CN102621273A - 多晶硅太阳电池制程中所用混酸溶液的检测方法 - Google Patents
多晶硅太阳电池制程中所用混酸溶液的检测方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102621273A CN102621273A CN2012101122134A CN201210112213A CN102621273A CN 102621273 A CN102621273 A CN 102621273A CN 2012101122134 A CN2012101122134 A CN 2012101122134A CN 201210112213 A CN201210112213 A CN 201210112213A CN 102621273 A CN102621273 A CN 102621273A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- solution
- acid
- concentration
- mixed acid
- acid solution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000002253 acid Substances 0.000 title claims abstract description 104
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 23
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 238000004448 titration Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 98
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 45
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 19
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 13
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 12
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 12
- APUPEJJSWDHEBO-UHFFFAOYSA-P ammonium molybdate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-][Mo]([O-])(=O)=O APUPEJJSWDHEBO-UHFFFAOYSA-P 0.000 claims description 11
- KJFMBFZCATUALV-UHFFFAOYSA-N phenolphthalein Chemical compound C1=CC(O)=CC=C1C1(C=2C=CC(O)=CC=2)C2=CC=CC=C2C(=O)O1 KJFMBFZCATUALV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 claims description 10
- ZLXPLDLEBORRPT-UHFFFAOYSA-M [NH4+].[Fe+].[O-]S([O-])(=O)=O Chemical compound [NH4+].[Fe+].[O-]S([O-])(=O)=O ZLXPLDLEBORRPT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- 239000011609 ammonium molybdate Substances 0.000 claims description 9
- 235000018660 ammonium molybdate Nutrition 0.000 claims description 9
- 229940010552 ammonium molybdate Drugs 0.000 claims description 9
- GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N hydron Chemical compound [H+] GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 9
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 8
- USFZMSVCRYTOJT-UHFFFAOYSA-N Ammonium acetate Chemical compound N.CC(O)=O USFZMSVCRYTOJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000005695 Ammonium acetate Substances 0.000 claims description 7
- 235000019257 ammonium acetate Nutrition 0.000 claims description 7
- 229940043376 ammonium acetate Drugs 0.000 claims description 7
- 238000010790 dilution Methods 0.000 claims description 6
- 239000012895 dilution Substances 0.000 claims description 6
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 claims description 6
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 claims description 6
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 claims description 6
- RPAJSBKBKSSMLJ-DFWYDOINSA-N (2s)-2-aminopentanedioic acid;hydrochloride Chemical class Cl.OC(=O)[C@@H](N)CCC(O)=O RPAJSBKBKSSMLJ-DFWYDOINSA-N 0.000 claims description 5
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 4
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 2
- 239000005457 ice water Substances 0.000 claims description 2
- 239000004323 potassium nitrate Substances 0.000 claims description 2
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 claims description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract description 6
- 238000005530 etching Methods 0.000 abstract description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 abstract description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 4
- 239000002585 base Substances 0.000 abstract 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 abstract 2
- -1 hydrogen ions Chemical class 0.000 abstract 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 abstract 1
- 229940104869 fluorosilicate Drugs 0.000 abstract 1
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 abstract 1
- 238000002821 scintillation proximity assay Methods 0.000 description 7
- 235000008216 herbs Nutrition 0.000 description 6
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 description 6
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 5
- 235000014435 Mentha Nutrition 0.000 description 4
- 241001072983 Mentha Species 0.000 description 4
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 235000014569 mints Nutrition 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HGAZMNJKRQFZKS-UHFFFAOYSA-N chloroethene;ethenyl acetate Chemical compound ClC=C.CC(=O)OC=C HGAZMNJKRQFZKS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- KMUONIBRACKNSN-UHFFFAOYSA-N potassium dichromate Chemical compound [K+].[K+].[O-][Cr](=O)(=O)O[Cr]([O-])(=O)=O KMUONIBRACKNSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 2
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 229910016876 Fe(NH4)2(SO4)2 Inorganic materials 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 239000006210 lotion Substances 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 150000005837 radical ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
Abstract
本发明公开了一种多晶硅太阳电池制程中所用混酸溶液的检测方法，用于检测由氢氟酸、硝酸和氟硅酸构成的混酸体系，包括以下步骤：先通过酸碱中和的方法检测出溶液中的总酸浓度；然后将经酸碱中和后的溶液加热煮沸，使氟硅酸盐分解产生氢离子，用碱液滴定测出氢离子含量进而计算得到氟硅酸浓度；再利用氧化还原滴定法检测出混酸溶液中硝酸的浓度；最后用总酸浓度减去氟硅酸和硝酸的浓度，则可获得氢氟酸的浓度。本发明流程简单易操作，使用人工少，不需要高端设备，经济投入少，检测准确性在
95%
以上，可用于长期实时监控多晶硅太阳电池片生产过程中的制绒工序工艺、湿刻工艺及设备的稳定性。
Description
技术领域
本发明属于太阳电池领域，具体涉及一种多晶硅太阳电池制程中所用混酸溶液的检测方法，用于对混酸溶液中的各成分浓度和含量进行检测和实时监控。
背景技术
多晶硅太阳电池制程中的制绒工序和湿刻工序常要用到混酸溶液，氢氟酸+硝酸体系（HF+HNO
3
）是目前制作多晶硅太阳电池的制绒工序和湿刻工序中主要的溶液体系。在制绒工序中，通过混酸溶液的化学腐蚀使多晶硅片表面组织结构化，从而达到减少光反射增加太阳电池能量转换效率的目的，因此制绒效果对后续工序中的次品率以及最终电池片的电性能参数都有着重要的影响。湿刻工序中，可利用混酸溶液腐蚀去除硅片边缘及背面的扩散层，防止电池正面和背面短路。
混酸溶液成本较高，使用周期也长，随着生产的进行，制绒槽内混酸溶液中的酸量在不断减少，生成物的比重在不断增加，因此混酸溶液中的组分也一直处于变化中。此外，一些不确定的外在因素，如意外停车数小时、设备检修、原料异常等，也都会导致制绒槽内混酸溶液各个组分的含量以及总H
+
含量发生变化，进而导致制绒效果不稳定。而在湿刻工序中，湿刻槽中的湿刻液（也是一种混酸溶液）浓度也决定了湿刻效果：浓度偏高会造成过刻，使电池效率低下；浓度偏低会造成去除边缘及背面的扩散层不完全，使漏电流增加，电池效率也会变低。由此可见，混酸溶液的这些不确定性给多晶硅太阳电池的生产过程引入了极大的不稳定因素，增加了工艺调试的难度。因此，混酸溶液组分含量的实时监控也成为了多晶硅太阳电池生产上尤为突出的问题。
只有在精确监控混酸溶液浓度和成分的基础上，工艺人员才能随时调整添加或排放制绒槽和湿刻槽中相应的药剂，使混酸溶液浓度保持在最合理的参数范围内，从而稳定混酸溶液的各成分，保证生产正常进行，减少返工率，降低次品率，减少对后续工序的不良影响。
发明内容
本发明旨在克服现有技术中制作多晶硅太阳电池所用的混酸溶液随着生产的进行，浓度和成分会发生变化而导致生产不稳定、工艺调试难的问题，提供一种多晶硅太阳电池制程中所用混酸溶液的检测方法，用于对混酸溶液中的各成分浓度和含量进行实时监控。
为解决以上技术问题，本发明采取的技术方案是：
一种多晶硅太阳电池制程中所用混酸溶液的检测方法，用于检测由氢氟酸、硝酸和氟硅酸构成的混酸体系，包括以下步骤：
（1）、通过碱液滴定的方法先检测出混酸溶液中的总酸浓度c(总H
+
)，使酸转化成盐；
（2）、通过加热经过步骤（1）酸碱中和后的溶液，使氟硅酸盐分解产生氢离子，再用碱液滴定而检测出该氢离子的浓度，进而计算出氟硅酸的浓度c(H
2
SiF
6
)；
（3）、通过向所述混酸溶液中先后加入硫酸亚铁铵和高锰酸钾的氧化还原滴定法检测出混酸溶液中硝酸的浓度c(HNO
3
)；
（4）、通过公式Ⅰ的计算，得出氢氟酸的浓度c(HF)；
c(HF)= c(总H
+
)-2×c(H
2
SiF
6
)-c(HNO
3
)
Ⅰ。
根据本发明，上述检测方法中各步骤的具体实施过程如下：
（1）、取一定量经过稀释的待测混酸溶液，在有氯化钾或硝酸钾存在的情况下降温至0～5℃；用酚酞作指示剂，用氢氧化钠或氢氧化钾标准液滴定溶液至浅粉色保持15秒而不褪色，使酸转换成盐，经过换算得到所述混酸溶液中的总酸浓度c(总H
+
)；
（2）、将经过步骤（1）酸碱中和后的溶液加热至沸腾，使氟硅酸盐分解产生氢离子，然后用氢氧化钠或氢氧化钾标准液滴定溶液至浅粉色保持15秒而不褪色，检测出氟硅酸盐分解产生的氢离子的浓度，进而经过换算得到所述混酸溶液中氟硅酸的浓度c(H
2
SiF
6
)；
（3）、另取一定量经过稀释的待测混酸溶液，加入设定量的硫酸亚铁铵和一定量的碳酸氢钠；待碳酸氢钠与混酸溶液中的氢离子反应放出的二氧化碳将反应装置内的空气排尽后，将溶液加热煮沸2~5分钟，再往其中加入钼酸铵溶液，继续加热煮沸6~12分钟；待溶液冷却至室温后，用高锰酸钾标准液滴定溶液至粉红色不褪，经过换算得到硝酸的浓度c(HNO
3
)；
（4）通过公式Ⅰ的计算，得出氢氟酸的浓度c(HF)；
c(HF)= c(总H
+
)-2×c(H
2
SiF
6
)-c(HNO
3
)
Ⅰ。
优选地，步骤（1）中通过将碎冰加入所述混酸溶液中使所述混酸溶液温度下降至0～5℃，或者通过冰水浴来使所述混酸溶液温度下降至0～5℃。
优选地，步骤（3）中，用浓磷酸和硫酸调节溶液的pH值使其满足氧化还原滴定的酸性条件，用乙酸铵和浓磷酸来调节显色反应的灵敏性。
优选地，步骤（3）中，向混酸溶液中加入钼酸铵溶液并加热煮沸后，待溶液冷却至室温，再往其中加入乙酸铵和浓磷酸。
优选地，步骤（3）中所加入的钼酸铵溶液为饱和钼酸铵溶液。
优选地，步骤（3）中，空气排尽之后的过程均需在气密条件下进行。
优选地，步骤（3）的反应装置上需连接尾气吸收装置和防倒吸装置，进一步地，所述尾气吸收装置中的尾气吸收液为饱和碳酸氢钠溶液。
由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：
本发明检测方法利用酸碱中和滴定法、加热分解法和氧化还原滴定法等对由氢氟酸、硝酸和氟硅酸组成的混酸体系进行检测和综合分析，能够较为及时准确地得到混酸溶液中各组分的浓度组成信息。因此，本发明检测方法可用于长期实时监控多晶硅太阳电池片生产过程中的制绒工序工艺、湿刻工艺及设备的稳定性，以及监控突发性事件对混酸溶液浓度和成分的影响。本发明检测方法流程简单易操作，使用人工少，不需要高端设备，经济投入少，检测准确性在95%以上。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步详细的说明，但不限于这些实施例。
本发明中所用药品或试剂若无特殊说明均为市购而得，药品介绍如下：
氯化钾(分析纯)，碳酸氢钠、钼酸铵、乙酸铵均为AR级。
氢氧化钠标准液C
1
：c
1
(NaOH)=0.9902 mol/L。
氢氧化钠标准液C
2
：c
2
(NaOH)=0.0965 mol/L。
酚酞指示液：10 g/L；制法：将1 g酚酞溶于100 ml乙醇中，滴加氢氧化钠标准液C
2
直至出现浅粉红色。
碎冰（纯水冻制）；
高锰酸钾标准液：c(KMnO
4
)=0.1006 mol/L。
硫酸亚铁铵标准液：c[Fe(NH
4
)
2
(SO
4
)
2
]=0.0944 mol/L。
实施例1
多晶硅太阳电池板制绒工艺中所用制绒液的分析：
该制绒液因使用过一段时间，溶液应由氢氟酸+硝酸+氟硅酸的混酸体系构成，测试前先取一定量的待测制绒液稀释50倍，具体检测步骤如下：
（1）、总酸浓度的测定：
取20ml上述稀释了50倍的待测混酸溶液转移至带盖250ml聚乙烯（PE）锥形瓶中，然后往该PE锥形瓶中加入8~12g氯化钾、20~50g碎冰并滴入4滴酚酞指示液做指示剂。用氢氧化钠标准液C
1
滴定溶液至接近终点，记录体积V
1
=4.70ml；再用氢氧化钠标准液C
2
滴定溶液至浅粉色保持15秒而不褪色为终点，记录体积V
2
=0.62 ml。
此步中，由于氟硅酸极不稳定，易挥发、易分解，且对玻璃制品有侵蚀性，所以选用PE塑料锥形瓶盛装溶液。往溶液中加入氯化钾的目的是为保护氟硅酸根离子，加入碎冰的作用也是为了将混酸溶液的温度降至0℃左右，防止氟硅酸挥发。
此步可通过如下式Ⅱ计算获得混酸溶液中的总酸浓度c(总H
+
)：
Ⅱ
（2）、氟硅酸含量的测定：
将经过步骤（1）酸碱中和后的溶液全部转移到250 ml的玻璃锥形瓶中，用纯净的冷却水冲洗PE锥形瓶，洗液一同收集于上述玻璃锥形瓶中。将该溶液加热至刚刚沸腾，然后立即用氢氧化钠标准液C
1
滴定溶液至接近终点，记录体积V
3
=0；再用氢氧化钠标准液C
2
滴定溶液至浅粉色保持15秒而不褪色为终点，记录体积V
4
=32.18 ml。
此步先加热使氟硅酸分解，并产生氢离子（反应方程式如下式Ⅲ），再用氢氧化钠滴定测得溶液中该氢离子的含量，因此可通过式Ⅳ换算获得混酸溶液中氟硅酸的浓度c(H
2
SiF
6
)；
Ⅲ
Ⅳ
（3）、硝酸根离子含量的测定：
在250 ml锥形瓶中，加入25 ml硫酸亚铁铵标准液、8~10 ml浓磷酸、15~20 ml浓度为3 mol/L的硫酸和2ml上述稀释了50倍的待测混酸溶液，然后再加入2~4 g碳酸氢钠，待碳酸氢钠与混酸溶液中的氢离子反应放出的二氧化碳将反应装置内的空气排尽后，塞紧瓶盖，接入尾气吸收装置，将尾气管浸入碳酸氢钠溶液中（50 g碳酸氢钠溶于100 g水中制得），尾气管上应装设防倒吸装置。保持反应装置良好的气密性，然后将该混酸溶液小心煮沸2~4 min，再由注射器向所述混酸溶液中加入2~5 ml钼酸铵溶液作为指示剂，继续煮沸6~12 min。待溶液冷却至室温后，往其中加入一药勺乙酸铵固体和2~4 ml浓磷酸，再用高锰酸钾（也可以是重铬酸钾）标准液滴定至粉红色不褪色即为终点，记录所用高锰酸钾标准液的体积V
5
=3.68 ml。
此步先用过量的还原剂硫酸亚铁铵将硝酸根离子还原（式Ⅴ），再用氧化剂高锰酸钾与剩余的硫酸亚铁铵发生氧化还原反应（式Ⅵ），因此可通过式Ⅶ换算而得硝酸根离子的浓度，也即获得硝酸的浓度c(HNO
3
)；
Ⅴ
Ⅵ
Ⅶ
（4）通过以下公式Ⅰ的计算，可得出氢氟酸的浓度c(HF)；
c(HF)= c(总H + )-2×c(H 2 SiF 6 )-c(HNO 3 ) =3.66 mol/L
Ⅰ
实施例2
为与实施例1进行对比，本实施例选择未经使用的初配制绒液按本发明方法进行检测。该制绒液因未经使用，溶液由氢氟酸+硝酸的混酸体系构成，测试前先取一定量的待测制绒液稀释50倍，具体检测步骤如下：
（1）、总酸浓度的测定：
取20ml上述稀释了50倍的待测混酸溶液转移至带盖250ml聚乙烯（PE）锥形瓶中，然后往该PE锥形瓶中加入8~12g氯化钾、20~50g碎冰并滴入4滴酚酞指示液做指示剂。用氢氧化钠标准液C
1
滴定溶液至接近终点，记录体积V
1
=4.54ml；再用氢氧化钠标准液C
2
滴定溶液至浅粉色保持15秒而不褪色为终点，记录体积V
2
=2.61ml。
=11.87 mol/L
（2）、硝酸根离子含量的测定：
在250 ml锥形瓶中，加入25 ml硫酸亚铁铵标准液、8~10 ml浓磷酸、15~20 ml浓度为3 mol/L的硫酸和1ml上述稀释了50倍的待测混酸溶液，然后再加入2~4 g碳酸氢钠，待碳酸氢钠与混酸溶液中的氢离子反应放出的二氧化碳将反应装置内的空气排尽后，塞紧瓶盖，接入尾气吸收装置，将尾气管浸入碳酸氢钠溶液中（50 g碳酸氢钠溶于100 g水中制得），尾气管上应装设防倒吸装置。保持反应装置良好的气密性，然后将该混酸溶液小心煮沸2~4 min，再由注射器向所述混酸溶液中加入2~5 ml钼酸铵溶液作为指示剂，继续煮沸6~12min。待溶液冷却至室温后，往其中加入一药勺乙酸铵固体和2~4 ml浓磷酸，再用高锰酸钾标准液滴定至粉红色不褪色即为终点，记录所用高锰酸钾标准液的体积V
5
=3.78 ml。
（3）、通过总酸浓度减去硝酸浓度，即可得出氢氟酸的浓度c(HF)=4.26 mol/L。
将以上实施例1和实施例2的检测试验分别重复三次，对检测结果进行对比，发现本发明检测方法的准确性可达95%以上，具有很好的可重复性。
以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种多晶硅太阳电池制程中所用混酸溶液的检测方法，用于检测由氢氟酸、硝酸和氟硅酸构成的混酸体系，其特征在于：所述检测方法包括以下步骤：
（1）、通过碱液滴定的方法先检测出混酸溶液中的总酸浓度c(总H+)，使酸转化成盐；
（2）、通过加热经过步骤（1）酸碱中和后的溶液，使氟硅酸盐分解产生氢离子，再用碱液滴定而检测出该氢离子的浓度，进而计算出氟硅酸的浓度c(H2SiF6)；
（3）、通过向所述混酸溶液中先后加入硫酸亚铁铵和高锰酸钾的氧化还原滴定法检测出混酸溶液中硝酸的浓度c(HNO3)；
（4）、通过公式（Ⅰ）的计算，得出氢氟酸的浓度c(HF)；
c(HF)= c(总H+)-2×c(H2SiF6)-c(HNO3)
（Ⅰ）。
2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于：所述检测方法各步骤的具体实施过程如下：
（1）、取一定量经过稀释的待测混酸溶液，在有氯化钾或硝酸钾存在的情况下降温至0～5℃；用酚酞作指示剂，用氢氧化钠或氢氧化钾标准液滴定溶液至浅粉色保持15秒而不褪色，使酸转换成盐，经过换算得到所述混酸溶液中的总酸浓度c(总H+)；
（2）、将经过步骤（1）酸碱中和后的溶液加热至沸腾，使氟硅酸盐分解产生氢离子，然后用氢氧化钠或氢氧化钾标准液滴定溶液至浅粉色保持15秒而不褪色，检测出氟硅酸盐分解产生的氢离子的浓度，进而经过换算得到所述混酸溶液中氟硅酸的浓度c(H2SiF6)；
（3）、另取一定量经过稀释的待测混酸溶液，加入设定量的硫酸亚铁铵和一定量的碳酸氢钠；待碳酸氢钠与混酸溶液中的氢离子反应放出的二氧化碳将反应装置内的空气排尽后，将溶液加热煮沸2~5分钟，再往其中加入钼酸铵溶液，继续加热煮沸6~12分钟；待溶液冷却至室温后，用高锰酸钾标准液滴定溶液至粉红色不褪，经过换算得到硝酸的浓度c(HNO3)；
（4）通过公式（Ⅰ）的计算，得出氢氟酸的浓度c(HF)；
c(HF)= c(总H+)-2×c(H2SiF6)-c(HNO3)
（Ⅰ）。
3.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于：步骤（1）中通过将碎冰加入所述混酸溶液中使所述混酸溶液温度下降至0～5℃，或者通过冰水浴来使所述混酸溶液温度下降至0～5℃。
4.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于：步骤（3）中，用浓磷酸和硫酸调节溶液的pH值使其满足氧化还原滴定的酸性条件，用乙酸铵和浓磷酸来调节显色反应的灵敏性。
5.根据权利要求4所述的检测方法，其特征在于：步骤（3）中，向混酸溶液中加入钼酸铵溶液并加热煮沸后，待溶液冷却至室温，再往其中加入乙酸铵和浓磷酸。
6.根据权利要求2或5所述的检测方法，其特征在于：步骤（3）中所加入的钼酸铵溶液为饱和钼酸铵溶液。
7.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于：步骤（3）中，空气排尽之后的过程均需在气密条件下进行。
8.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于：步骤（3）的反应装置上需连接尾气吸收装置和防倒吸装置。
9.根据权利要求8所述的检测方法，其特征在于：所述尾气吸收装置中的尾气吸收液为饱和碳酸氢钠溶液。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210112213.4A CN102621273B (zh) | 2012-04-17 | 2012-04-17 | 多晶硅太阳电池制程中所用混酸溶液的检测方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210112213.4A CN102621273B (zh) | 2012-04-17 | 2012-04-17 | 多晶硅太阳电池制程中所用混酸溶液的检测方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102621273A true CN102621273A (zh) | 2012-08-01 |
| CN102621273B CN102621273B (zh) | 2014-04-02 |
Family
ID=46561312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210112213.4A Expired - Fee Related CN102621273B (zh) | 2012-04-17 | 2012-04-17 | 多晶硅太阳电池制程中所用混酸溶液的检测方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102621273B (zh) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103487550A (zh) * | 2013-09-23 | 2014-01-01 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 一种测定钛板酸洗液中硝酸含量的方法 |
| CN103823017A (zh) * | 2013-11-01 | 2014-05-28 | 西安航空动力股份有限公司 | 一种准确测定钛合金化学腐蚀溶液中硝酸含量的方法 |
| CN104237332A (zh) * | 2013-06-15 | 2014-12-24 | 无锡尚德太阳能电力有限公司 | 一种混酸溶液浓度检测方法 |
| CN104360010A (zh) * | 2014-11-15 | 2015-02-18 | 江西师范大学 | 一种测定硫酸、硝酸混合物中各组分含量的分析方法 |
| CN104730201A (zh) * | 2015-03-04 | 2015-06-24 | 南昌航空大学 | 一种钛合金酸洗液中氢氟酸含量的测量方法 |
| CN105891409A (zh) * | 2016-05-26 | 2016-08-24 | 沈阳富创精密设备有限公司 | 检测硫酸、磷酸化学抛光液中硫酸、磷酸浓度的方法 |
| CN106430993A (zh) * | 2016-08-30 | 2017-02-22 | 江西沃格光电股份有限公司 | 玻璃酸洗方法及酸洗装置 |
| CN107796912A (zh) * | 2016-09-06 | 2018-03-13 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 混合酸性溶液的浓度测定方法 |
| CN109738577A (zh) * | 2019-01-10 | 2019-05-10 | 惠科股份有限公司 | 一种检测铝蚀刻液中混酸含量的方法 |
| CN111855650A (zh) * | 2020-07-30 | 2020-10-30 | 青岛科技大学 | 一种刻蚀酸中氟硅酸、氢氟酸和硝酸含量的测定方法 |
| CN114002372A (zh) * | 2021-10-27 | 2022-02-01 | 浙江容跃环保科技有限公司 | 一种全自动智能酸液浓度计 |
| CN114019088A (zh) * | 2021-10-27 | 2022-02-08 | 浙江容跃环保科技有限公司 | 一种全自动配制混合酸液的装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11194120A (ja) * | 1997-08-28 | 1999-07-21 | Nippon Kasei Chem Co Ltd | エッチングプロセスにおける混酸液の定量分析方法、定量分析装置およびエッチング制御方法ならびに上記の混酸液の製造方法 |
| JP2001108666A (ja) * | 1999-10-06 | 2001-04-20 | Nippon Kasei Chem Co Ltd | エッチングプロセスにおける混酸液の定量分析方法 |
| CN1292499A (zh) * | 1999-07-06 | 2001-04-25 | 川崎制铁株式会社 | 含有氢氟酸溶液中的游离氟的分析方法及其装置 |
| CN1379288A (zh) * | 2001-04-03 | 2002-11-13 | 三菱化学株式会社 | 蚀刻方法以及蚀刻液的定量分析方法 |
| JP2008275537A (ja) * | 2007-05-02 | 2008-11-13 | Dia Instr:Kk | 混酸液中の硝酸の分析方法 |
-
2012
- 2012-04-17 CN CN201210112213.4A patent/CN102621273B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11194120A (ja) * | 1997-08-28 | 1999-07-21 | Nippon Kasei Chem Co Ltd | エッチングプロセスにおける混酸液の定量分析方法、定量分析装置およびエッチング制御方法ならびに上記の混酸液の製造方法 |
| CN1292499A (zh) * | 1999-07-06 | 2001-04-25 | 川崎制铁株式会社 | 含有氢氟酸溶液中的游离氟的分析方法及其装置 |
| JP2001108666A (ja) * | 1999-10-06 | 2001-04-20 | Nippon Kasei Chem Co Ltd | エッチングプロセスにおける混酸液の定量分析方法 |
| CN1379288A (zh) * | 2001-04-03 | 2002-11-13 | 三菱化学株式会社 | 蚀刻方法以及蚀刻液的定量分析方法 |
| JP2008275537A (ja) * | 2007-05-02 | 2008-11-13 | Dia Instr:Kk | 混酸液中の硝酸の分析方法 |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104237332A (zh) * | 2013-06-15 | 2014-12-24 | 无锡尚德太阳能电力有限公司 | 一种混酸溶液浓度检测方法 |
| CN103487550A (zh) * | 2013-09-23 | 2014-01-01 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 一种测定钛板酸洗液中硝酸含量的方法 |
| CN103823017A (zh) * | 2013-11-01 | 2014-05-28 | 西安航空动力股份有限公司 | 一种准确测定钛合金化学腐蚀溶液中硝酸含量的方法 |
| CN104360010A (zh) * | 2014-11-15 | 2015-02-18 | 江西师范大学 | 一种测定硫酸、硝酸混合物中各组分含量的分析方法 |
| CN104730201A (zh) * | 2015-03-04 | 2015-06-24 | 南昌航空大学 | 一种钛合金酸洗液中氢氟酸含量的测量方法 |
| CN105891409A (zh) * | 2016-05-26 | 2016-08-24 | 沈阳富创精密设备有限公司 | 检测硫酸、磷酸化学抛光液中硫酸、磷酸浓度的方法 |
| CN106430993A (zh) * | 2016-08-30 | 2017-02-22 | 江西沃格光电股份有限公司 | 玻璃酸洗方法及酸洗装置 |
| CN107796912A (zh) * | 2016-09-06 | 2018-03-13 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 混合酸性溶液的浓度测定方法 |
| CN109738577A (zh) * | 2019-01-10 | 2019-05-10 | 惠科股份有限公司 | 一种检测铝蚀刻液中混酸含量的方法 |
| CN111855650A (zh) * | 2020-07-30 | 2020-10-30 | 青岛科技大学 | 一种刻蚀酸中氟硅酸、氢氟酸和硝酸含量的测定方法 |
| CN114002372A (zh) * | 2021-10-27 | 2022-02-01 | 浙江容跃环保科技有限公司 | 一种全自动智能酸液浓度计 |
| CN114019088A (zh) * | 2021-10-27 | 2022-02-08 | 浙江容跃环保科技有限公司 | 一种全自动配制混合酸液的装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102621273B (zh) | 2014-04-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102621273B (zh) | 多晶硅太阳电池制程中所用混酸溶液的检测方法 | |
| Marlier | Heavy-atom isotope effects on the alkaline hydrolysis of methyl formate: the role of hydroxide ion in ester hydrolysis | |
| CN104215546B (zh) | 一种电站锅炉空气预热器堵灰监测系统及其工作方法 | |
| Park et al. | A review of wet chemical etching of glasses in hydrofluoric acid based solution for thin film silicon solar cell application | |
| CN101891161A (zh) | 超纯硫酸的制备方法 | |
| CN101789467A (zh) | 一种多晶硅太阳能电池湿法制绒工艺 | |
| CN103276388A (zh) | 一种磷化液在线监测和自动补充的装置及方法 | |
| CN103543283B (zh) | 一种gis设备内部的氟化氢气体检测装置及方法 | |
| Ma et al. | Experimental study of mixed additive of Ni (II) and piperazine on ammonia escape in CO2 capture using ammonia solution | |
| CN104237332A (zh) | 一种混酸溶液浓度检测方法 | |
| CN104973580A (zh) | 一种多晶硅制绒刻蚀废液回收再生的处理方法 | |
| CN105676256A (zh) | 一种环境水体中14c的分析方法 | |
| CN105242296A (zh) | 一种钚含量的分析方法 | |
| Takami et al. | Effect of HF and HNO3 concentration on etching rate of each component in waste crystalline silicon solar cells | |
| CN103076386A (zh) | 182Hf/180Hf的测定方法 | |
| CN106430993A (zh) | 玻璃酸洗方法及酸洗装置 | |
| CN105445208A (zh) | 一种高盐废水中痕量铊的测定方法 | |
| CN106053684A (zh) | 一种生物质中氯、氟含量测定中样品的预处理方法 | |
| CN110416654A (zh) | 一种废旧动力电池电解液的无害化处理方法与系统 | |
| CN215985925U (zh) | 在线检测湿法脱硫浆液亚硫酸盐含量的装置 | |
| JP6733463B2 (ja) | 臭素回収装置及び臭素回収方法 | |
| CN103896761A (zh) | 乙醛酸的复合氧化合成方法 | |
| CN212594048U (zh) | 一种双氧水提纯生产装置 | |
| CN113674811A (zh) | 一种湿法脱硫浆液氧化还原过程标准电极电位的计算方法 | |
| CN105510394A (zh) | 在微重力环境下检测水中总有机物含量的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20210202 Address after: No.88, East Beijing Road, Taicang, Suzhou, Jiangsu 215400 Patentee after: Li Huizhong Address before: 215400 No.168, Changsheng North Road, Taicang Economic Development Zone, Suzhou City, Jiangsu Province Patentee before: HONSUN PHOTOVOLTAIC (TAICANG) Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20211223 Address after: 272000 No. 5566 Chongwen Avenue, high tech Zone, Jining City, Shandong Province Patentee after: Jining high tech Keda Technology Project Service Co.,Ltd. Address before: No.88, East Beijing Road, Taicang, Suzhou, Jiangsu 215400 Patentee before: Li Huizhong |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20140402 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |