CN101892132A

CN101892132A - 一种太阳能硅片清洗剂及其制备方法

Info

Publication number: CN101892132A
Application number: CN 201010237834
Authority: CN
Inventors: 梅燕; 聂祚仁; 孙何
Original assignee: Beijing University of Technology
Current assignee: Beijing University of Technology
Priority date: 2010-07-23
Filing date: 2010-07-23
Publication date: 2010-11-24
Anticipated expiration: 2030-07-23
Also published as: CN101892132B

Abstract

一种太阳能硅片清洗剂，属于电子工业用清洗技术领域。本发明所提供的清洗剂主要由氢氧化钠、碳酸钠、硅酸钠、乙二胺四乙酸二钠、十二烷基苯磺酸钠、琥珀酸二辛酯磺酸钠、聚乙二醇、吐温-80、OP-10、三乙醇胺、无水乙醇或正丁醇或异丙醇或其组合物及去离子水组成。本发明清洗剂呈碱性，不含硫、磷添加剂，单组份使用，具有良好的去污、清洗性能，返片率低，使用周期长，对硅片无腐蚀性，使用过程中操作性要求不高，处理后的废油和污水容易处理，适用于多种工艺的手动、半自动及全自动超声波清洗生产线。其洗净效果可达99％以上，返片率几乎为0，成本仅为传统清洗工艺的1/10～1/20。

Description

一种太阳能硅片清洗剂及其制备方法

技术领域

本发明属于电子工业用表面清洗技术领域，具体涉及一种可用于光伏太阳能硅片表明清洗的清洗剂及其制备方法。

背景技术

工业生产过程中，硅切片，线切割硅片(太阳能电池方片)和研磨片(也适应其他晶体片)表面的颗粒、金属沾污、有机物沾污、自然氧化膜、微粗糙度等会严重影响器件的品质和成品率，目前硅片清洗液主要存在的问题是清洗后的硅片表面发黑、发蓝、有花斑、过氧化、色泽不一致等现象，产生这些现象主要是清洗液中的试剂配比、温度控制、溶液浓度不合适等因素导致的。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于工业生产中太阳能硅片的水基专用清洗剂，适用于硅片的表面清洗处理。清洗过程中，清洗液和硅片表面进行复杂的物理和化学反应(如螯合、络合、皂化等)，使硅表面的污物及重金属杂质去除干净，能有效清除太阳能硅片表面残留的污染物，使硅片表面洁净均一。本发明所提供的产品为水溶性清洗剂，溶液呈碱性，不含硫、磷添加剂，单组份使用，不具有毒性、氧化性和燃性，具有良好的去污、清洗性能，并适用于多种工艺的手动、半自动及全自动超声波清洗生产线。

本发明所提供的清洗剂特征在于：本清洗剂由可以同时起到清洗剂、pH值调制剂、螯合剂、氧化还原剂、分散剂的单组分溶液组成，能够起到降低溶液表面张力、去除金属离子的作用。本清洗剂主要由无机碱、洗涤助剂、表面活性剂、螯合剂、有机溶剂、添加剂和水组成。其具体成分包括氢氧化钠、碳酸钠、硅酸钠、乙二胺四乙酸二钠、十二烷基苯磺酸钠、吐温-80、OP-10、三乙醇胺、无水乙醇或正丁醇或异丙醇或其组合物。这些成分的重量百分含量分别为0.2～5％、1～5％、0.5～4％、0.1％～1.5％、0.1～4％、0.1～2％、0.5～4％、1～5％、2～5％，余量为去离子水。

此太阳能硅片清洗剂中还可以加入重量百分含量为0.4～2％的琥珀酸二辛酯磺酸钠和0.2～1.5％聚乙二醇。

上述这种太阳能硅片清洗剂的制备方法，主要包括以下步骤：

(1)将氢氧化钠溶于去离子水中，随后将碳酸钠及硅酸钠溶于上述溶液中，搅拌均匀制成碱性混合溶液；

(2)将乙二胺四乙酸二钠加入到上述混合溶液中，搅拌均匀，制成溶液A；

(3)将表面活性剂十二烷基苯磺酸钠、琥珀酸二辛酯磺酸钠、聚乙二醇、吐温-80、OP-10溶于去离子水中，搅拌均匀，制成溶液B；

(4)将三乙醇胺溶于无水乙醇或正丁醇或异丙醇或其组合物中混合均匀，制成溶液C；

(5)将溶液B溶于溶液C中混合均匀，再将混合溶液加入溶液A中，而后用去离子水定量到所需百分含量。

上述各步骤均在常温常压下进行。

所有的配制过程须按顺序进行且边加料边搅拌。

本发明具有的有益效果：本发明清洗剂为淡黄色液体，pH值11～13，有害金属杂质含量小于1PPM。本发明所提供的清洗剂优点在于：清洗剂自身对污垢有很强的反应、分散或溶解清除能力，可较彻底地除去污垢。清洗污垢的速度快，溶垢彻底。清洗所用药剂便宜易得，并立足于国产化；清洗成本低，不造成过多的资源消耗；清洗剂对环境无毒或低毒，绿色环保，不易燃易爆，使用安全。本发明与传统的硅片清洗剂相比单位成本相当于或略低于传统清洗工艺，能在常温条件下进行洗涤操作，去油污和顽垢能力强，洗净效果达99％以上，返片率几乎为0，仅为传统清洗工艺的1/10～1/20，大大节省了成本，提高了企业的社会效益和经济效益。

具体实施方式

一.清洗液配制步骤：

1.将适量氢氧化钠溶于去离子水中制成碱性溶液，而后将1～5％碳酸钠及0.5～4％硅酸钠混合后溶于上述温水中，得到混合溶液。

2.将0.1～1.5％的螯合剂乙二胺四乙酸二钠加入到上述混合溶液中，搅拌均匀，制成溶液A。

3.将0.1～4％的阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠，0.4～2％琥珀酸二辛酯磺酸钠，0～1.5％的非离子表面活性剂聚乙二醇，0.1～2％的非离子表面活性剂吐温-80，0.5～4％的非离子表面活性剂OP-10溶于去离子水中，搅拌均匀，制成溶液B。

4.将1～5％添加剂三乙醇胺，2～5％的有机溶剂无水乙醇或正丁醇或异丙醇混合均匀，制成溶液C。

5.将溶液B溶于溶液C中混合均匀，再将混合溶液加入溶液A中，而后用去离子水定量到所需百分含量。

6.上述各步骤均在常温常压下进行，且所有的复配过程须边加料边搅拌，充分混合均匀后即得到太阳能硅片专用清洗剂。

配制过程的实施例见下表：

二.清洗方法：

1.常温下将硅片在盛有循环去离子水的水槽中预清洗4～10分钟，清洗两遍。

2.将本发明的清洗剂2～5％加入到5～20倍的去离子水中，搅拌均匀后将清洗槽加温至40～70℃后，但不要超过70℃，开启超声波清洗5～10分钟。

3.将硅片再放入盛有循环去离子水的水槽中常温漂洗4～10分钟，漂洗两遍。

4.将硅片快速风干处理以备后用。

三.清洗效果：

1.本发明所制备的清洗剂呈碱性(pH＝10-13)，具有在清洗过程中始终保持pH值不变的功效，清洗率在99％以上，清洗后的硅片表面干净，色泽一致，无花斑。

2.本发明所提供的清洗剂使用时不用搭配其它组分，可直接在常温或较低温度下进行超声清洗，清洗条件温和，不依赖于附加的强化条件，对温度、压力、机械能等不需要过高的要求，企业能耗更低。

3.本发明的清洗剂具有除垢快、缓蚀的作用，进行清洗后，不需要冲洗和中和处理，也不需要进行专项钝化处理，直接投入正常使用即可，使整个清洗过程变得非常简单。

4.能同时去除硅片在加工或工艺流程中造成的表面浅划痕(不减少硅片的厚度)，但对清洗对象表面不会残留不溶物，不产生新污染，不形成新的有害于后续工序的覆盖层，不影响产品的质量。

5.本发明清洗后的返片率极低，仅为传统清洗工艺的1/10～1/20，工艺简单，操作方便，满足环保要求。

Claims

1.一种太阳能硅片清洗剂，其特征在于包含氢氧化钠、碳酸钠、硅酸钠、乙二胺四乙酸二钠、十二烷基苯磺酸钠、吐温-80、OP-10、三乙醇胺、无水乙醇或正丁醇或异丙醇或其组合物及去离子水。

2.根据权利要求1所述的太阳能硅片清洗剂，其特征在于所述的氢氧化钠、碳酸钠、硅酸钠、乙二胺四乙酸二钠、十二烷基苯磺酸钠、吐温-80、OP-10、三乙醇胺、无水乙醇或正丁醇或异丙醇或其组合物的重量百分含量分别为0.2～5％、1～5％、0.5～4％、0.1％～1.5％、0.1～4％、0.1～2％、0.5～4％、1～5％、2～5％，余量为去离子水。

3.根据权利要求1或2所述的太阳能硅片清洗剂，其特征在于还包括琥珀酸二辛酯磺酸钠和聚乙二醇，且两种组分在清洗剂中的重量百分含量分别为0.4～2％和0.2～1.5％。

4.如权利要求3所述的太阳能硅片清洗剂的制备方法，其特征包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的硅片清洗剂的制备方法，其特征在于上述各步骤均在常温常压下进行。

6.根据权利要求4所述的硅片清洗剂的制备方法，其特征还在于所有的配制过程须按顺序进行且边加料边搅拌。