專利名稱：太陽(yáng)能電池刻蝕廢物體系的處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能電池技術(shù)領(lǐng)域。具體地講，本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能電池刻蝕廢物體系的處理裝置。
背景技術(shù)：
在太陽(yáng)能電池加工過程中，在清洗生產(chǎn)線中會(huì)在生產(chǎn)線的開始用第一刻蝕液(HF)除去摻雜過程中保留在晶片表面上的氧化硅而在末端用第二刻蝕液(HF/HC1)最后刻蝕濕法加工的晶片，而在制絨生產(chǎn)線中會(huì)用最后處理浴(HF/HC1)來刻蝕濕法加工過的晶片，一般將刻蝕液噴射在晶片上或?qū)⒕肟涛g液中。在使用HF/HC1刻蝕液的處理一段時(shí)間后，產(chǎn)生刻蝕廢物體系，其中包含HF、HCUH2SiF6和Si。中國(guó)專利200810187371. X公開了一種晶體硅制絨廢水的處理方法及該處理方法所用的系統(tǒng)。在該方法中通過加熱并調(diào)節(jié)壓力和PH值，然后在真空狀態(tài)下對(duì)該廢水進(jìn)行吹脫，然后將廢水中的化學(xué)耗氧量(COD )降至較低水平后排放。中國(guó)專利申請(qǐng)201010286071. 4公開了一種光伏太陽(yáng)能電池片生產(chǎn)廢水處理工藝，其中需要通過加入強(qiáng)酸或強(qiáng)堿進(jìn)行PH調(diào)節(jié)，然后對(duì)處理液進(jìn)行除氟和/或化學(xué)耗氧步驟，將達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的廢水外排。以上兩個(gè)專利文獻(xiàn)中公開的處理方法都需要使用新的化學(xué)物質(zhì)且工藝復(fù)雜。目前所用的常規(guī)工藝中，沒有對(duì)太陽(yáng)能電池加工過程中產(chǎn)生的刻蝕廢物體系進(jìn)行處理，而是直接將其作為廢物排走。這樣需要不斷地更換刻蝕液，且刻蝕過程中產(chǎn)生的氣體沒有得到回收。從資源利用和環(huán)境保護(hù)等方面來講，常規(guī)工藝沒有對(duì)刻蝕液充分利用，經(jīng)濟(jì)效益低且不環(huán)保。希望有一種處理裝置，能使刻蝕液得到充分利用。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種太陽(yáng)能電池刻蝕廢物體系的處理裝置，以使刻蝕溶液得到充分利用。本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題可以通過以下技術(shù)方案得以解決一種太陽(yáng)能電池刻蝕廢物體系的處理裝置，所述廢物體系來自太陽(yáng)能電池加工系統(tǒng)中的刻蝕設(shè)備，所述處理裝置包括與所述刻蝕設(shè)備流體相通的、用于加熱液體和使氣體蒸發(fā)的蒸發(fā)設(shè)備；與所述蒸發(fā)設(shè)備和所述刻蝕設(shè)備流體相通的、用于氣體的混合的注射設(shè)備；和與所述注射設(shè)備和所述刻蝕設(shè)備流體相通的、用于氣體的冷凝以及混合酸的制備的冷凝設(shè)備。本實(shí)用新型處理裝置的優(yōu)點(diǎn)在于可實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能電池刻蝕液的循環(huán)利用，從而減少了刻蝕液的消耗，消除刻蝕廢液和有毒廢氣的排放，且由于使刻蝕過程穩(wěn)定而提高了電池的效率。
圖I是本實(shí)用新型太陽(yáng)能電池刻蝕廢物體系的處理裝置的示意圖。
具體實(shí)施方式
在太陽(yáng)能電池刻蝕廢物體系通常含有HF、HCl、H2SiF6、Si和/或SiO2等成分。在常規(guī)工藝中，沒有對(duì)刻蝕廢物體系進(jìn)行處理，而是直接將其作為廢料排走。這樣造成了浪費(fèi)，增加了成本，同時(shí)也給環(huán)境處理增加了負(fù)擔(dān)。本實(shí)用新型的一些實(shí)施方案涉及太陽(yáng)能電池刻蝕廢物體系的處理裝置，所述廢物體系來自太陽(yáng)能電池加工系統(tǒng)中的刻蝕設(shè)備，所述處理裝置包括與所述刻蝕設(shè)備流體相通的、用于加熱液體和使氣體蒸發(fā)的蒸發(fā)設(shè)備； 與所述蒸發(fā)設(shè)備和所述刻蝕設(shè)備流體相通的、用于氣體的混合的注射設(shè)備；和與所述注射設(shè)備和所述刻蝕設(shè)備流體相通的、用于氣體的冷凝以及混合酸的制備的冷凝設(shè)備。在本實(shí)用新型中，可通過取樣測(cè)試來確定冷凝設(shè)備中液體所包含的各組分的濃度，也可通過與一濃度在線檢測(cè)系統(tǒng)相連來檢測(cè)各組分濃度。從而，在一個(gè)實(shí)施方案中，所述冷凝設(shè)備上還設(shè)置有一取樣口，以便于其中溶液的取樣及各組分濃度測(cè)試。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述處理裝置還包括與所述冷凝設(shè)備相連的濃度在線檢測(cè)系統(tǒng)。所述濃度在線檢測(cè)系統(tǒng)可包括與所述冷凝設(shè)備流體相通、用于在線采集液體的光譜數(shù)據(jù)的近紅外光柵儀和與所述近紅外光柵儀相連、用于對(duì)所述光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行分析以得出所述液體的濃度數(shù)據(jù)的濃度測(cè)試裝置。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述近紅外光柵儀中設(shè)置具有自動(dòng)內(nèi)部校準(zhǔn)功能的分光光度計(jì)。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述蒸發(fā)設(shè)備上還設(shè)置有一出口以排出其中的液體。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述冷凝設(shè)備上還設(shè)置有一入口以向其中加入液體。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述蒸發(fā)設(shè)備與一真空泵相通以降低蒸發(fā)所需的溫度。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述注射設(shè)備與一真空泵相通以促進(jìn)氣體的轉(zhuǎn)移到注射設(shè)備中。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述冷凝設(shè)備與一真空泵相通以促進(jìn)氣體轉(zhuǎn)移到冷凝設(shè)備中。在本實(shí)用新型使用過程中，刻蝕設(shè)備中的HF、HCl會(huì)部分揮發(fā)到注射設(shè)備中，剩余的廢液在蒸餾器中受熱分解，產(chǎn)生HF，它與液體中原有的HF、HC1以及水蒸汽在蒸餾器中被蒸餾出去，到達(dá)注射設(shè)備。在注射設(shè)備中來自刻蝕設(shè)備的HF、HC1氣體和來自蒸餾設(shè)備的HF、HCl及水蒸汽進(jìn)行混合，然后進(jìn)入冷凝設(shè)備。在冷凝設(shè)備中，來自注射設(shè)備的混合氣體被冷凝并被水吸收形成HF和HCl的混合酸液。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，以使本實(shí)用新型處理裝置的特征和優(yōu)點(diǎn)更清楚，但本實(shí)用新型不局限于本文中列出的實(shí)施例。[0033]如圖I所示，太陽(yáng)能電池刻蝕廢物體系的處理裝置的示意圖，所述廢物體系來自太陽(yáng)能電池加工系統(tǒng)中的刻蝕設(shè)備1，所述處理裝置包括與刻蝕設(shè)備I流體相通的蒸發(fā)設(shè)備2 ；與蒸發(fā)設(shè)備2和刻蝕設(shè)備I流體相通的注射設(shè)備3 ;和與注射設(shè)備3和刻蝕設(shè)備I流體相通的冷凝設(shè)備4。刻蝕設(shè)備I上設(shè)置有第一入口 11和第一出口 12以及第二出口 13，蒸發(fā)設(shè)備2設(shè)置有第二入口 21和第三出口 22，注射設(shè)備3設(shè)置有第三入口 31、第四入口 32和第四出口33，冷凝設(shè)備4設(shè)置有第五入口 41和第五出口 42，其中第一出口 12通過第一閥a及管道與第四入口 32相通，第二出口 13和通過第二閥b、第一泵A及管道與第二入口 21相通，第三出口 22通過第三閥c及管道與第三入口 31相通，第四出口 33通過第四閥及管道與第五入 口 41相通，第一入口 11通過第五閥e、第二泵及管道與第五出口 42相通。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)理解的是，上述出口和入口也可用于其它目的，或者為了其它目的，所有設(shè)備中可還設(shè)置其它出口和/或入口，例如蒸發(fā)設(shè)備2上還設(shè)置有一出口(圖中未顯示)以排出其中的液體，冷凝設(shè)備4上可還設(shè)置有一入口(圖中未顯示)以向其中加入液體，或者設(shè)備為可開啟的。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員還應(yīng)理解，為了準(zhǔn)確測(cè)定和控制冷凝設(shè)備4中液體的濃度，本實(shí)用新型處理裝置可還包括冷凝設(shè)備4流體相通的濃度在線檢測(cè)系統(tǒng)(未顯示)，或者所述冷凝設(shè)備上可還設(shè)置有一取樣口，以便于其中液體的取樣及各組分濃度測(cè)試。所述濃度在線檢測(cè)系統(tǒng)包括與所述冷凝設(shè)備流體相通、用于在線采集液體的光譜數(shù)據(jù)的近紅外光柵儀和與所述近紅外光柵儀相連、用于對(duì)所述光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行分析以得出所述液體的濃度數(shù)據(jù)的濃度測(cè)試裝置。所述近紅外光柵儀中可設(shè)置具有自動(dòng)內(nèi)部校準(zhǔn)功能的分光光度計(jì)。下面以包含HF和HCl的刻蝕液為例對(duì)本實(shí)用新型刻蝕廢物體系的處理裝置的使用原理進(jìn)行說明。在刻蝕設(shè)備I中，刻蝕液長(zhǎng)時(shí)間對(duì)太陽(yáng)能電池硅片進(jìn)行處理后，廢物體系中包含HF、HCl、H2SiF6、水以及 Si 和 SiO20首先，可揮發(fā)性氣體HF和HCl通過第一閥a經(jīng)第一出口 12、第二入口 31從刻蝕設(shè)備I中揮發(fā)到注射設(shè)備3中，殘余廢液通過第一泵A和第二閥b經(jīng)第二出口 13、第二入口21從刻蝕設(shè)備I進(jìn)入蒸發(fā)設(shè)備2。在蒸餾設(shè)備2中，殘余廢液在加熱作用下(40-80°C )發(fā)生如下反應(yīng)H2SiF6 — SiF4+2HFSiF4+3H20 — H2Si03+4HF且其中形成HF和原來可能還殘留的HF和HCl以及水蒸汽通過第三閥c經(jīng)第三出口 22和第三入口 31被蒸發(fā)到注射設(shè)備3中。在注射設(shè)備3中，從第三入口 31和第四入口 32進(jìn)來的所有HF和HCl及水蒸汽充分混合形成混合氣體。之后混合氣體通過第四閥d經(jīng)第四出口 33和第二氣體入口 41進(jìn)入冷凝設(shè)備4中。在冷凝設(shè)備4中，混合氣體被冷凝成液體并與水混合形成HF和HCl混合酸液，此混合酸液可暫時(shí)儲(chǔ)存于冷凝設(shè)備中并在需要使用時(shí)通過第五閥e和第二泵B經(jīng)第五出口42、第一入口 11進(jìn)入刻蝕設(shè)備I中以備使用。應(yīng)理解的是，蒸發(fā)設(shè)備2可與一真空泵相通以降低蒸發(fā)和反應(yīng)所需的溫度，注射設(shè)備3可與一真空泵(圖中未顯示)相通以促進(jìn)氣體的轉(zhuǎn)移到注射設(shè)備3中，冷凝設(shè)備4可與一真空泵(圖中未顯示)相通以促進(jìn)氣體轉(zhuǎn)移到冷凝設(shè)備4中。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)了解，可根據(jù)實(shí)際需要通過另外加入適當(dāng)濃度的新鮮刻蝕液來調(diào)整刻蝕液中HCl和/或HF的濃度。加入新鮮刻蝕液的方法對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言是顯而易見的，在此不再贅述。以上實(shí)施例主要說明了本實(shí)用新型太陽(yáng)能電池刻蝕廢物體系的處理裝置。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，本實(shí)用新型可以在不偏離其主旨與范圍內(nèi)以許多其他的形式實(shí)施。因此，所描述的實(shí)施例與實(shí)施方式被視為示意性的而非限制性的，在不脫離如所附各權(quán)利要求所定義的本實(shí)用新型精神及范圍的情況下，本實(shí)用新型可涵蓋權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有這類等同修改與替換?！?br> 權(quán)利要求1.一種太陽(yáng)能電池刻蝕廢物體系的處理裝置，所述廢物體系來自太陽(yáng)能電池加工系統(tǒng)中的刻蝕設(shè)備，其特征在于，所述處理裝置包括 與所述刻蝕設(shè)備流體相通的、用于加熱液體和使氣體蒸發(fā)的蒸發(fā)設(shè)備； 與所述蒸發(fā)設(shè)備和所述刻蝕設(shè)備流體相通的、用于氣體的混合的注射設(shè)備；和 與所述注射設(shè)備和所述刻蝕設(shè)備流體相通的、用于氣體的冷凝以及混合酸的制備的冷凝設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的處理裝置，其特征在于，所述處理裝置還包括與所述冷凝設(shè) 備相連的濃度在線檢測(cè)系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的處理裝置，其特征在于，所述濃度在線檢測(cè)系統(tǒng)包括與所述冷凝設(shè)備流體相通、用于在線采集液體的光譜數(shù)據(jù)的近紅外光柵儀和與所述近紅外光柵儀相連、用于對(duì)所述光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行分析以得出所述液體的濃度數(shù)據(jù)的濃度測(cè)試裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的處理裝置，其特征在于，所述近紅外光柵儀中設(shè)置具有自動(dòng)內(nèi)部校準(zhǔn)功能的分光光度計(jì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的處理裝置，其特征在于，所述冷凝設(shè)備上還設(shè)置有一取樣口，以便于其中液體的取樣及各組分濃度測(cè)試。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的處理裝置，其特征在于，所述注射設(shè)備與一真空泵相通以促進(jìn)氣體轉(zhuǎn)移到注射設(shè)備中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的處理裝置，其特征在于，所述冷凝設(shè)備與一真空泵相通以促進(jìn)氣體轉(zhuǎn)移到所述冷凝設(shè)備中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的處理裝置，其特征在于，所述蒸發(fā)設(shè)備與一真空泵相通以降低蒸發(fā)所需的溫度。
專利摘要本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能電池刻蝕廢物體系的處理裝置。所述處理裝置包括蒸發(fā)設(shè)備、注射設(shè)備和冷凝設(shè)備。本實(shí)用新型處理設(shè)備可實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能電池刻蝕液的循環(huán)利用，從而減少刻蝕液的消耗，消除清潔廢液和有毒廢氣的排放，且由于使刻蝕加工穩(wěn)定而提高電池效率，從而提高經(jīng)濟(jì)效益并保護(hù)環(huán)境。
文檔編號(hào)B01D5/00GK202558661SQ201220046809
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月14日
發(fā)明者施道可, 范瓊, 潘加永, 楊亞琴, C.貝爾瑙爾 申請(qǐng)人:庫(kù)特勒自動(dòng)化系統(tǒng)(蘇州)有限公司, 無錫尚德太陽(yáng)能電力有限公司