[发明专利]一种用于金刚线多晶硅片的自动喷砂装置

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池片技术领域，具体涉及一种用于金刚线多晶硅片的自动喷砂装置。

背景技术

以下对本发明的相关技术背景进行说明，但这些说明并不一定构成本发明的现有技术。

随着我国太阳能产业的快速发展，太阳能电池片的需求量在不断的扩大，如何加工出低成本、高效率的核心原料—硅片成为行业亟待解决的的课题，目前国内太阳能硅片加工方法有以下几种：

砂浆线切割单晶硅技术：单晶硅制造成本高、砂浆线切割技术效率低、碎片率高；

砂浆线切割多晶硅技术：多晶硅制造成本低、砂浆线切割技术效率低、碎片率高；

金刚线切割多晶硅技术：单晶硅制造成本高、金刚线切割技术效率高、碎片率低；

黑硅技术：设备成本高、环境污染严重。

但是现有的硅片加工技术都存在着成本高、加工效率低、碎片率高、环境污染严重等问题；虽然金刚线切割技术所带来的高效加工率和低碎片率得到了广泛认可，但是低成本的金刚线切割多晶硅片表面过于光滑，并不能用于太阳能电池片的制作，这对金刚线多晶硅技术的应用和推广设置了不可逾越的鸿沟。此外，目前市场上对用于制作太阳能电池片的硅片产能、加工稳定性、加工均匀性等要求高，导致目前市场并没有能够满足要求、并且与高精度喷砂加工中心配套的数控系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于金刚线多晶硅片的自动喷砂装置，能够自动化进行喷砂处理，操作简单，加工精度和加工稳定性高，碎片率低，产能高；采用本发明的自动喷砂装置处理之后的硅片能直接进行太阳能电池片的制作，并且性能得到很大提升，扩大了金刚线多晶硅技术的应用范围。

根据本发明的用于金刚线多晶硅片的自动喷砂装置，包括：启动系统、磨液系统、喷枪系统、上料系统、工艺仓和控制器；其中，

启动系统接收外部输入的操作指令并发送给控制器；

上料系统接收到控制器发送的上料信号后，推送金刚线多晶硅片进出工艺仓的喷射区；

金刚线多晶硅片进入喷射区后，控制器依据喷枪的位置坐标和移动速度控制喷枪系统将磨液系统中的磨液喷射到金刚线多晶硅片表面；

控制器接收所述操作指令，当所述操作信号为喷砂指令时，控制器依据喷砂指令生成上料信号并发送给上料系统；当所述操作信号为喷砂指令时，控制器还用于依据磨液浓度、喷射压力、磨液流量和喷砂厚度查询预设的映射关系，确定喷枪的位置坐标和移动速度。

优选地，喷砂装置的加工深度满足如下关系：

式中，H为金刚线多晶硅片的加工深度，单位为：um；N为与SiC砂目数有关的系数，N的取值为0.1-100；ρ为与磨液浓度有关的系数,ρ的取值为1-3.22；α为压力系数，α的取值为0.1-100；P为喷枪压力，单位为：MPa；P₀为喷枪最小加工压力，单位为：Mpa；K为靶距变换系数，单位为1/mm，K取0-50；L为靶距，单位为：mm；V_h为深度方向基础加工速率，单位为：um/s；t为加工时间，单位为：s。

优选地，控制器进一步用于：接收所述操作指令，当所述操作信号为喷砂指令时，依据喷砂指令生成搅拌信号并发送给磨液系统；

磨液系统接收到搅拌信号后搅拌磨液，搅拌结束后向控制器返回搅拌结束信号。

优选地，当搅拌时长达到预设的搅拌时间阈值、或者预设检测周期内的平均磨液浓度达到预设的磨液浓度阈值、或者相邻两次检测到的磨液浓度的差值不大于预设的浓度差阈值时，磨液系统停止搅拌。

优选地，所述上料系统包括：支架子系统、定位子系统和传动子系统；其中：

定位子系统设置在传动子系统上，包括真空载台、真空源和真空管；真空载台的上端面设置有通孔，真空载台的上端面用于承载金刚线多晶硅片；真空载台通过真空管可拆卸地与真空源连通；

传动子系统设置在支架子系统上，用于驱动真空载台进出工艺仓。

优选地，传动子系统包括：传动轨道、驱动单元和传动链；其中，

传动轨道可拆卸地设置在支架子系统上，用于承载真空载台、并限定真空载台进出工艺仓的轨迹；

传动链与驱动单元连接，其行进方向与传动轨道平行，传动链上设置有限位齿；传动链运动过程中限位齿驱动真空载台沿着传动轨道的方向进出工艺仓。

优选地，传动轨道上均匀间隔地设置有垂直于所述传动轨道的滚动体；和/或，

传动子系统进一步包括：推送单元和传感器；

推送单元设置在传动子系统上，用于承载待处理的真空载台；