[实用新型]一种晶体硅腐蚀补液装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池生产技术领域。

背景技术

在光伏行业中，太阳电池是核心器件。对于晶体硅太阳电池的生产，需要将晶体硅片经过制绒、扩散、刻蚀、镀膜、印刷、烧结等多个工艺步骤。制绒是处理晶体硅片的一种工艺方法，是晶体硅太阳电池生产的一道工序。不管是多晶硅片还是单晶硅片，都可以用酸或者碱来处理，在硅片表面产生出许多细小的金字塔状外观，以便提高硅片的陷光作用。将硅片放入碱溶液中腐蚀，这一过程称为碱制绒；将硅片放入酸溶液中腐蚀，称为酸制绒。湿法刻蚀也是处理晶体硅片的一种工艺方法，是晶体硅太阳电池生产的一道工序，是将硅片浸泡在腐蚀液内进行腐蚀的技术，主要目的将扩散后的硅片边缘进行腐蚀，形成所需要的PN结。补液是指在晶体硅太阳电池批量生产过程中，为了获得高的转换效率，通常对硅片表面进行制绒，已获得低反射率表面，这需要化学腐蚀；同时在形成PN结后，也需要将边缘及背面进行腐蚀以便形成需要的电池片；在化学反应中不断消耗化学药品，为了达到同样效果，需要保持药液浓度在一定范围内，这样在连续的批量生产中就要不断补充药液，这就是所说的补液。

其中制绒、湿法刻蚀工序是应用化学试剂酸、碱对硅片进行腐蚀得到所需要的绒面或所需的PN结；绒面的好坏决定着电池效率的高低，刻蚀的程度决定着电池中PN结漏电、并联电阻的大小。因此，为了获得高效率、电性能好的太阳电池，需要具有一定浓度并相对稳定的腐蚀液。在大批量生产过程中，通常采用对腐蚀槽进行定时补充化学药液的方法，保证化学药液的浓度一致。

目前，晶体硅腐蚀液装置具有以下缺点：

1、在晶体硅腐蚀液配置初期以及硅片生产腐蚀过程中，由于外界杂质如硅片碎片以及反应生成的络合物，致使补液系统时常存在不流畅的现象，使的腐蚀液补液有时多、有时少，影响化学试剂配比。

2、在晶体硅太阳电池批量生产过程中，由于光伏制绒设备或湿法刻蚀设备补液系统不易清洗，尽管所使用的药液为酸、碱，但由于微生物的存在，所使用的部分部件如流量计、定量泵、阀门以及管路由于批量生产，设备长期运行，碎硅片或反应生成的络合物或者由于微生物而生成的类似“青苔”的物质，也使得系统会时常存在一定的堵塞现象，造成补液量不稳定。

3、由于设备部件损坏不能及时发现，造成制绒设备或湿法刻蚀设备完全不能补液，等发现后，后续产品已出现许多不合格。

4、设备需要经常测试校准，但由于化学试剂的腐蚀性，管路严密，人员不易操作，在校准时比较复杂，有时需要打开管路，不易操作, 校准有一定误差，效果达不到要求。需要说明的是，校准过程的药液需要单独排出，不能影响工艺槽，比较麻烦，另外，在设备维护中，若定量泵或者可控阀门、流量计损坏时，需要将药液排光，才能更换，比较繁琐。

5、有些设备加装了流量计，效果并不明显，只是便于观察，还有些设备由于精密部件昂贵，备件维修更换成本较高，不能从根本上解决问题。

6、为减少“补液不准造成的后续不合格”现象，目前行业上通常是在该工序设定关键控制点，采取定时抽查半成品硅片腐蚀量的做法进行监控，但这种方法受抽检数量、抽检位置、传输线状况、腐蚀液温度、测量设备的精度、人员操作等方面的影响很大，使得技术人员不能及时分析到位，确定问题点。

7、有的设备设有化学试剂浓度分析仪，由于分析复杂且时间较长，比较滞后，不适应大规模生产。

因此，迫切需要一种补液准确、稳定、可靠的补液装置。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种晶体硅腐蚀补液装置，结构简单，设计合理，操作简便，使用方便，腐蚀液补液准确稳定、安全可靠，保证人身安全，降低设备维修成本和产品成本，避免药液补液不准带来的产品不合格现象，提高产品合格率及产品质量。

目前光伏行业晶体硅对太阳电池生产过程中存在一些问题：由于腐蚀液补液不稳定，造成晶体硅太阳电池制绒、湿法刻蚀过程不能达到预期效果；为确定单位时间的流量，设备补液量需要经常测量校准，费时费力，有的设备，在校准时需要打开管路，不易操作，同时由于化学试剂具有腐蚀性强的特点，对人身有一定安全隐患；若工作人员不能及时发现设备问题，难以做到提前维护，同时维护复杂，造成了产品腐蚀量问题，影响了产品合格率；另外还需要更换备件，但备件昂贵，维修成本较高。