CN102163645A - 一种用于多线切割后硅片的预冲洗方法 - Google Patents

一种用于多线切割后硅片的预冲洗方法 Download PDF

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刘伟
邱昌盛
余明
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Abstract

本发明属于太阳能电池用硅片加工技术领域，具体涉及一种用于多线切割后硅片的预冲洗方法。所述方法按如下步骤进行：1)有机冲洗剂经加压后，通过喷嘴喷射到硅片表面进行冲洗；2)待硅片表面大部分砂浆被冲洗掉后，将硅片浸渍到成分为有机冲洗剂的浸渍液中进行超声清洗，清洗时间为10分钟；3)超声清洗后的硅片采用风刀吹去表面残留的浸渍液；4)用少量的水清洗硅片表面。根据相似相容原理，利用与切割液相似的水溶性有机高分子作为溶剂，对硅片表面附着的残留砂浆进行冲洗，使砂浆溶解于溶剂中，并通过对该溶剂的回收利用，达到了减少水资源浪费，砂浆循环利用的目的。

Description

一种用于多线切割后硅片的预冲洗方法
技术领域
本发明属于太阳能电池用硅片加工技术领域，具体涉及一种用于多线切割后硅片的预冲洗方法。
背景技术
目前，晶体硅太阳能电池用硅片的加工一般都采用多线切割的工艺将长晶后的硅晶体切割成薄片。切割的主要原理是用专用的切割液加入切割刃料碳化硅微粉，二者按一定比例混合后，经过分散搅拌，配制成砂浆；砂浆在切片机中被喷射到砂浆的载体钢线上，在钢线的带动下对硅棒进行切割。
采用多线切割加工工艺后的硅片上残留有大量的砂浆，因此需要用大量的水将硅片表面残留的砂浆进行冲洗，该工艺称之为预冲洗工艺。
由于切割液为水溶性有机高分子，水溶性很好，故传统的预冲洗技术都采用水作为溶剂进行清洗，该方法不但需要耗费大量的水，产生的废水由于含有大量的切割液，使其COD浓度很高，增加了后期废水处理的困难。
而且从循环经济角度出发，残留的砂浆中的切割液和碳化硅可以回收再利用，节约了其本身的加工过程中的能源消耗和环境污染。而直接用水冲洗将无法回收，导致浪费。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了一种有机溶剂代替水作为冲洗溶剂的预冲洗方法，根据相似相容原理，利用与切割液相似的水溶性有机高分子作为溶剂，对硅片表面附着的残留砂浆进行冲洗，使砂浆溶解于溶剂中，并通过对该溶剂的回收利用，达到了减少水资源浪费，砂浆循环利用的目的。
本发明的具体技术路线是：
一种用于多线切割后硅片的预冲洗方法，其特征在于所述方法按如下步骤进行：
1）、有机冲洗剂经加压后，通过喷嘴喷射到硅片表面进行冲洗；
2）、待硅片表面大部分砂浆被冲洗掉后，将硅片浸渍到成分为有机冲洗剂的浸渍液中进行超声清洗，清洗时间为10分钟；
3）、超声清洗后的硅片采用风刀吹去表面残留的浸渍液；
4）、用少量的水清洗硅片表面。
所述有机冲洗剂为水溶性有机溶剂。
所述有机冲洗剂选自二甘醇、聚乙二醇、乙二醇中的一种或几种。
所述聚乙二醇是聚乙二醇200、聚乙二醇300、聚乙二醇400中的一种或其混合物。
步骤3）中的风刀压力为0.1MPa~0.6MPa。
步骤3）中的风刀压力为0.2MPa。
步骤4）中水的清洗时间为5分钟~15分钟。
步骤4）中水的清洗时间为10分钟。
预冲洗工艺的主要目的就是将残留的大量的粘稠的砂浆从硅片表面冲洗掉，防止其对后到的硅片清洗工艺产生影响。由于切割液为水溶性有机高分子，水溶性很好，故传统的预冲洗技术都采用水作为溶剂进行清洗。而本发明采用有机物溶剂作为溶剂，有机溶剂包括单不限于聚乙二醇-200,300,400；二甘醇，乙二醇等。对硅片表面附着的残留砂浆进行冲洗，使砂浆溶解于溶剂中。而对有机溶剂进行回收利用。从而达到了减少水资源浪费，砂浆循环利用的目的。
具体实施方式
以下列举一些实施例来对本发明做进一步的描述。
一种用于多线切割后硅片的预冲洗方法，其特征在于所述方法按如下步骤进行：
1）、有机冲洗剂经加压后，通过喷嘴喷射到硅片表面进行冲洗
2）、待硅片表面大部分砂浆被冲洗掉后，将硅片浸渍到浸渍液中进行超声清洗，清洗时间为10分钟；
3）、超声清洗后的硅片采用特制的风刀吹去表面残留的浸渍液；
4）、用少量的水清洗硅片表面。
实施例1
有机冲洗剂为乙二醇，室温浸泡10分钟，0.1MPa压缩空气吹干，室温水冲洗5分钟，预冲洗后，清洗的硅片的污片比例>3%，效果差。
实施例2
有机冲洗剂为乙二醇  室温浸泡超声10分钟，0.2MPa压缩空气吹干，室温水冲洗10分钟  预冲洗后，清洗的硅片的污片比例为2%左右，效果一般。
实施例3
有机冲洗剂为.乙二醇  室温喷淋10分钟，浸泡超声10分钟，0.2MPa压缩空气吹干，室温水冲洗15分钟，预冲洗后，清洗的硅片的污片比例<1%，效果好。
实施例4
以上步骤中：有机冲洗剂为聚乙二醇200，风刀压力为0.1MPa，步骤4）中水洗时间为5分钟。
实施例5
以上步骤中：有机冲洗剂为聚乙二醇300，风刀压力为0.6MPa，步骤4）中水洗时间为15分钟。
实施例6
以上步骤中：有机冲洗剂为聚乙二醇400，风刀压力为0.2MPa，步骤4）中水洗时间为10分钟。
实施例7
有机冲洗剂为切割液  室温浸泡10分钟，压缩空气吹干，水冲洗10分钟，预冲洗后，清洗的硅片的污片比例>4%，效果差
实施例8
有机冲洗剂为切割液  室温浸泡超声10分钟，压缩空气吹干，水冲洗10分钟，预冲洗后，清洗的硅片的污片比例为2%左右，效果一般。
实施例9
有机冲洗剂为切割液  室温喷淋10分钟，浸泡超声10分钟，0.2MPa压缩空气吹干，室温水冲洗10分钟，预冲洗后，清洗的硅片的污片比例<1%，效果好。
其中，切割液为乙二醇和二甘醇的混合液。
以上实施例的预冲洗效果结果见表1，其中，实施例3和实施例8的冲洗效果最好。
实施例 1 2 3 4 5 6 7 8 9
冲洗效果   差   一般   好  一般   一般  一般  差  好  好
其中，冲洗效果以清洗的硅片的污片比例作为评判标准，清洗的硅片的污片比例<1%的称为冲洗效果好；清洗的硅片的污片比例1%~2%的称为冲洗效果一般；清洗的硅片的污片比例＞3%的称之为冲洗效果好差。
采用本发明方法进行预冲洗，与直接用水进行预冲洗相比，预冲洗后的硅片表面洁净度明显提高，残留的砂浆可以被搜集、回收、再利用，其用水量为100~600公斤，仅为原工艺的30%，排放水的COD浓度下降了为200~2000mg/L。

Claims (8)

1.一种用于多线切割后硅片的预冲洗方法，其特征在于所述方法按如下步骤进行：
1）、有机冲洗剂经加压后，通过喷嘴喷射到硅片表面进行冲洗；
2）、待硅片表面大部分砂浆被冲洗掉后，将硅片浸渍到成分为有机冲洗剂的浸渍液中进行超声清洗，清洗时间为10分钟；
3）、超声清洗后的硅片采用风刀吹去表面残留的浸渍液；
4）、用少量的水清洗硅片表面。
2.根据权利要求1所述的预冲洗方法，其特征在于所述有机冲洗剂为水溶性有机溶剂。
3.根据权利要求2所述的预冲洗方法，其特征在于所述有机冲洗剂选自二甘醇、聚乙二醇、乙二醇中的一种或几种。
4.根据权利要求3所述的预冲洗方法，其特征在于所述聚乙二醇是聚乙二醇200、聚乙二醇300、聚乙二醇400中的一种或其混合物。
5.根据权利要求1所述的预冲洗方法，其特征在于步骤3）中的风刀压力为0.1MPa~0.6MPa。
6.根据权利要求6所述的预冲洗方法，其特征在于步骤3）中的风刀压力为0.2MPa。
7.根据权利要求1所述的预冲洗方法，其特征在于步骤4）中水的清洗时间为5分钟~15分钟。
8.根据权利要求8所述的预冲洗方法，其特征在于步骤4）中水的清洗时间为10分钟。
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