CN106591009A - 硅片碱洗用清洗剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种硅片碱洗用清洗剂，其包括碱洗液以及溶于所述碱洗液中的助干剂以及氧化剂。上述硅片碱洗用清洗剂，由于加入了助干剂以及氧化剂，故而在碱洗工艺中，不容易产生色差片、色斑片以及花篮印等缺陷片，从而避免了对外观及后续的制绒、扩散等工序带来较大的不良影响。

Description

硅片碱洗用清洗剂
技术领域
本发明涉及光伏领域，特别是涉及一种硅片碱洗用清洗剂。
背景技术
太阳能是一种取之不尽、用之不竭的新能源和可再生能源。开发利用太阳能资源，对于节约常规能源、保护自然环境具有极为重要的意义。太阳能光伏发电具有资源无限、无污染、运行可靠和寿命长等优点，因此太阳能光伏发电是太阳能应用工业中最有前途的领域。
在太阳能光伏发电中，由于硅片在线切割过程会有所污染，砂浆和油污等会沾附在硅片表面，而表面洁净度对后道表面处理、制绒等产生很大的影响，故需要对硅片表面进行一系列清洗操作。
清洗操作一般为：先酸洗以去除硅片表面金属离子，然后碱洗以去除油污、粘附颗粒等，再通过漂洗和超声清洗使硅片表面干净无污。但是传统的硅片清洗工艺，容易产生较为明显的色差片、色斑片以及花篮印等缺陷片，对外观及后续的制绒、扩散等工序带来较大的不良影响。
发明内容
基于此，有必要针对现有的硅片清洗工艺容易产生缺陷片的问题，提供一种可以降低缺陷片的硅片碱洗用清洗剂。
一种硅片碱洗用清洗剂，包括：碱洗液以及溶于所述碱洗液中的助干剂以及氧化剂。
上述硅片碱洗用清洗剂，由于加入了助干剂以及氧化剂，故而在碱洗工艺中，不容易产生色差片、色斑片以及花篮印等缺陷片，从而避免了对外观及后续的制绒、扩散等工序带来较大的不良影响。
在其中一个实施例中，所述硅片碱洗用清洗剂包括如下含量的组分：
在其中一个实施例中，所述助干剂选自聚醚改性聚硅氧烷、异构醇聚氧乙烯醚、氟碳表面活性剂、和环氧乙烷加成物基材润湿剂中的一种或几种。
在其中一个实施例中，所述氧化剂选自过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化苯甲酸、和次氯酸中的一种或几种。
在其中一个实施例中，所述碱选自氢氧化钠、氢氧化铵、和氢氧化钾中的一种或几种。
在其中一个实施例中，所述螯合剂为柠檬酸、三乙酯二胺四乙酸二钠、葡萄糖钠盐、和山梨糖醇中的一种或几种。
在其中一个实施例中，所述表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚、丁二酸二异辛酯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、和油酸三乙醇胺中的一种或几种。
在其中一个实施例中，所述助溶剂选自二丁醚、乙醇、丙二醇、和甘油中的一种或几种。
在其中一个实施例中，所述消泡剂选自聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、有机硅改性聚醚、和聚二甲基硅氧烷中的一种或几种。
在其中一个实施例中，所述硅片碱洗用清洗剂包括如下含量的组分：
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
一种硅片碱洗用清洗剂，包括：碱洗液以及溶于碱洗液中的助干剂以及氧化剂。其中，碱洗液为硅片碱洗用清洗剂的主要成分，其主要作用是，清除油污、粘附颗粒等。一般地，碱洗液由碱、各功能添加剂以及水组成。
优选地，碱洗液包括碱、螯合剂、表面活性剂、助溶剂、消泡剂以及水。
优选地，硅片碱洗用清洗剂包括如下组分：
进一步优选地，碱选自氢氧化钠、氢氧化铵(也即氨水，化学式NH3·H2O)和氢氧化钾中的一种或几种。
进一步优选地，螯合剂为柠檬酸、三乙酯二胺四乙酸二钠、葡萄糖钠盐、和山梨糖醇中的一种或几种。这样可以进一步提高碱洗液的性能。当然，可以理解的是，本发明的螯合剂还可以选自其他螯合剂。
进一步优选地，表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚、丁二酸二异辛酯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、和油酸三乙醇胺中的一种或几种。这样可以进一步提高碱洗液的性能。当然，可以理解的是，本发明的表面活性剂还可以选自其他表面活性剂。
进一步优选地，助溶剂选自二丁醚、乙醇、丙二醇、和甘油中的一种或几种。这样可以进一步提高碱洗液的性能。当然，可以理解的是，本发明的助溶剂还可以选自其他助溶剂。
进一步优选地，消泡剂选自聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、有机硅改性聚醚、和聚二甲基硅氧烷中的一种或几种。这样可以进一步提高碱洗液的性能。当然，可以理解的是，本发明的消泡剂还可以选自其他消泡剂。
其中，助干剂能够降低硅片碱洗用清洗剂的表面张力，促进硅片表面残液的快速沥干。优选地，助干剂选自聚醚改性聚硅氧烷、异构醇聚氧乙烯醚、氟碳表面活性剂、和环氧乙烷加成物基材润湿剂中的一种或几种。当然，可以理解的是，本发明的助干剂还可以选自其他助干剂。
其中，氧化剂的主要作用是，将硅片表面生成钝化氧化成膜，从而抑制硅片过腐蚀。优选地，氧化剂选自过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化苯甲酸、和次氯酸中的一种或几种。当然，可以理解的是，本发明的氧化剂并不局限于此，还可以选自其他氧化剂。
更优选地，硅片碱洗用清洗剂由如下组分组成：
本发明的发明人经过研究发现：现有清洗操作产生色差片、色斑片以及花篮印等缺陷片主要是在碱洗工艺中导致的，集中体现在碱洗浸泡清洗过程中以及沥干过程中。在碱洗浸泡过程中，由于反应较为剧烈，清洗液容易对硅片腐蚀过度，造成过腐蚀，进而容易产生色差片、色斑片。而过腐蚀的产物硅酸钠浓度如果过大又会导致“花篮印”的产生。另，在碱洗之后，硅片从槽液中提拉出液面后，表面会沾附大量槽液，由于碱洗过程中，槽液温度较高，硅片表面残余槽液在高温潮湿环境下会对硅片继续腐蚀，特别是槽液与空气界面处更容易发生腐蚀反应，从而导致硅片表面产生过腐蚀，气液界面处容易因过腐蚀而产生黑色印痕，很容易产生较为明显的色差片、色斑片。
本发明的硅片碱洗用清洗剂，由于添加助干剂和氧化剂，在碱洗过程中，使清洗液与硅片的反应更加温和，避免硅片出现过腐蚀现象，从而降低缺陷片的产生。同时在沥干过程中，使硅片快速沥干，降低沥干过程中的过腐蚀现象，从而也降低了缺陷片的产生；进而降低了整个硅片清洗过程中的缺陷片的产生。
另外，本发明所提供的硅片碱洗用清洗剂，在碱洗时，按照硅片碱洗用清洗剂与去离子水以大约5：95的重量比稀释即可使用。每千克能够清洗4000片左右的硅片，且该清洗剂具有良好的去污、清洗能力，无刺激性气味。
以下结合具体实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1
按照表1的重量比例，将聚醚改性聚硅氧烷(CAS号：GOLDEN，EM-193。)、过氧化氢、氢氧化钠、柠檬酸、壬基酚聚氧乙烯醚(CAS号：9016-45-9)、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚(CAS号：471-34-1)、二丁醚、去离子水在50℃下充分搅拌混合均匀，冷却至室温，即得硅片碱洗用清洗剂A1。
实施例2
按照表1的重量比例，将聚醚改性聚硅氧烷(CAS号：GOLDEN，EM-193。)、过氧化氢、氢氧化钠、柠檬酸、壬基酚聚氧乙烯醚(CAS号：9016-45-9)、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚(CAS号：471-34-1)、二丁醚、去离子水在50℃下充分搅拌混合均匀，冷却至室温，即得硅片碱洗用清洗剂A1。
实施例3
按照表1的重量比例，将聚醚改性聚硅氧烷(CAS号：GOLDEN，EM-193。)、过氧化氢、氢氧化钠、柠檬酸、壬基酚聚氧乙烯醚(CAS号：9016-45-9)、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚(CAS号：471-34-1)、二丁醚、去离子水在50℃下充分搅拌混合均匀，冷却至室温，即得硅片碱洗用清洗剂A1。
实施例4
按照表1的重量比例，将聚醚改性聚硅氧烷(CAS号：GOLDEN，EM-193。)、过氧化氢、氢氧化钠、柠檬酸、壬基酚聚氧乙烯醚(CAS号：9016-45-9)、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚(CAS号：471-34-1)、二丁醚、去离子水在50℃下充分搅拌混合均匀，冷却至室温，即得硅片碱洗用清洗剂A1。
对比例1
按照表1的重量比例，将氢氧化钾、柠檬酸、壬基酚聚氧乙烯醚(CAS号：9016-45-9)、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚(CAS号：471-34-1)、二丁醚、去离子水在50℃下充分搅拌混合均匀，冷却至室温，即得硅片碱洗用清洗剂AC1。
表1
性能测试：
将四片同规格的硅片(15.6cm×15.6cm)分别在清洗剂A1～A4中各自浸泡1min；后取出垂直沥干。记录硅片完全沥干所需时间。结果见表2。
另取四片同规格的硅片(15.6cm×15.6cm)，并用表面粗糙度仪分别测量四片硅片的表面初始粗糙度Ra1。分别将5重量份的清洗剂A1～A4与95重量份的去离子水在清洗槽中混合形成清洗液，然后将四片硅片分别放入不同的清洗槽内，60℃下清洗3min，取出后海绵漂洗，并烘干，分别测量清洗后硅片的表面粗糙度Ra2。根据粗糙度变化率＝(Ra2-Ra1)/Ra1×100％计算粗糙度变化率。结果见表2。
表2
清洗剂 A1 A2 A3 A4 AC1
沥干时间/s 1064 804 670 589 1372
粗糙度变化率/％ 103.2 47.5 25.7 10.9 117.5
从表2可以看出，相对对比例1，实施例1-4的沥干时间大幅缩减，这说明本发明的碱洗用清洗剂的沥干速度快，这样避免了沥干时造成的过腐蚀，从而可以降低缺陷片的产生。同时还可以看出，相对对比例1，实施例1-4的粗糙度变化率也大幅缩减，这说明本发明的碱洗用清洗剂，在碱洗过程中，对硅片本身的腐蚀降低，这样避免了碱洗过程中造成的过腐蚀，从而也可以降低缺陷片的产生。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种硅片碱洗用清洗剂，其特征在于，包括：碱洗液以及溶于所述碱洗液中的助干剂以及氧化剂。
2.根据权利要求1所述的硅片碱洗用清洗剂，其特征在于，所述硅片碱洗用清洗剂包括如下含量的组分：
3.根据权利要求1或2所述的硅片碱洗用清洗剂，其特征在于，所述助干剂选自聚醚改性聚硅氧烷、异构醇聚氧乙烯醚、氟碳表面活性剂、和环氧乙烷加成物基材润湿剂中的一种或几种。
4.根据权利要求1或2所述的硅片碱洗用清洗剂，其特征在于，所述氧化剂选自过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化苯甲酸、和次氯酸中的一种或几种。
5.根据权利要求2所述的硅片碱洗用清洗剂，其特征在于，所述碱选自氢氧化钠、氢氧化铵、和氢氧化钾中的一种或几种。
6.根据权利要求2所述的硅片碱洗用清洗剂，其特征在于，所述螯合剂为柠檬酸、三乙酯二胺四乙酸二钠、葡萄糖钠盐、和山梨糖醇中的一种或几种。
7.据权利要求2所述的硅片碱洗用清洗剂，其特征在于，所述表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚、丁二酸二异辛酯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、和油酸三乙醇胺中的一种或几种。
8.据权利要求2所述的硅片碱洗用清洗剂，其特征在于，所述助溶剂选自二丁醚、乙醇、丙二醇、和甘油中的一种或几种。
9.根据权利要求2所述的硅片碱洗用清洗剂，其特征在于，所述消泡剂选自聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、有机硅改性聚醚、和聚二甲基硅氧烷中的一种或几种。
10.根据权利要求1所述的硅片碱洗用清洗剂，其特征在于，所述硅片碱洗用清洗剂包括如下含量的组分：
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