CN103695149A - 一种硅片切割液 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种硅片切割液，其组成成分按重量分数计为：二乙二醇65-85份，聚乙二醇70-85份，分散剂8-22份，表面活性剂1-12份，消泡剂1-3份，鳌合剂1-8份，去离子水65-120份，将以上各组分加入搅拌装置中，在35—55℃的条件下搅拌30分钟即可，可提高碳化硅的稳定性，具有很强的再分散能力，可提高切割良品率，大大降低了切割成本。

Description

一种硅片切割液

技术领域

本发明涉及一种硅片切割液。

背景技术

太阳能硅片切割一般是使用硬度高、粒度小且粒径分布集中的碳化硅微粉作为主要切削介质，为使碳化硅微粉在切削过程中分散均匀，同时及时带走切削过程中产生的巨大的摩擦热，通常需先将碳化微粉按照一定比例加入到切割液中，并充分分散，配置成均匀稳定的切割砂浆后再用于硅片切割。使用碳化硅微粉作为介质在太阳能硅片线切割过程中，整个机理是使碳化硅微粉颗粒持续快速冲击硅棒表面，利用碳化硅颗粒的坚硬特性和锋利菱角将硅棒逐步截断，这一过程会伴随着较大的摩擦热释放，同时由于碳化硅颗粒与硅棒之间的碰撞和摩擦而产生的破碎碳化硅颗粒和硅颗粒也将混入切割体系中。为了避免被切割开的硅片受切割体系温度升高的影响而发生翘曲和其表面被细碎颗粒过度研磨而影响其光洁度，必须设法将切割热及破碎颗粒及时带出切割体系，因此切割液的主要作用是使砂浆具有良好的流动性，碳化硅颗粒能够在切割体系中均匀稳定的分散，在钢线的高速运动中以均匀平稳的切割力场作用于硅棒表面，同时及时带走切割热和破碎颗粒，保证硅片的表面质量。

随着整个太阳能行业的快速发展，以及市场的影响，对太阳能硅片切割液提出了更高的要求：1更好的分散和再分散碳化硅的能力；2TTV和厚度的匀一性更高；3能满足中央供砂系统，不会出现沉积现象；4低廉的价格5；可以满足使用回收碳化硅的要求。

针对国内外现有的切割液，都存在再分散能力差的弱点，在长时间放置后，会出现碳化硅的沉积，发生团聚现象，再次搅拌，也不能使碳化硅再次分散在切割液中。

对于市场大量得到的回收碳化硅低廉的价格，硅片供应商都在试图寻求各种各样的方式来提高回收碳化硅的用量，从根本上降低切割成本。但是由于回收工艺和技术上的限制，以及回收砂本上颗粒棱角的磨损，使回收砂除了切割能力下降以外，还会含有少量的金属离子和硅颗粒。对于现有的切割液来说，针对现有回收砂，很难解决其含有的金属离子和硅粉存在所引起的硅片质量下降，不容易清洗，导电转化低等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对以上弊端提供一种硅片切割液，可提高碳化硅的稳定性，具有很强的再分散能力，可提高切割良品率，大大降低了切割成本。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种硅片切割液，其组成成分按重量分数计为：

上述一种硅片切割液，优选的，其组成成分按重量分数计为：

上述一种硅片切割液，其中，所述分散剂由丙烯酸、乙基丙烯酸、马来酸酐、丙烯酰胺基磺酸以1：1:0.3:0.7的重量比组成。

上述一种硅片切割液，其中，所述表面活性剂为阴离子表面活性剂与阳离子表面活性剂以1—2:1的重量比组成，所述阴离子表面活性剂为N，N-二甲基-1-十四烷胺氧化物、月桂酰肌胺酸钠、十二烷基二苯醚二磺酸以1:1:1的重量比组成，所述阳离子表面活性剂为氯化硬脂基二甲基苄基铵、四乙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵以1:2:1的重量比组成。

上述一种硅片切割液，其中，所述消泡剂为聚甲基硅氧烷、聚甲基乙基硅氧烷以1:2的重量比组成。

上述一种硅片切割液，其中，所述鳌合剂为苯二酚、邻巯基苯酚、连苯三酚以1:1.5:3.5的重量比组成。

上述一种硅片切割液，其制备方法为：将以上各组分加入搅拌装置中，在35—55°的条件下搅拌30分钟即可。

本发明的有益效果为：

1)提供了一种高效的太阳能硅片线切割液，提高碳化硅的分散性和再分散性，确保了浆料的稳定性和持久性。

2)提高了回收碳化硅的使用量，可以实现100％使用回收碳化硅，大大降低了成本，成本比原有降低了一倍以上。

3)具有很好的冷却和润滑作用，降低了切片的表面损伤，机械应力，热应力及金属离子对硅片的污染，有利于硅片后道清洗，提高了后端太阳能电池的转化效率，转化率增加了150%。

4)能有效地改善硅片的厚度误差，提高切割良率。

5)便于进行回收，是一种绿色环保材料。

6)可实现中央供砂系统，让工艺更加自动化，提高效率。

具体实施方式

实例一

一种硅片切割液，优选的，其组成成分按重量分数计为：

其中，分散剂由丙烯酸5重量份、乙基丙烯酸5重量份、马来酸酐1.5重量份、丙烯酰胺基磺酸3.5重量份混合而成；

表面活性剂为阴离子表面活性剂与阳离子表面活性剂以1：1的重量比组成，所述阴离子表面活性剂由N，N-二甲基-1-十四烷胺氧化物1重量份、月桂酰肌胺酸钠1重量份、十二烷基二苯醚二磺酸1重量份混合组成，所述阳离子表面活性剂由氯化硬脂基二甲基苄基铵1重量份、四乙基氢氧化铵2重量份、四丁基氢氧化铵1重量份混合组成；

消泡剂由聚甲基硅氧烷1重量份、聚甲基乙基硅氧烷2重量份混合组成；

鳌合剂由苯二酚0.5重量份、邻巯基苯酚0.75重量份、连苯三酚1.75重量份混合组成。

其制备方法为：将以上各组分加入搅拌装置中，在35—55°的条件下搅拌30分钟即可。

实例二

一种硅片切割液，优选的，其组成成分按重量分数计为：

其中，分散剂由丙烯酸6重量份、乙基丙烯酸6重量份、马来酸酐1.8重量份、丙烯酰胺基磺酸4.2重量份混合而成；

表面活性剂为阴离子表面活性剂与阳离子表面活性剂以1：1的重量比组成，所述阴离子表面活性剂由N，N-二甲基-1-十四烷胺氧化物1重量份、月桂酰肌胺酸钠1重量份、十二烷基二苯醚二磺酸1重量份混合组成，所述阳离子表面活性剂由氯化硬脂基二甲基苄基铵1重量份、四乙基氢氧化铵2重量份、四丁基氢氧化铵1重量份混合组成；

消泡剂由聚甲基硅氧烷1重量份、聚甲基乙基硅氧烷2重量份混合组成；

鳌合剂由苯二酚1重量份、邻巯基苯酚1.5重量份、连苯三酚3.5重量份混合组成。

其制备方法为：将以上各组分加入搅拌装置中，在35—55°的条件下搅拌30分钟即可。

本发明的有益效果为：

1)提供了一种高效的太阳能硅片线切割液，提高碳化硅的分散性和再分散性，确保了浆料的稳定性和持久性。

2)提高了回收碳化硅的使用量，可以实现100％使用回收碳化硅，大大降低了成本，成本比原有降低了一倍以上。

3)具有很好的冷却和润滑作用，降低了切片的表面损伤，机械应力，热应力及金属离子对硅片的污染，有利于硅片后道清洗，提高了后端太阳能电池的转化效率，转化率增加了150%。

4)能有效地改善硅片的厚度误差，提高切割良率。

5)便于进行回收，是一种绿色环保材料。

6)可实现中央供砂系统，让工艺更加自动化，提高效率。

这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中，因此，本发明不受本实施例的限制，任何采用等效替换取得的技术方案均在本发明保护的范围内。

Claims (7)

1.种硅片切割液，其特征为，按重量分数计为：

二乙二醇          65-85份

聚乙二醇          70-85份

分散剂            8-22份

表面活性剂        1-12份

消泡剂            1-3份

鳌合剂            1-8份

去离子水          65-120份。

2.如权利要求1所述的一种硅片切割液，其特征为，优选的，其组成成分按重量分数计为：

二乙二醇          75份

聚乙二醇          75份

分散剂            15份

表面活性剂        7份

消泡剂            3份

鳌合剂            3份

去离子水          100份。

3.如权利要求1或2所述的一种硅片切割液，其特征为，所述分散剂由丙烯酸、乙基丙烯酸、马来酸酐、丙烯酰胺基磺酸以1：1:0.3:0.7的重量比组成。

4.如权利要求1或2所述的一种硅片切割液，其特征为，所述表面活性剂为阴离子表面活性剂与阳离子表面活性剂以1—2:1的重量比组成，所述阴离子表面活性剂为N，N-二甲基-1-十四烷胺氧化物、月桂酰肌胺酸钠、十二烷基二苯醚二磺酸以1:1:1的重量比组成，所述阳离子表面活性剂为氯化硬脂基二甲基苄基铵、四乙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵以1:2:1的重量比组成。

5.如权利要求1或2所述的一种硅片切割液，其特征为，所述消泡剂为聚甲基硅氧烷、聚甲基乙基硅氧烷以1:2的重量比组成。

6.如权利要求1或2所述的一种硅片切割液，其特征为，所述鳌合剂为苯二酚、邻巯基苯酚、连苯三酚以1:1.5:3.5的重量比组成。

7.如权利要求1或2所述的一种硅片切割液，其特征为，其制备方法为：将以上各组分加入搅拌装置中，在35—55°的条件下搅拌30分钟即可。