扩散工艺是晶体硅太阳能电池的重要工艺之一，退火是单晶PERC(钝化发射极及背局域接触电池)电池片生产的必要一环，由于两个工艺的特殊要求，石英舟是其必须的晶体硅载体，单晶硅片需置于石英舟内进行扩散和退火工艺。

1　石英舟特性及对装卸片的影响

石英舟作为硅片载体，既满足了耐高温的要求，本身又是非金属材料，不会带入金属离子及杂质离子。硅片在石英舟中的间距有两种：4.76 mm（全间距），2.38 mm（半间距）。随着低压扩散技术的发展，真空腔室内稳定均匀的气流允许放入更密集的电池片[1]，以及太阳能电池生产商对于产量的追求，半间距1 000片及以上容量的石英舟，已经是市场上的主流使用载体。本文针对的是1 200片容量半间距的菱形石英舟。

在教学方法上，将理论教学与上机编程和软件操作相结合。由于课程理论涉及矩阵、微积分等运算，计算过程复杂，一般要通过计算机程序应用于工程实际，计算机程序分为自编程序和通用软件程序，两种方式均需学生掌握。自编程序训练时建议使用Microsoft Visual Studio编程环境或MATLAB这种应用普遍的计算软件；通用软件操作训练时建议使用工程实际中广泛应用的Adams或RecurDyn软件。

由于扩散前退火后的工序使用的都是100片的篮具，而且是两种不同的篮具。上下料机的功能是完成硅片从100片前工序篮具中取出，然后装入石英舟内，进行扩散工艺，扩散工艺完成后，直接进行退火，退火后将石英舟内的硅片取出，放入100片后工序篮具。设备功能可选单装、单卸或装卸一体。100片篮具的间距为4.76 mm，这决定了吸附硅片所用的吸盘间距为4.76 mm。石英舟内硅片全部成3°倾斜，两张硅片背对背紧贴被置于一个槽内，其中制绒面朝外。石英舟的齿槽宽度，不同厂家尺寸不一，但都在1 mm左右，需要的装片精度高。

2　设备的工艺流程及技术参数

工艺流程如图 1所示。A、B、C、D、E、F处为吸盘装卸硅片处，石英舟传送1和石英舟传送2交替进行，当石英舟传送1正在取放硅片时，石英舟传送2要完成准备工作，以节省上下料时间。

（1）放置石英舟至石英舟传送1或2上，然后传送石英舟到装卸片位置等待；

（2）放两个装满硅片的前工序篮具到前工序篮具传送1、2入口，篮具方向一正一反，然后传送到装卸片位置等待，篮具中硅片取走后，篮具传送至出口处，等待人工取走；

主要技术参数：

[3] Stuart Lau, “U.S. Warm up to ‘Belt and Road’ Business Potential,” South China Morning Post, May 14, 2017, http://www.scmp.com/news/china/diplomacy-defence/article/2094295/us-warms-belt-and-road-business-potential; 韦宗友：《美国对“一带一路”倡议的认知与中美竞合》，《美国问题研究》2018年第1辑，第52页。

设备主体：由于设备尺寸较大，为了保证设备的强度及整体刚性，主要安装基体采用方钢管焊接而成，并对安装面进行精磨铣削，来保证安装面的平整度；主体外壳主要采用钣金件加工而成，必要的地方，安装门窗，方便操作，在设备运行过程中，打开门窗，会触发感应开关，使运动系统暂停，防止产生人身伤害。

采用SPSS 19.0统计学软件对数据进行处理，计量资料以“±s”表示，采用t检验。以P＜0.05为差异有统计学意义。

林下养鸡管理模式先进，生产的鸡肉野味十足、营养丰富、安全无公害，并且注重生态保护，控制环境污染，产生的鸡粪还可以用于种植生态蔬菜，减少化肥和农药的施用，降低农村土地污染，对生态环境保护具有积极的作用。

（6）当石英舟装满扩散前的硅片后，搬舟组件将石英舟搬送至扩散对接传送的梭板上，然后将石英舟传送到扩散工艺炉内，扩散完成后，再将该石英舟搬送至退火对接传送的梭板上，将石英舟传送到退火工艺炉内，进行退火工艺。退火完成后，再将石英舟搬送到石英舟传送1或2的托盘上，进行装卸片。

（4）卸片：两组吸盘组件移动至A或B处，各吸取50片硅片，硅片两两分开，分别移动至E、F上方，然后放片入篮具，篮具向后传送，抽取篮具内的硅片，进行方块电阻检测；

图1　工艺流程示意图

（3）放两个空的后工序篮具到后工序篮具传送1、2入口，篮具方向一正一反，然后传送到装卸片位置等待，装满硅片后，篮具传送至出口处，等待人工取走；

适用硅片：156.75 mm×156.75 mm（±0.5 mm），

飞机部件面积大，加工困难，采用手工装配的方式效率低，且精度难以保证，极大地影响了飞机的使用寿命与安全系数。为解决上述难题，世界各国广泛使用自动化装配技术进行飞机壁板等大型飞机部件装配[1],并设计了多种类型的自动化装配系统。自动化装配系统广泛使用托架进行定位调姿，托架主要分为刚性托架和柔性托架，如图1所示。

产能：4 000片/h

传统花卉厅堂摆花是园林意趣从室外向室内的延伸，以厅堂摆花为媒介，可以鲜明而灵活的展现园林中的花卉文化主题，实现建筑厅堂与游人在园林意趣上的互动，将古典园林的造园精神更饱满的传达出来。要重拾厅堂里的园林意趣，建议着重考虑：

碎片率：≤5/10000

硅片厚度：180 μm±20 μm

上线时间：≥98%

篮具工位数：4个

3　设备主要结构

1.1 细胞株与实验动物 HepG2/ADM购自广州吉妮欧有限公司。20只SPF级BALB/c-nu裸鼠购自湖南史莱克景达有限公司。许可证： SCXK(湘)2016-002，其体重12～13 g，雌性，4周龄，在SPF级实验室中饲养。

设备结构组成：设备主体、石英舟传送组件、前/后工序篮具传送组件、吸盘移动组件、在线方阻检测组件，搬舟组件等。如图2所示。

（5）装片：两组吸盘组件移动至C、D处，各吸取50片硅片，两组硅片交叉重叠，完成背对背紧贴，然后移动至A或B上方，最后放入石英舟的空槽内；

石英舟移动组件：主要完成石英舟的往复运动，采用伺服电机加滚珠丝杠的驱动方式。在石英舟固定面加滚轮，对石英舟进行气缸的推夹时，减少摩擦力，防止石英舟受力过大，而增加碎舟的概率。

图2　结构组成示意图

篮具传送组件：采用同步带传送，驱动电机选择交流电机。在装卸片位置，对篮具采用气缸进行定位夹紧。为了让篮具内的硅片导向一致，以方便吸盘吸取，传送组件整体倾斜3°。

吸盘移动组件：是设备的重要部分，主要完成硅片的吸附放置。

（1）移动：该组件共有4个运动轴，完成包含硅片x，y，z，θ方向的动作，涵盖了硅片背靠背贴附功能，硅片在篮具与石英舟之间的往复运动，硅片的上升下降动作。4个轴采取伺服电机加滚珠丝杠的驱动方式，达到精确的位置控制。

（2）吸附：吸盘采用真空原理，通过真空负压来吸附硅片，吸附硅片时，真空度可以达到-70 kPa左右，可以保证吸附的牢固度，避免掉片现象。吸盘材质选用氧化铝陶瓷，该材质耐磨，耐高温，尤其是机械强度高，可以加工出高精度的零件，非常适合作为吸盘的加工材料。50片单个吸盘组装成为一组吸附系统，一次吸取硅片50片，保证了生产效率。50片吸盘的组装过程需要特别注意，吸盘之间的间距要保证4.76 mm，50片的累积误差要小于0.1 mm。吸盘组装完成后，需进行漏气测试，以免影响吸附效果。

在线方阻检测组件：方块电阻检测采用Semilab品牌，为了减小主体设备的振动，对于检测数据准确性的影响，该组件独立于设备主体，不与设备进行连接，而且此处吸取硅片的吸盘，尺寸大，接触硅片的面积大，可以减小硅片运动过程中的晃动。

搬舟组件：主要完成石英舟在各个工位的搬送，采用伺服电机加滚珠丝杠的驱动方式，对接传送采用同步带传送，减少了人工干预，降低石英舟的损坏几率；与舟接触的位置，采用聚四氟乙烯材料，既耐高温，摩擦系数也小，增加石英舟使用寿命。

4　结束语

本文介绍的一体化上下料机，其创新点在于将扩散和退火的上下料结构集成到一台设备中，减少了硅片在石英舟和篮具中的倒换次数，极大的降低了硅片的不良率和碎片率，对于硅片质量的提升是非常显著的。

参考文献：

女孩认真地做着这一切，青辰望着她，满脸通红。记忆中，这似乎是第一次有一个女孩如此温柔地对他，他的心“咚咚”乱跳，想告诉女孩说“我自己来”，却又如何也说不出口。

[1]　李吉，孙朋涛，郑建宇，等.低压磷扩散工艺研究[D].北京：中国可再生能源学会，2016.