课题名称 | |||||
课题类型 | 工程设计 | 导师姓名 | XXX | ||
学生姓名 | 学号 | 专业班级 | 机械XXX | ||
一、选题意义 随着人类社会的快速发展，对于能源的需求也越来越多，而目前世界上使用最多的还是化石能源，由于其不可再生性，使得人类面临的能源危机问题也越来越严重，所以人们迫切需求一种清洁环保的可再生能源来取代化石能源。太阳能是自然界中存在最多也是最便于利用的一种清洁能源，所以人们大力开发太阳能，而太阳能运用过程中最主要的核心元件就是硅片[1]。太阳能硅片在经过切片、倒角、研磨、抛光等流程时不可必免受到污染，这些直接影响到太阳能电池的光电转化效率，所以太阳能硅片的清洗尤为重要[2]。 人类的进步及科学技术的不断更新，以及对清洁能源的大量需求，使得对太阳能硅片的需求也越来越大，同样也造成了市场上对太阳能清洗机的需求也越来越多[4]。但由于巨大的市场需求和行业低门槛的原因，使得国内的企业大量进入太阳能清洗机的行业，使得产品价格倾轧严重，也就造成了国内的清洗机产品价格比价低廉，性价比较高，运行稳定的特点。国外，则形成了以德国为首的RENA，SCHMID和日本的三洋，石井表计等企业来竞争国际上的太阳能清洗设备市场的局面。 我的毕业设计主要是针对国内的小型企业来设计太阳能硅片自动清洗机，采用最常见的超声波清洗技术和碱洗工艺来清洗硅片，做到自动化来降低产品的生产价格，使得产品更加具有市场竞争力。 二、国内外研究现状 国内外的硅片清洗机主要结构包括:1 PLC电气控制系统，2上下料机构 ,3机械臂, 4清洗装置,5传送装置6烘干机构,7水循环处理装置,8清洗槽,9驱动装置，10机体构架等几部分组成[3]。图1 超声波清洗机工作示意图1 目前，国内外最常见也是应用最广的硅片清洗机是超声波清洗机, 其主要组成为1超声波换能器, 2超声波发生器,3清洗槽。 这种清洗机的特点是: 1、人机界面，plc控制。 | |||||
2、采用机械手，可以灵活调节清洗工艺。 3、采用超声波清洗，鼓泡冲洗等工艺。 4、采用多频段超声波清洗。 5、全封闭系统，干净美观。 6、设备内部简单，方便维修。 7、上下料有专用机构，方便员工操作[7]。 图1 超声波清洗机工作示意图 这种硅片清洗机的原理为是利用超声波渗透力强的机械振动冲击硅片表面及产生的空化作用并结合清洗剂的化学去污作用达到对硅片表面附着的碳化硅、硅粉、金属粉末、油污、悬浮液、等杂质的去除，从而获得表面清洁的硅片[3]。 硅片清洗机在国内外虽然应用广泛，但也存在不少问题，例如：当超声波振动较大时，由于振动摩擦，可能会使硅片表面产生划痕，还有化学试剂的使用，会产生大量的废水，从而污染环境[5]。所以，社会迫切需要一种新的太阳能硅片清洗机，来解决上面的问题。 经过我的调查，目前行业人员比较青眛的是一种利用激光瞬时热膨胀机理原理的清洗机来清洗硅片，其主要优点有：1对于死角等难清洗部位能做到有效的清洗。2不会损害材料的内部结构及化学物理性能。3不用化学试剂，环境污染少。4设备运行效率高，运行成本低，维护方便，还便于联网来实现机械的自动化控制。 总体上来说，国内外的生产厂家所生产的太阳能硅片清洗机逐步向着综合化、集成化、自动化、智能化等方向发展[6]，并且要求清洗设备要尽量做到绿环保，无污染。 三、主要参考文献. [1].侯倩萍.分析太阳能多晶硅片表面污染物去除技术[J].山东工业技术,2018(21):57 [2].陈志磊.硅片清洗及最新发展[J].科技与企业.2013（12） [3].孟超，胡子卿，常志，时璇，申璐青 全自动太阳能硅片清洗机的研制[J].电子工业专用设备，2013,42（05） | |||||
[4].马胜红,李斌,陈东兵,陈光明,孙李平,张亚彬,熊燕,刘鑫.加速开拓国内光伏市场、促进产业发展的措施及激励政策的研究与建议[J].太阳能,2010(05):9-14. [5].胡雅倩.硅片清洗技术及发展[J].天津科技.2019.46（06）：66-67 [6].杜虎明，牛进毅，王莉，马斌 光伏太阳能硅片清洗工艺的探索[B]（中国电子科技集团公司第二研究所，山西太原 030024） [7].夏楠君,王文丽.超声波硅片清洗系统的研制[J].清洗世界,2015,31(02):35-38 四、主要研究内容 1.查阅相关文献，总结目前清洗机的结构特征、工作原理，确定清洗效果最佳的超声波频率和强度。 2.确定清洗工艺顺序以合理安排清洗机各个工序的机械结构位置，选择合适的化学试剂并确定加工清洗槽所用材料。 3.设计清洗机的上料台、超声发生机构、运输机械手、烘干部分、下料台的结构，得到各个部分的零件结构，并完成清洗机的整体装配，最后得到清洗机的装配图和各个部分机构的零件图。 五、方法及技术路线 1通过中国知网，超星等网站来查寻有关太阳能硅片自动清洗机的相关资料。 2上图书馆查询有关太阳能硅片清洗机的文献书籍。 3整合所查阅的资料来进行深入的分析和研究，提出可行性的方案设计 4通过咨询指导老师，来确定最终的设计方案。 5利用计算机软件例如：solidworks和cad来完成图纸的绘制和仿真模拟。 六、时间安排 2019.12.23-2019.12.29 选题确定论文题目 2020.1.1-2020.2.12 查阅论文相关资料、论文开题 2020.2.14-2020.5.10 论文编写、模型设计 2020.5.10-2020.5.20 论文修改检查 2020.6 参与论文答辩 | |||||
7答辩 五 预期成果 1整套装置大方美观 2各个装置在运行时平稳良好，无故障 3装置运行稳定，达到了设计的要求 | |||||
指导教师意见： 指导教师： 年 月 日 | |||||
本文发布于:2024-09-20 16:32:12，感谢您对本站的认可！
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