專利名稱：硅材料的壓差濕處理裝置及其處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種硅材料的濕處理裝置，具體涉及ー種硅材料的壓差濕處理裝置及其處理方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)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(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸時，越來越多的國家開始實行“陽 光計劃”，開發(fā)太陽能資源，尋求經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動力。歐洲ー些高水平的核研究機(jī)構(gòu)也開始轉(zhuǎn)向可再生能源。在國際光伏市場巨大潛力的推動下，各國的太陽能電池制造業(yè)爭相投入巨資，擴(kuò)大生產(chǎn)，以爭一席之地。全球太陽能電池產(chǎn)業(yè)從1994至2010年里增長了近30倍。目前，太陽能電池市場競爭激烈，歐洲和日本領(lǐng)先的格局已被打破。盡管主要的銷售市場在歐洲，但太陽能電池的生產(chǎn)重鎮(zhèn)已經(jīng)轉(zhuǎn)移到亞洲。中國太陽能電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展大致可分為三個階段。第一階段為1984年以后的研究開發(fā)時期。之后迎來了 2001年以后的產(chǎn)業(yè)形成時期，這第二階段也是尚德等太陽能電池廠商開始創(chuàng)業(yè)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(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展時期。2008年中國太陽能電池產(chǎn)能約為3. 3GW，產(chǎn)量超過了 2GW。2009年中國太陽能電池產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到了 4. 3GW，中國所占全球份額已達(dá)到4成以上。中國已在生產(chǎn)制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(xù)出臺了太陽能屋頂計劃、金太陽工程等諸多補(bǔ)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(fā)達(dá)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(chǎn)方法，采用此方法生產(chǎn)的多晶硅約占多晶硅全球總產(chǎn)量的85%以上。但這種提煉技術(shù)的核心エ藝僅僅掌握在美、德、日等7家主要硅料料廠商手中。它們形成的企業(yè)聯(lián)盟實行技術(shù)封鎖，嚴(yán)禁技術(shù)轉(zhuǎn)讓。短期內(nèi)產(chǎn)業(yè)化技術(shù)壟斷封鎖的局面不會改變。由于，我國在多晶硅生產(chǎn)行業(yè)未能完全掌握這種提煉技術(shù)的核心エ藝，在多晶硅生產(chǎn)過程頻繁出現(xiàn)硅料的爆米花現(xiàn)象，會在硅材料上產(chǎn)生許多細(xì)小裂縫，現(xiàn)有的清洗方法無法充分濕處理及清除所述細(xì)小裂縫(O. Olmm Imm)中殘留的化學(xué)溶液。目前，現(xiàn)有技術(shù)中的硅材料的濕處理裝置，如附圖Ia所示，主要包括供水系統(tǒng)，超聲槽1，設(shè)置于超聲槽底部的超聲裝置2以及設(shè)置于超聲槽中部的載料構(gòu)件3，所述載料構(gòu)件3通過支架4支撐；所述供水系統(tǒng)包括位于超聲槽側(cè)面的入口 5，位于超聲槽最低點處的出口 6以及位于超聲槽載料構(gòu)件的上平面上的溢流ロ 7。圖Ib示出為現(xiàn)有技術(shù)中的硅材料的濕處理裝置的俯視圖。利用現(xiàn)有技術(shù)中的硅材料的濕處理裝置，其濕處理方法包括將硅材料放入超聲槽I內(nèi)的載料構(gòu)件3中，同步開啟供水系統(tǒng)和超聲裝置2，使得超純水通過入ロ 5進(jìn)入超聲槽I內(nèi)，對硅材料進(jìn)行清洗。采用超聲裝置2對硅材料進(jìn)行清洗，由于超聲波產(chǎn)生氣泡尺寸較大的特點，再加上它經(jīng)過幾次折射其能量消耗殆盡，只能對硅材料的表面和近表面起到一定的作用，而無法清除硅材料因爆米花現(xiàn)象而引起的彎彎曲曲伸向硅材料內(nèi)部裂紋中顆粒及殘存化學(xué)溶液。因此傳統(tǒng)硅材料清洗工藝和裝備是無法勝任存在爆米花現(xiàn)象的硅材料濕處理工作，造成該類硅材料無法高效使用，直接影響到最終太陽能電池片的光能轉(zhuǎn)換效率及壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種硅材料的壓差濕處理裝置及其處理方法，克服現(xiàn)有技術(shù)中無法有效清除硅材料表面的細(xì)小裂縫中殘留的化學(xué)溶液的問題。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下方案一種硅材料的壓差濕處理裝置，包括壓差容器；在所述壓差容器的內(nèi)部，通過一支架設(shè)置有用于安放硅材料的載料構(gòu)件；在所述壓差容器的頂部設(shè)有密封蓋；所述壓差容器的壁面上設(shè)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(shè)于臨近所述載料構(gòu)件的下部邊沿平面。所述液位接口的位置略高于所述載料構(gòu)件的上部邊沿平面。所述排液接口位于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于所述液位接口。所述密封蓋包括蓋體，設(shè)于蓋體的邊緣彼此相對的轉(zhuǎn)動臂和鎖緊機(jī)構(gòu)。所述密封蓋還包括設(shè)于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(yīng)管路，所述純水供應(yīng)管路設(shè)有在線加熱器。一種硅材料的壓差濕處理方法，將所述硅材料放入容器內(nèi)部，密封所述容器；加入超純水浸泡所述硅材料；往所述容器內(nèi)通入壓縮氣體保壓一定時間后抽真空。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(shù)方案，本發(fā)明提供的硅材料的壓差濕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)的硅材料；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(zhì)量大大提聞，最終提聞太陽能電池片的光能轉(zhuǎn)電能效率，延長電池片使用壽命。


圖Ia是現(xiàn)有技術(shù)中的硅材料的濕處理裝置的剖視圖；圖Ib是現(xiàn)有技術(shù)中的硅材料的濕處理裝置的俯視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例的硅材料的壓差濕處理裝置的剖視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例的硅材料的壓差濕處理裝置的俯視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例的硅材料的壓差濕處理裝置的俯視圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的又一個優(yōu)選實施例的硅材料的壓差濕處理裝置的俯視圖6是根據(jù)本發(fā)明的又一個優(yōu)選實施例的硅材料的壓差濕處理裝置的純水供應(yīng)管路不意圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的又一個優(yōu)選實施例的硅材料的壓差濕處理裝置的排液管路示意圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的又一個優(yōu)選實施例的硅材料的壓差濕處理裝置的壓縮空氣管路不意圖9是根據(jù)本發(fā)明的又一個優(yōu)選實施例的硅材料的壓差濕處理裝置的真空管路示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖，給出本發(fā)明的較佳實施例，并予以詳細(xì)描述，使能更好地理解本發(fā)明的硅材料的壓差濕處理裝置的功能、特點。如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例的硅材料的壓差濕處理裝置包括壓差容器10，在所述壓差容器10的內(nèi)部，通過支架20設(shè)置有用于安放硅材料的載料構(gòu)件30，所述壓差容器10的頂部設(shè)有密封蓋40，另外，所述壓差容器10的壁面上設(shè)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(shè)于臨近所述載料構(gòu)件30的下部邊沿平面；所述液位接口 12的位置略高于所述載料構(gòu)件30的上部邊沿平面，使得壓差容器10內(nèi)的液位略高于載料構(gòu)件30 ;所述排液接口 13位于所述壓差容器10的最低點處；所述壓縮氣體接口 14和真空接口 15高于所述液位接口 12。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，所述密封蓋40包括蓋體41，設(shè)于蓋體41的邊緣彼此相對的轉(zhuǎn)動臂42和鎖緊機(jī)構(gòu)43，設(shè)于蓋體41的下部邊緣的密封圈44。所述密封蓋40可通過任何驅(qū)動機(jī)構(gòu)進(jìn)行開啟或關(guān)閉，例如圖2中設(shè)于所述壓差容器10外側(cè)的汽缸，驅(qū)動蓋體41圍繞轉(zhuǎn)動臂42開啟或關(guān)閉。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)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(shè)置，所述真空接口 15靠近所述壓縮氣體接口 14設(shè)置，如圖3所示。但是，應(yīng)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(diào)整。根據(jù)本發(fā)明的另一個優(yōu)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于清洗棒狀的硅材料，而圓形橫截面的壓差容器則更適用于清洗塊狀的硅材料。當(dāng)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于本發(fā)明中。根據(jù)本發(fā)明的又一個優(yōu)選實施例的硅材料的壓差濕處理裝置還包括與所述超純水入口 11相連的純水供應(yīng)管路，如圖6所示，所述純水供應(yīng)管路設(shè)有在線加熱器110，用于控制流量的流量開關(guān)111，設(shè)置于流量開關(guān)附近用于保證純水流動的超純水旁路112，用于自動控制的電磁閥113和氣動閥114，用于手動控制的手動閥115，以及在線加熱器出口處用于保護(hù)加熱器而設(shè)置電容式液位傳感器116和控制純水出口溫度而設(shè)置的熱電阻傳感器 117。根據(jù)本發(fā)明的又一個優(yōu)選實施例的硅材料的壓差濕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(shè)有用于自動控制的電磁閥130和氣動閥131等。根據(jù)本發(fā)明的又ー個優(yōu)選實施例的硅材料的壓差濕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(shè)有用于自動控制的電磁閥140，用于控制氣流速度的控制閥141，用于控制壓縮氣體壓カ的壓カ表142和減壓閥143等。根據(jù)本發(fā)明的又ー個優(yōu)選實施例的硅材料的壓差濕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(shè)有真空發(fā)生器150，真空壓カ表151，真空用分水過濾器152以及用于自動控制的電磁閥153等。本發(fā)明還提供ー種硅材料的壓差濕處理方法，包括將所述硅材料放入容器內(nèi)部，通過密封蓋密封所述容器后；加入超純水對所述硅材料進(jìn)行浸泡；往所述容器內(nèi)通入壓縮氣體保壓一定時間后抽真空，如此多次反復(fù)通入壓縮氣體并抽真空完成對所述硅材料的濕處理。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(fā)明提供的硅材料的壓差濕處理方法，包括將所述硅材料放入所述壓差容器10的內(nèi)部，通過密封蓋40密封所述壓差容器10后；利用純水供應(yīng)管路從所述超純水入ロ 11加入超純水對所述硅材料進(jìn)行浸泡；利用壓縮氣體管路從所述氣體接ロ 14通入壓縮氣體并保壓一段時間；然后利用真空管路從所述真空接ロ 15抽真空，如此多次反復(fù)通入壓縮氣體并抽真空而完成對所述硅材料的濕處理。經(jīng)過多次反復(fù)改變?nèi)萜鲀?nèi)的壓強(qiáng)，整個濕處理時間優(yōu)選為60 600秒，通過輸入壓縮氣體來加壓，及調(diào)節(jié)壓差エ藝時間，使得相應(yīng)化學(xué)液及超純水壓入硅材料的裂紋深層，濕處理或稀釋裂紋中殘留化學(xué)溶液的濃度，又通過減壓，把加化學(xué)溶液殘留在裂紋稀釋后的殘留化學(xué)溶液吸出來，通過多次的呼與吸，從而達(dá)到對硅材料裂縫內(nèi)表面濕處理及殘酸清洗的目的。以上所述的，僅為本發(fā)明的較佳實施例，并非用以限定本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的上述實施例還可以做出各種變化。即凡是依據(jù)本發(fā)明申請的權(quán)利要求書及說明書內(nèi)容所作的簡單、等效變化與修飾，皆落入本發(fā)明專利的權(quán)利要求保護(hù)范圍。本發(fā)明未詳盡描述的均為常規(guī)技術(shù)內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種硅材料的壓差濕處理裝置，包括 壓差容器； 在所述壓差容器的內(nèi)部，通過一支架設(shè)置有用于安放硅材料的載料構(gòu)件； 在所述壓差容器的頂部設(shè)有密封蓋； 其特征在于，所述壓差容器的壁面上設(shè)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(quán)利要求I所述的硅材料的壓差濕處理裝置，其特征在于，所述超純水入口設(shè)于臨近所述載料構(gòu)件的下部邊沿平面。
3.如權(quán)利要求I所述的硅材料的壓差濕處理裝置，其特征在于，所述液位接口的位置略高于所述載料構(gòu)件的上部邊沿平面。
4.如權(quán)利要求I所述的硅材料的壓差濕處理裝置，其特征在于，所述排液接口位于所述壓差容器的最低點處。
5.如權(quán)利要求I所述的硅材料的壓差濕處理裝置，其特征在于，所述壓縮氣體接口和真空接口高于所述液位接口。
6.如權(quán)利要求I所述的硅材料的壓差濕處理裝置，其特征在于，所述密封蓋包括蓋體，設(shè)于蓋體的邊緣彼此相對的轉(zhuǎn)動臂和鎖緊機(jī)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求6所述的硅材料的壓差濕處理裝置，其特征在于，所述密封蓋還包括設(shè)于所述蓋體的下部整個圓周邊緣的密封圈。
8.如權(quán)利要求6所述的硅材料的壓差濕處理裝置，其特征在于，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(quán)利要求I所述的硅材料的壓差濕處理裝置，其特征在于，所述裝置還包括與所述超純水入口相連的純水供應(yīng)管路，所述純水供應(yīng)管路設(shè)有在線加熱器。
10.一種娃材料的壓差濕處理方法,其特征在于，將所述娃材料放入容器內(nèi)部，密封所述容器；加入超純水浸泡所述硅材料；往所述容器內(nèi)通入壓縮氣體保壓一定時間后抽真空。
11.如權(quán)利要求I所述的硅材料的壓差濕處理方法，其特征在于，所述超純水為20°c 80 °C的超純水。
12.如權(quán)利要求I所述的硅材料的壓差濕處理方法，其特征在于，所述壓縮氣體壓力為O 500kPo
13.如權(quán)利要求I所述的硅材料的壓差濕處理方法，其特征在于，所述保壓時間為30 180 秒。
14.如權(quán)利要求I所述的硅材料的壓差濕處理方法，其特征在于，所述抽真空壓力為 _70kPa OkPa。
全文摘要
本發(fā)明提供一種硅材料的壓差濕處理裝置，包括壓差容器；在壓差容器的內(nèi)部，通過支架設(shè)置有用于安放硅材料的載料構(gòu)件；在壓差容器的頂部設(shè)有密封蓋；壓差容器的壁面上設(shè)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(fā)明還提供一種硅材料的壓差濕處理方法，將硅材料放入容器內(nèi)部，密封容器；加入超純水浸泡硅材料；往容器內(nèi)通入壓縮氣體保壓一定時間后抽真空，如此多次反復(fù)通入壓縮氣體并抽真空完成對硅材料的濕處理。本發(fā)明提供的硅材料的壓差濕處理裝置及其處理方法能夠有效清洗具有深層裂紋的硅材料；從而使得硅材料的質(zhì)量大大提高，最終提高太陽能電池片的光能轉(zhuǎn)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(yōu)先權(quán)日2011年1月30日
發(fā)明者倪黨生, 朱偉然 申請人:上海思恩電子技術(shù)有限公司