一种制绒机高温槽及包括其的硅片制绒系统装置的制作方法

1.本实用新型属于制绒设备技术领域，涉及一种制绒机高温槽及包括其的硅片制绒系统装置。


背景技术：

2.太阳能电池为一半导体组件，它能够将太阳光转为电能，单晶硅太阳能电池在硅系列太阳能电池中转化效率最高，技术最为成熟。单晶硅是将无定型硅或多晶硅通过直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅，纯度要求达到99.9999％以上。单晶硅太阳能电池的制备工艺通常包括：(1)在碱性溶液中，通过各向异性腐蚀硅片，得到金字塔结构的表面形貌；(2)利用高温磷扩散，形成pn结；(3)采用sf4和o2为原料，对扩散后的硅片边缘进行等离子刻蚀，防止电池短路；(4)用hf去除硅片表面的磷硅玻璃；(5)采用pecvd方法，在硅片表面沉积减反射钝化薄膜；(6)印刷背电极、背电场以及正电极；(7)烧结。
3.单晶硅太阳能电池的表面制绒技术是现代太阳能电池制作工艺中的重要一步，通过化学腐蚀的方法在太阳能电池表面制作金字塔状的线面结构，可以大大降低太阳能电池表面的反射率，提高光生载流子密度，从而达到提高电池能量转化效率，降低生产成本的目的。
4.cn207993878u一种金刚线硅片预制绒装置，包括依次排列的制绒槽、水洗一槽、酸洗槽、水洗二槽、烘干槽、加液组件、温度控制系统；加液组件包括能够输送药液到制绒槽的储液桶、能够对储液桶进行加液到初步液位的第一进液单元、储存有药液的添加盒、能够将添加盒内的药液输送至储液桶并使储液桶内的药液达到精准液位的第二进液单元；温度控制系统包括用来检测储液桶内药液温度的温度感应器、用来对储液桶内的药液进行加热的加热器、与储液桶相连通的换热器、与换热器相连通且用于降低换热器温度的冰机。
5.cn105470170a公开了一种使制绒槽化学槽液温度均匀的系统，包括浸泡区及位于浸泡区下方的槽液区，在浸泡区内布置有两个多排喷孔缓冲装置，两个多排喷孔缓冲装置均与槽液区相连通，槽液区内的药液出槽液区后分别进入两个多排喷孔缓冲装置后，在各自的多排喷孔缓冲装置内进行第一次混合，混合后的药液自两个多排喷孔缓冲装置相对喷射出去，进行第二次混合，从而使浸泡区内的药液不停流动。
6.cn210684000u公开了一种制绒机槽体温控系统，其包括预热桶、药液槽、换热器、控制阀组和温度测量件，预热桶具有冷水进口和热水出口，冷水进口与外部纯水源相连，预热桶内设有预热加热器，药液槽具有进水口和进液口，进水口与热水出口相连，药液槽内设有加热模组，换热器设在药液槽的侧壁上，换热器的一端与外部纯水源相连，换热器的另一端与预热桶相连；控制阀组，控制阀组包括设在外部纯水源与预热桶之间的第一控制阀和设在换热器与外部纯水源之间的第二控制阀，温度测量件设在药液槽内，温度测量件与控制阀组电连接，控制阀组被配置为根据温度测量件的测量结果调节第一控制阀和第二控制阀的开度。
7.现有的制绒机高温槽是通过液位计感应槽体液位管内液位，从而判断槽内液位高
度，进而实现控制加热器开启关闭、防止干烧以及循环泵开启等工作，但在制绒过程中，内槽中的药液(双氧水和氢氧化钾)反应剧烈产生气泡，而气泡会造成液位计误判，导致无法准确判断加热装置和循环泵当前的工作状态，干烧火灾风险较大。


技术实现要素：

8.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种制绒机高温槽及包括其的硅片制绒系统装置，本实用新型在加热装置内部设置第一温度传感器，通过第一温度传感器检测到的加热装置的升温速率作为评价指标，判定当前内槽状态(是否有药液)。
9.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
10.第一方面，本实用新型提供了一种制绒机高温槽，所述制绒机高温槽包括内槽和套设于内槽外周的外槽，所述内槽与外槽之间形成环形槽腔，向所述内槽中注入药液，药液溢流进入环形槽腔；
11.所述内槽内部底面设置有加热装置，所述加热装置内设置有第一温度传感器，所述第一温度传感器电性连接控制器，所述控制器反馈控制所述加热装置，所述控制器根据第一温度传感器传输的检测温度，控制所述加热器。
12.本实用新型在加热装置内部设置第一温度传感器，通过第一温度传感器检测到的加热装置的升温速率作为评价指标，判定当前内槽状态(是否有药液)，具体的控制方式为：控制器在预设时间段内两次采集第一温度传感器获取的温度数据并计算升温速率，控制器判定升温速率超过预设升温速率阈值时，表明加热器处于干烧状态，随即向加热器发出控制指令，控制加热器关闭。
13.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述内槽中部设置有第二温度传感器，所述的第二温度传感器电性连接控制器，所述控制器根据第一温度传感器和第二温度传感器传输的检测温度，控制所述加热器。
14.本实用新型在内槽中增设了第二温度传感器，通过两个传感器的配合检测，可以获得更多当前的内槽状态，也能提高对当前内槽状态判断的准确性，第一温度传感器放置于加热装置内部，第二温度传感器放置于内槽中部，通过第一温度传感器和第二温度传感器感知的温差以及升温曲线等温度信息可以更加准确判断加热器状态和槽内有无药液，有效防止加热器干烧，减低火灾隐患，解决了现有高温槽采用液位计导致的误报漏洞，而且无需增加额外成本。
15.具体的控制逻辑包括如下两种测试模式：
16.测试模式一：控制器采集同一时刻内第一温度传感器和第二温度传感器传输的温度数据，当检测到的两个实时温度数据均低于预设低温阈值时，表明内槽中无药液，随即向加热器发出控制指令，控制加热器关闭；
17.测试模式一的使用场景是：高温槽当天已经使用一段时间后，由于高温药液的温度大约在70℃左右(该温度是基于本实用新型所处的实际应用场景，不作类推适用，其他厂家或相近技术领域采用的药液温度可能有所差异，不在本实用新型的考察范围内)，即便此时内槽中无药液，槽内温度也不会由70℃骤降，因此一旦两个温度传感器检测到温度达到了50℃，说明此时槽内已经没有药液了。
18.测试模式二：控制器采集同一时刻内第一温度传感器和第二温度传感器传输的温
度数据并计算温差，当温差超过预设温差阈值时，表明加热器和/或循环泵处于异常工作状态，随即控制器向加热器和/或循环泵发出控制指令，控制加热器和/或循环泵关闭。
19.测试模式二的使用场景是：在正产生产情况下，内槽和外槽全部注满药液时，循环泵正常工作，药液在内槽和外槽之间不断循环，第一温度传感器和第二温度传感器检测到的温差不会超过2℃。如果超过2℃，可判定为温度检测异常和/或循环泵异常，需要停止加热和/或循环，防止温度异常引起的制绒质量异常和循环泵空转引起的泵体损坏。
20.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述外槽外接循环泵，所述循环泵的出口端接入循环管路，所述循环管路的出口端接入内槽，溢流进入环形槽腔内的药液经循环泵返回内槽。
21.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述内槽侧壁设置有内槽液位计，所述内槽液位计电性连接所述控制器，所述循环管路上设置有电磁阀，所述控制器反馈控制电磁阀，所述控制器监测到内槽液位超过内槽液位计时，反馈控制电磁阀的开度。
22.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述循环泵的出口端还接入溢流管路，所述溢流管路的出口端接入环形槽腔，溢流进入环形槽腔内的药液由溢流管路回流至环形槽腔。
23.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述溢流管路上设置有溢流液位计。
24.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述溢流液位计电性连接所述控制器，所述控制器反馈控制报警模块。
25.一般制绒系统默认循环泵开启即等于药液循环正常，但实际作业时的情况更为复杂，由于氢氧化钾和双氧水反应产生的气泡会进入循环泵，泵内产生气阻空转，由此，表面看起来循环泵在正常工作，但不会将药液泵入循环管路和溢流管路。因此，本实用新型在溢流管路上设置了溢流液位计，用于检测循环泵是否正常工作，从而大大提高工艺稳定性，溢流液位计、控制器和报警模块形成逻辑控制，控制器实时采集溢流液位计检测到的液位信息，一旦没有检测到液位信息，表明溢流管路中没有药液流过，循环泵工作异常，随即向报警模块发出控制指令，提示操作人员及时检查循环泵，当然控制器也可以与循环泵反馈控制，一旦控制器监测到溢流管路内没有药液流过，可以直接控制循环泵关闭，同时报警模块启动。
26.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述内槽外周壁包裹保温层。
27.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述内槽中设置有传送装置，硅片通过传送装置送入下一工序。
28.第二方面，本实用新型提供了一种硅片制绒系统装置，所述的制绒系统装置包括沿硅片传输方向依次连接的碱制绒槽和酸制绒槽，所述的酸制绒槽和碱制绒槽分别连接酸补液装置和碱补液装置；
29.所述的碱制绒槽为第一方面所述的制绒机高温槽。
30.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
31.本实用新型在加热装置内部设置第一温度传感器，通过第一温度传感器检测到的加热装置的升温速率作为评价指标，判定当前内槽状态(是否有药液)，具体的控制方式为：控制器在预设时间段内两次采集第一温度传感器获取的温度数据并计算升温速率，控制器判定升温速率超过预设升温速率阈值时，表明加热器处于干烧状态，随即向加热器发出控
制指令，控制加热器关闭。
附图说明
32.图1为本实用新型一个具体实施方式提供的制绒机高温槽的结构示意图。
33.其中，1-内槽；2-外槽；3-加热器；4-第一温度传感器；5-第二温度传感器；6-循环泵；7-循环管路；8-溢流管路；9-控制器；10-电磁阀；11-溢流液位计；12-内槽液位计；13-传送装置；14-硅片。
具体实施方式
34.需要理解的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
35.需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
36.下面通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
37.在一个具体实施方式中，本实用新型提供了一种制绒机高温槽，所述制绒机高温槽如图1所示，包括内槽1和套设于内槽1外周的外槽2，所述内槽1与外槽2之间形成环形槽腔，向所述内槽1中注入药液，药液溢流进入环形槽腔；
38.所述内槽1内部底面设置有加热装置，所述加热装置内设置有第一温度传感器4，所述第一温度传感器4电性连接控制器9，所述控制器9反馈控制所述加热装置，所述控制器9根据第一温度传感器4传输的检测温度，控制所述加热器3。
39.本实用新型在加热装置内部设置第一温度传感器4，通过第一温度传感器4检测到的加热装置的升温速率作为评价指标，判定当前内槽1状态(是否有药液)，具体的控制方式为：控制器9在预设时间段内两次采集第一温度传感器4获取的温度数据并计算升温速率，控制器9判定升温速率超过预设升温速率阈值时，表明加热器3处于干烧状态，随即向加热器3发出控制指令，控制加热器3关闭。
40.进一步地，所述内槽1中部设置有第二温度传感器5，所述的第二温度传感器5电性连接控制器9，所述控制器9根据第一温度传感器4和第二温度传感器5传输的检测温度，控制所述加热器3。
41.本实用新型在内槽1中增设了第二温度传感器5，通过两个传感器的配合检测，可以获得更多当前的内槽1状态，也能提高对当前内槽1状态判断的准确性，第一温度传感器4
放置于加热装置内部，第二温度传感器5放置于内槽1中部，通过第一温度传感器4和第二温度传感器5感知的温差以及升温曲线等温度信息可以更加准确判断加热器3状态和槽内有无药液，有效防止加热器3干烧，减低火灾隐患，解决了现有高温槽采用液位计导致的误报漏洞，而且无需增加额外成本。
42.具体的控制逻辑包括如下两种测试模式：
43.测试模式一：控制器9采集同一时刻内第一温度传感器4和第二温度传感器5传输的温度数据，当检测到的两个实时温度数据均低于预设低温阈值时，表明内槽1中无药液，随即向加热器3发出控制指令，控制加热器3关闭；
44.测试模式一的使用场景是：高温槽当天已经使用一段时间后，由于高温药液的温度大约在70℃左右(该温度是基于本实用新型所处的实际应用场景，不作类推适用，其他厂家或相近技术领域采用的药液温度可能有所差异，不在本实用新型的考察范围内)，即便此时内槽1中无药液，槽内温度也不会由70℃骤降，因此一旦两个温度传感器检测到温度达到了50℃，说明此时槽内已经没有药液了。
45.测试模式二：控制器9采集同一时刻内第一温度传感器4和第二温度传感器5传输的温度数据并计算温差，当温差超过预设温差阈值时，表明加热器3和/或循环泵6处于异常工作状态，随即控制器9向加热器3和/或循环泵6发出控制指令，控制加热器3和/或循环泵6关闭。
46.测试模式二的使用场景是：在正产生产情况下，内槽1和外槽2全部注满药液时，循环泵6正常工作，药液在内槽1和外槽2之间不断循环，第一温度传感器4和第二温度传感器5检测到的温差不会超过2℃。如果超过2℃，可判定为温度检测异常和/或循环泵6异常，需要停止加热和/或循环，防止温度异常引起的制绒质量异常和循环泵6空转引起的泵体损坏。
47.进一步地，所述外槽2外接循环泵6，所述循环泵6的出口端接入循环管路7，所述循环管路7的出口端接入内槽1，溢流进入环形槽腔内的药液经循环泵6返回内槽1。
48.进一步地，所述内槽1侧壁设置有内槽液位计12，所述内槽液位计12电性连接所述控制器9，所述循环管路7上设置有电磁阀10，所述控制器9反馈控制电磁阀10，所述控制器9监测到内槽1液位超过内槽液位计12时，反馈控制电磁阀10的开度。
49.进一步地，所述循环泵6的出口端还接入溢流管路8，所述溢流管路8的出口端接入环形槽腔，溢流进入环形槽腔内的药液由溢流管路8回流至环形槽腔。
50.进一步地，所述溢流管路8上设置有溢流液位计11。所述溢流液位计11电性连接所述控制器9，所述控制器9反馈控制报警模块。
51.一般制绒系统默认循环泵6开启即等于药液循环正常，但实际作业时的情况更为复杂，由于氢氧化钾和双氧水反应产生的气泡会进入循环泵6，泵内产生气阻空转，由此，表面看起来循环泵6在正常工作，但不会将药液泵入循环管路7和溢流管路8。因此，本实用新型在溢流管路8上设置了溢流液位计11，用于检测循环泵6是否正常工作，从而大大提高工艺稳定性，溢流液位计11、控制器9和报警模块形成逻辑控制，控制器9实时采集溢流液位计11检测到的液位信息，一旦没有检测到液位信息，表明溢流管路8中没有药液流过，循环泵6工作异常，随即向报警模块发出控制指令，提示操作人员及时检查循环泵6，当然控制器9也可以与循环泵6反馈控制，一旦控制器9监测到溢流管路8内没有药液流过，可以直接控制循环泵6关闭，同时报警模块启动。
52.进一步地，所述内槽1外周壁包裹保温层。
53.进一步地，所述内槽1中设置有传送装置13，硅片14通过传送装置13送入下一工序。
54.在另一个具体实施方式中，本实用新型提供了一种硅片14制绒系统装置，所述的制绒系统装置包括沿硅片14传输方向依次连接的碱制绒槽和酸制绒槽，所述的酸制绒槽和碱制绒槽分别连接酸补液装置和碱补液装置；所述的碱制绒槽为上述具体实施方式提供的制绒机高温槽。
55.申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。