一种反射率自调节生产黑硅产品的系统技术方案

本发明专利技术公开了一种反射率自调节生产黑硅产品的系统，包括PLC控制器、气泡传感器、人机界面、循环泵、补液装置、进篮机械手、出篮机械手、本发明专利技术通过在黑硅机台的药液槽内加装气泡传感器，当硅片在药液槽中反应时气泡传感器感应到的气泡产生的信号判断反应速率的快慢，同时显示到人机界面后控制黑硅机台对挖孔扩孔时间进行自动调整，进一步的控制进篮机械手，出篮机械手及循环泵，补液装置从而实现对黑硅机台的全自动操控，本发明专利技术实现了对黑硅生产过程中工艺偏移的自动调整，减少人员工作量，本发明专利技术能够大幅提升产品良率和工艺稳定性。

A Reflectance Self-adjusting System for Black Silicon Production

【技术实现步骤摘要】
一种反射率自调节生产黑硅产品的系统
本专利技术涉及光伏发电技
，尤其涉及一种反射率自调节生产黑硅产品的系统。
技术介绍
光伏发电技术近年得到了极其迅速的发展，为了进一步提升晶硅电池的转换效率，黑硅技术应运而生，其通过在硅片表面制备微纳米尺度的多孔结构提升对光线的吸收从而提高电池的转换效率。黑硅技术是通过复杂的化学反应在晶硅表面制备纳米孔洞的，整个黑硅结构制备流程共包括二十多个工艺槽体，核心步骤主要是沉银—挖孔—扩孔，而黑硅孔径在700nm，孔深500nm左右使其表面反射率在17%左右时制备的电池才能兼顾好的光吸收能力和较低的光生载流，现有黑硅技术药液浓度波动，副产物积累，温度波动客观存在，无法完全消除，反应速率会随之波动，制备的黑硅产品反射率也会随之变化，工艺稳定性较低，而纳米孔洞的孔深孔径分别由挖孔扩孔时间来控制，实际生产过程中随着化学反应副产物的增多、药液浓度的波动和工艺温度等硬件上的波动，反应速率会随之波动，工艺时间不变的情况下，生产出来的产品的孔径和反射率都会随之飘移，工艺人员则需根据下料端产品的外观和反射率对挖孔，扩孔等的工艺时间进行调整，极大的增加了成品的不良率和人员的工作强度，而挖孔时硅片和药液的化学反应过程中会伴随着气泡的释放，正常反应速率情况下反应100s时溶液中开始产生大量气泡，此时反应时间设置在220s所得黑硅孔深正常，反应速率变快变慢时气泡产生的时间也随之提前和推迟，气泡每提前产生10s反射率会降低1%，延迟起泡10s反射率会升高1%。扩孔正常反应30s时产生大量气泡，反应时间设置在100秒时所得所得黑硅孔径正常，扩孔速率较慢气泡每延迟产生10s反射率会降低1.5%，本专利技术在黑硅机台基础上在挖孔槽，扩孔槽加装气泡传感器，通过硅片在槽体中反应时气泡传感器感应到的气泡产生的信号判断反应速率的快慢，将信号反馈到PLC控制器，再通过人机界面进行操控，从而实现了对黑硅生产过程中工艺偏移的自动调整，减少人员工作量，本专利技术能够大幅提升产品良率和工艺稳定性。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种反射率自调节生产黑硅产品的系统。本专利技术提出的一种反射率自调节生产黑硅产品的系统，包括PLC控制器、气泡传感器、人机界面、循环泵、补液装置、进篮机械手、出篮机械手，所述气泡传感器分别设置在挖孔槽与扩孔槽内，且与PLC控制器电性连接，采用双向传输方式相互反馈信号，所述人机界面设置在黑硅机台上，与PLC控制器电性连接，且采用双向传输方式相互反馈信号，所述进篮机械手，出篮机械手均与PLC控制器电性连接，且均采用双向传输方式相互反馈信号，所述循环泵设置在挖孔槽底部与PLC控制器电性连接，且采用单向传输方式反馈信号，所述补液装置设置在黑硅机台外部，与PLC采用单向传输方式反馈信号。进一步的优选方案，所述PLC控制器型号为DVP24SV11T2进一步的优选方案，所述所述气泡传感器型号为A230，材质为PVDF。进一步的优选方案，循环泵型号为AMX-441FEAAV-1，功率为0.75KW电压为380V。本专利技术的有益效果是：首先通过在挖孔槽，扩孔槽对角位置分别安装气泡传感器，当硅片与药液进行化学反应时产生气泡，从而导致脉冲信号的波动，而硅片在挖孔槽、扩孔槽气泡产生的快慢反应两个槽体化学反应速度的快慢，脉冲信号反馈到气泡传感器，气泡传感器与PLC控制器电性连接，双向传输反馈信号，并通过人机界面显示出反应时间。通过人机界面设定进篮机械手放至挖孔槽至气泡开始产生的时间为t1,挖孔槽工艺时间t根据以下公式自动调整：当t1小于100秒则t=220-(100-t1)相反的当t1大于100秒则工艺时间t按照公式t=220+（t1-100)进行修正。同样的设定扩孔时间当s1小于30秒则扩孔槽工艺时间s按照公式s=100-(30-s1)进行修正，反之按照s=100+（s1-30)进行自动修正，从而实现了对硅片生产过程中对反射率的工艺偏移的自动调整。花篮通过进篮机械手提拉放入挖孔槽或着扩孔槽内，前一槽体到工艺时间后，槽盖立即开启同时提拉信号关联鼓泡，PLC控制器控制继电器关闭循环泵，避免溶液扰动影响化学反应过程，当进篮机械手脱钩上移放掉花篮，脱钩信号通过PLC控制器关联气泡传感器实现开启，人机界面进行工艺计时，当反应气泡大量起来的时间反馈给PLC控制器根据计算公式修正反应时间，相应的人机界面工艺设定时间同步自动更改，反应时间到达工艺设定时间后，PLC控制器控制继电器开启循环泵对槽内药液进行充分循环混合以确保药液均匀性，另外药液循环过程中通过冷热交换器进行稳定控温，同时控制鼓泡管和磁致伸缩补液的电磁开关打开补液装置，自动进行补充药液，最后出篮机械手提走花篮，本专利技术实现了对黑硅生产过程中工艺偏移的自动调整，减少人员工作量，本专利技术能够大幅提升产品良率和工艺稳定性。附图说明图1为本专利技术提出的一种反射率自调节生产黑硅产品的系统的框图。图2为本专利技术提出的一种反射率自调节生产黑硅产品的系统的气泡传感器原理图图中：1-出篮机械手、2-人机界面、3-气泡传感器、4-补液装置、5-超声波发射探头、6-循环泵、7-进篮机械手、8-脉冲发生电路、9-微控制单元MCU模块、10-超声波接收探头、11-运放电路注释：黑硅技术：通过在硅片表面制备微纳米尺寸的孔洞结构，增加晶硅对光的吸收，从而达到提升晶硅电池转换效率的目的，由于通过此技术制备的硅片表面呈黑色故称为黑硅技术。挖孔：沉积在硅片表面的银通过氧化还原反应往硅内部造孔的过程称为挖孔，挖孔时间越长孔越深，对光吸收效果越好，光生电流越高。扩孔：黑硅工艺里面的一个步骤，目的是通过HF/HNO3混合溶液将孔制备的更大更圆润，以减少光生载流子的复合（硅原子外层4个电子可以稳定成键，硅片最外侧硅原子有一个电子未成键，作为悬挂键会对光生载流子进行复合，表面毛刺越多孔太窄比表面积越大复合越严重，电池效率越低），扩孔时间越长孔径越大反射率越高。纳米孔洞孔径需保证在一定范围内才能兼顾好的陷光效果和低光生载流子复合。花篮：盛放硅片的装置黑硅机台：生产黑硅绒面的槽式机器。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步解说。实施例参考图1-2，本实施例中提出了一种反射率自调节生产黑硅产品的系统，包括PLC控制器、气泡传感器3、人机界面2、循环泵6、补液装置4、进篮机械手7、出篮机械手1，气泡传感器3设置在挖孔槽与扩孔槽内，且与PLC控制器电性连接，采用双向传输方式相互反馈信号，人机界面2设置在黑硅机台上，与PLC控制器电性连接，且采用双向传输方式相互反馈信号，进篮机械手7，出篮机械手1均与PLC控制器电性连接，且均采用双向传输方式相互反馈信号，循环泵6设置在挖孔槽底部与PLC控制器电性连接，且采用单向传输方式反馈信号，补液装置4设置在黑硅机台外部，与PLC采用单向传输方式反馈信号，首先人机界面2控制进篮机械手7，将花篮提放到挖孔槽中，挖孔时硅片和药液的化学反应过程中会伴随着气泡的释放，正常反应速率情况下反应100s时溶液中开始产生大量气泡，此时反应时间设置在220s所得黑硅孔深正常，气泡每提前产生10s反射率会降低1%，延迟起泡10s反射率会升高1%，挖孔槽对角设置有气泡传感器3，气泡传感器3由超声波发送本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种反射率自调节生产黑硅产品的系统，包括PLC控制器、气泡传感器（3）、人机界面（2）、循环泵（6）、补液装置（4）、进篮机械手（7）、出篮机械手（1），所述气泡传感器（3）分别设置在挖孔槽与扩孔槽内，且与PLC控制器电性连接，采用双向传输方式相互反馈信号，所述人机界面（2）设置在黑硅机台上，与PLC控制器电性连接，且采用双向传输方式相互反馈信号，所述进篮机械手（7），出篮机械手（1）均与PLC控制器电性连接，且均采用双向传输方式相互反馈信号，所述循环泵（6）设置在挖孔槽底部与PLC控制器电性连接，且采用单向传输方式反馈信号，所述补液装置（4）设置在黑硅机台外部，与PLC采用单向传输方式反馈信号。

【技术特征摘要】
1.一种反射率自调节生产黑硅产品的系统，包括PLC控制器、气泡传感器（3）、人机界面（2）、循环泵（6）、补液装置（4）、进篮机械手（7）、出篮机械手（1），所述气泡传感器（3）分别设置在挖孔槽与扩孔槽内，且与PLC控制器电性连接，采用双向传输方式相互反馈信号，所述人机界面（2）设置在黑硅机台上，与PLC控制器电性连接，且采用双向传输方式相互反馈信号，所述进篮机械手（7），出篮机械手（1）均与PLC控制器电性连接，且均采用双向传输方式相互反馈信号，所述循环泵（6）设置在挖孔槽底部与PLC控制器电性连...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵玉林，邱凯坤，张三洋，
申请(专利权)人：无锡琨圣科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32