的形状进行限定；本技术也不对加热元件130和循环泵150的具体种类进行限定；本技术也不对预热管道140的管径进行限定。
42.在本实施例中，加热元件130设置于储液槽120的槽体外侧壁上以对储液腔121内的清洗液进行加热。需要说明的是，在其他可行的实施例中，加热元件130也可以设置于储液腔121的内壁上等，只要能够满足加热元件130可以对储液腔121内的清洗液进行加热即可。在本实施例中，预热管道140的一端与储液腔121内连通，预热管道140的另一端伸入清洗腔111内并与清洗腔111连通，使得预热管道140内的清洗液可以对清洗腔111内的清洗液进行预热，有效减小清洗腔111内清洗液与储液腔121内清洗液之间的温度差，使得清洗腔111内清洗液的温度分布更加均匀，进而有利于提高硅片清洗装置100对硅片的清洗效果。
43.进一步地，预热管道140沿水平方向设置，且用于预热管道140用于设置于清洗腔111的底壁和花篮112之间。由于被加热的清洗液分子具有向上运动的趋势，预热管道140的上述设置方式有利于提高清洗腔111内清洗液的温度分布均匀性，进而有利于提高硅片清洗装置100对硅片的清洗效果。
44.需要说明的是，本技术所述的“沿水平方向设置”是指与水平方向平行或者与水平方向之间的夹角在30
°
范围内。
45.再进一步地，预热管道140在清洗腔111的底壁上的正投影至少覆盖清洗腔111的底壁面积的50％，使得预热管道140对清洗腔111内清洗液的加热面积更大，可以进一步提高预热管道140对清洗腔111内的清洗液的预热效果，有效减小清洗腔111内清洗液与储液腔121内清洗液之间的温度差，进而进一步提高硅片清洗装置100对硅片的清洗效果。在本实施例中，预热管道140在清洗腔111的底壁上的正投影边缘所围成的区域大小与清洗腔111的底壁面积相等。
46.图2示出了本技术实施例1提供的硅片清洗装置100中的预热管道140的结构示意图，请参阅图1和图2，在本实施例中，预热管道140的形状为s形管道且预热管道140设置于
清洗腔111的底壁，可以使得预热管道140对清洗腔111内清洗液的加热地更加均匀且清洗腔111内清洗液的温度分布更加均匀。需要说明的是，在本技术的其他实施例中，预热管道140的形状也可以为折线形等其他形状；在本技术的其他实施例中，预热管道140也可以设置于清洗腔111内的其他位置，例如清洗腔111的顶壁或者侧壁等。
47.定义预热管道140与清洗腔111连通的一端的开口为第一进液口141。请再次参阅图1，清洗槽110具有与清洗腔111连通的第一出液口113，在本实施例中，第一出液口113的高度高于第一进液口141的高度。由于被加热的清洗液分子具有向上运动的趋势，第一出液口113的高度高于第一进液口141的高度，有利于避免由预热管道140进入清洗腔111内的被加热的清洗液未充分分散于清洗腔111内就进入储液腔121，有利于提高清洗腔111内清洗液的温度分布均匀性，提高硅片清洗装置100对硅片的清洗效果和清洗效率。
48.储液槽120具有均与储液腔连通111的第二进液口122和第二出液口123，第二进液口122与第一出液口113连通，第二出液口123与第一进液口141连通。在本实施例中，第二进液口122和第二出液口123分别位于储液腔121的相对两端，有利于避免由清洗腔111流入储液腔121的清洗液未被加热或未被充分加热就再次进入清洗腔111内进行清洗作业，有利于提高硅片清洗装置100对硅片的清洗效果和清洗效率。
49.在本实例中，硅片清洗装置100还包括第一循环管道160和第二循环管道170，第一循环管道160和第二循环管道170均设置于清洗腔111和储液腔121之间。第一循环管道160连通第二出液口123与第一进液口141并用于输送由储液腔121内加热后的清洗液至预热管道140内。第二循环管道170连通第二进液口122与第一出液口113并用于输送由清洗腔111内清洗后的清洗液至储液腔121内。需要说明的是，本技术不对第一循环管道160和第二循环管道170的管径和长度进行限定。
50.请参阅图1，在本实施例中，循环泵150设置于第一循环管道160上，可以更有利于保障循环泵150能够稳定地将储液腔121内加热后的清洗液送入清洗腔111内进行清洗作业。需要说明的是，在本技术的其他实施例中，第二循环管道170上也可以同时设置循环泵150。
51.进一步地，在本实施例中，第一循环管道160上还设置有流量计180，有利于随时监控循环于清洗腔111与储液腔121内的清洗液的液体流速，进而再随之调控加热元件130的加热温度以及循环泵150的转速，以保证清洗腔111内清洗液对硅片的清洗效果。需要说明的是，在本技术的其他实施例中，第一循环管道160上也可以不设置有流量计180。
52.在本实施例中，第二循环管道170上设置有测温计190，可以有效监控由清洗腔111流入储液腔121的清洗液的温度，进而随之调控加热元件130的加热温度，以保证清洗腔111内清洗液对硅片的清洗效果。要说明的是，在本技术的其他实施例中，第二循环管道170上也可以不设置有测温计190。
53.本技术提供的硅片清洗装置至少具有以下优点：
54.本技术通过设置具有清洗腔111的清洗槽110和具有储液腔121和加热元件130的储液槽120且设置储液槽120位于清洗槽110外，清洗腔111用于装放容纳硅片的花篮112以及用于清洗硅片的清洗液，储液腔121也用于装放清洗液且储液腔121内的清洗液被加热元件130加热；设置循环泵150于清洗腔111和储液腔121之间，使得循环泵150能够将储液腔121内加热后的清洗液送入清洗腔111内进行清洗作业后再将清洗腔111内清洗后的清洗液
送入储液腔121内加热，使得清洗腔111与储液腔121内的清洗液能够循环流通并使得清洗腔111内的清洗液始终处于被加热的活化状态，有利于使得清洗腔111内的清洗液的分子热运动更加活跃和剧烈，进而提高清洗液在循环流通过程中对硅片的表面以及难清洗缝隙处(例如小绒面间的缝隙处以及金字塔间的缝隙处)的清洗效果，有效去除硅片上的添加剂残留、金属离子以及氧化层等。同时，设置一端与储液腔121连通且另一端伸入清洗腔111内并与清洗腔111连通的预热管道140，使得预热管道140内的清洗液可以对清洗腔111内的清洗液进行预热，有效减小清洗腔111内清洗液与储液腔121内清洗液之间的温度差，使得清洗腔111内清洗液的温度分布更加均匀，进而进一步提高硅片清洗装置100对硅片的清洗效果，有利于避免太阳能电池片产生漏电现象以及有利于提高电池转换效率。
55.进一步地，预热管道140覆盖清洗腔的底壁且为s形管道或折线形管道，可以提高预热管道140对清洗腔111内的清洗液的预热效果,有利于提高清洗腔111内清洗液的温度分布均匀性，进一步提高硅片清洗装置100对硅片的清洗效果。
56.实施例2
57.本实施例提供一种硅片清洗系统，硅片清洗系统用于对硅片进行酸洗以去除硅片上的添加剂残留、金属离子以及氧化层等。
58.硅片清洗系统包括第一酸洗装置和第二酸洗装置，第一酸洗装置和第二酸洗装置独立设置。第一酸洗装置用于装放盐酸，第二酸洗装置用于装放氢氟酸，第一酸洗装置和第二酸洗装置均为上述实施例1提供的硅片清洗装置100。其中，硅片清洗装置100的结构、形状及连接方式等，请参阅实施例1。
59.使用时硅片清洗系统对硅片进行酸洗时，先将硅片于第一酸洗装置中进行酸洗后，再将第一酸洗装置酸洗后的硅片放置于第二酸洗装置中进行酸洗，可以有效去除硅片上的添加剂残留、金属离子以及氧化层等。
60.本技术提供的硅片清洗系统至少具有以下优点：
61.本技术提供的硅片清洗系统可以有效对硅片的表面以及难清洗缝隙处(例如小绒面间的缝隙处以及金字塔间的缝隙处)的添加剂残留、金属离子以及氧化层等进行清洗去除，有利于避免太阳能电池片产生漏电现象以及有利于提高电池转换效率。
62.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。