CN112080348A - 硅片清洗用添加剂及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硅片清洗用添加剂，其各组分的质量百分含量为：苯甲酸钠2%～5%，壳聚糖1%～2%，脂肪醇聚氧乙烯醚0.5%～1%，丙三醇1%～3%，聚乙烯醇1%～3%，余量为水。在制绒工序前段进行前清洗操作时，在硅片的清洗液中加入本发明的添加剂，能减少清洗液中双氧水和碱的用量，在实际生产中，能达到降低两者原始用量的80%的水平，并且使电池效率略有提升，还能有效去除硅片表面残留的油污、手指印、粉尘等脏污，提升硅片外观洁净度和电池片良率。
Description
技术领域
本发明涉及光伏领域，具体涉及一种硅片清洗用添加剂及其应用。
背景技术
在太阳能电池的生产过程中，为了提高光的转换效率，需要对硅片进行制绒，而为了获得外观均匀干净无脏污、绒面大小规整排列整齐的硅片，需要在制绒工序前段进行前清洗操作，通过前清洗操作去除硅片表面残留的油污、粉尘、粘棒胶、手指印等影响制绒的物质。
在目前的前清洗操作中，硅片的清洗液一般采用添加了双氧水的碱溶液（如氢氧化钠溶液）。为了达到清洗效果，需要采用大量的双氧水和碱对硅片进行清洗操作，这提高了前清洗操作的成本。而且清洗液所用的碱为强碱，双氧水为强氧化剂，故清洗后的废水需要多步处理，清洗液中双氧水和碱的含量大，这也增加了废水处理的成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种硅片清洗用添加剂及其应用，在硅片的清洗液中加入本发明的添加剂，可减少清洗液中双氧水和碱的用量，降低清洗成本，还能有效去除硅片表面残留的油污、手指印、粉尘等脏污，提升硅片外观洁净度和电池片良率。
为实现上述目的，本发明提供一种硅片清洗用添加剂，其各组分的质量百分含量为：苯甲酸钠2%～5%，壳聚糖1%～2%，脂肪醇聚氧乙烯醚0.5%～1%，丙三醇1%～3%，聚乙烯醇1%～3%，余量为水。
优选的，所述的硅片清洗用添加剂，其各组分的质量百分含量为：苯甲酸钠3%～4%，壳聚糖1%～1.5%，脂肪醇聚氧乙烯醚0.5%～0.8%，丙三醇1%～2%，聚乙烯醇2%～3%，余量为水。
本发明还提供一种硅片清洗用清洗液，其含有碱溶液和上述的添加剂，添加剂与碱溶液的质量比为0.1～2:100；碱溶液为无机碱的水溶液，且碱溶液中配入了双氧水。
优选的，所述碱溶液中含有0.06～0.1wt%的无机碱以及0.9～1.5wt%的双氧水。
优选的，所述无机碱为氢氧化钠或氢氧化钾。
本发明还提供一种硅片清洗方法，利用上述的清洗液对硅片进行清洗。
优选的，所述的硅片清洗方法，其具体步骤包括：
1）配制添加剂：将质量百分含量为2%～5%的苯甲酸钠、1%～2%的壳聚糖、0.5%～1%的脂肪醇聚氧乙烯醚、1%～3%的丙三醇、1%～3%的聚乙烯醇加入到余量的水中，混合均匀配成添加剂；
2）配制清洗液：将步骤1）制成的添加剂加到碱溶液中，混合均匀配成清洗液；添加剂与碱溶液的质量比为0.1～2:100；碱溶液为无机碱的水溶液，且碱溶液中配入了双氧水；无机碱为氢氧化钠或氢氧化钾；
3）将硅片置入步骤2）制得的清洗液中，于50～70℃清洗100～200s。
优选的，步骤1）中，将质量百分含量为3%～4%的苯甲酸钠、1%～1.5%的壳聚糖、0.5%～0.8%的脂肪醇聚氧乙烯醚、1%～2%的丙三醇、2%～3%的聚乙烯醇加入到余量的水中，混合均匀配成添加剂。
优选的，步骤2）中，所述碱溶液中含有0.06～0.1wt%的氢氧化钠或氢氧化钾以及0.9～1.5wt%的双氧水。
优选的，步骤3）中，将硅片置入步骤2）制得的清洗液中，于60～65℃清洗100～150s。
本发明的优点和有益效果在于：提供一种硅片清洗用添加剂及其应用，在硅片的清洗液中加入本发明的添加剂，可减少清洗液中双氧水和碱的用量，降低清洗成本，还能有效去除硅片表面残留的油污、手指印、粉尘等脏污，提升硅片外观洁净度和电池片良率。
脂肪醇聚氧乙烯醚能降低清洗液的表面张力，使溶液对脏污具有良好的润湿和渗透效果，将吸附在硅片表面的脏污能够有效剥离，并且通过乳化和增溶作用提高脏污在清洗液中的溶解和稳定状态，防止脏污在硅片表面的二次吸附，影响清洗效果。
苯甲酸钠具有良好的杀菌防腐效果，能够有效提高提高添加剂/清洗液的稳定性，延长添加剂/清洗液的保质期。
壳聚糖能通过分子中的氨基、羟基与金属离子形成稳定的螯合物，可用于硅片表面金属离子的去除，降低硅片表面杂质金属含量，减少杂质金属离子对电池的影响，并且壳聚糖本身无毒，可生物降解，在废水处理过程中，不会造成二次污染。
丙三醇具有一定的扩散和渗透作用，能够促进清洗液对脏污的清洗力，加强脏污在硅片表面的剥离程度。
聚乙烯醇具有乳化作用，降低溶液中各组分的界面张力，阻止脏污颗粒的彼此团聚现象的发生，提高溶液对脏污的分散作用。
在制绒工序前段进行前清洗操作时，在硅片的清洗液中加入本发明的添加剂，能减少清洗液中双氧水和碱的用量，可将清洗液中碱（氢氧化钠或氢氧化钾）的含量降低至0.06wt%，双氧水的含量降低至0.9wt%，在实际生产中，能达到降低两者原始用量的80%的水平，并且使电池效率略有提升，还能有效去除硅片表面残留的油污、手指印、粉尘等脏污，提高硅片的外观洁净度的良率。
附图说明
图1是实施例1对手指印去除效果的示图；
图2是对比例1对手指印去除效果的示图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明在制绒工序前段对硅片进行前清洗操作，具体步骤包括：
1）配制添加剂：将质量百分含量为2%～5%的苯甲酸钠、1%～2%的壳聚糖、0.5%～1%的脂肪醇聚氧乙烯醚、1%～3%的丙三醇、1%～3%的聚乙烯醇加入到余量的水中，混合均匀配成添加剂；
2）配制清洗液：将步骤1）制成的添加剂加到碱溶液中，混合均匀配成清洗液；添加剂与碱溶液的质量比为0.1～2:100；碱溶液为无机碱的水溶液，且碱溶液中配入了双氧水；碱溶液中含有0.06～0.1wt%的无机碱以及0.9～1.5wt%的双氧水；无机碱为氢氧化钠或氢氧化钾；
3）将硅片置入步骤2）制得的清洗液中，于50～70℃清洗100～200s。
优选的，步骤1）中，将质量百分含量为3%～4%的苯甲酸钠、1%～1.5%的壳聚糖、0.5%～0.8%的脂肪醇聚氧乙烯醚、1%～2%的丙三醇、2%～3%的聚乙烯醇加入到余量的水中，混合均匀配成添加剂。
优选的，步骤3）中，将硅片置入步骤2）制得的清洗液中，于60～65℃清洗100～150s。
本发明的具体实施例如下：
实施例1
在制绒工序前段对有手指印的硅片进行前清洗操作，具体步骤包括：
1）配制添加剂：将质量百分含量为3.5%的苯甲酸钠、1.2%的壳聚糖、0.5%的脂肪醇聚氧乙烯醚、1.8%的丙三醇、2.2%的聚乙烯醇加入到余量的水中，混合均匀配成添加剂；
2）配制清洗液：将步骤1）制成的添加剂加到碱溶液中，混合均匀配成清洗液；添加剂与碱溶液的质量比为0.5:100；碱溶液为氢氧化钠的水溶液，且碱溶液中配入了双氧水；碱溶液中含有0.06wt%的氢氧化钠以及0.9wt%的双氧水；
3）将硅片置入步骤2）制得的清洗液中，于60℃清洗120s。
实施例2
在制绒工序前段对有手指印的硅片进行前清洗操作，具体步骤包括：
1）配制添加剂：将质量百分含量为5%的苯甲酸钠、2%的壳聚糖、1%的脂肪醇聚氧乙烯醚、3%的丙三醇、1%的聚乙烯醇加入到余量的水中，混合均匀配成添加剂；
2）配制清洗液：将步骤1）制成的添加剂加到碱溶液中，混合均匀配成清洗液；添加剂与碱溶液的质量比为2:100；碱溶液为氢氧化钠的水溶液，且碱溶液中配入了双氧水；碱溶液中含有0.1wt%的氢氧化钠以及1.5wt%的双氧水；
3）将硅片置入步骤2）制得的清洗液中，于68℃清洗100s。
实施例3
在制绒工序前段对有手指印的硅片进行前清洗操作，具体步骤包括：
1）配制添加剂：将质量百分含量为2%的苯甲酸钠、1%的壳聚糖、0.5%的脂肪醇聚氧乙烯醚、1%的丙三醇、3%的聚乙烯醇加入到余量的水中，混合均匀配成添加剂；
2）配制清洗液：将步骤1）制成的添加剂加到碱溶液中，混合均匀配成清洗液；添加剂与碱溶液的质量比为0.1:100；碱溶液为氢氧化钠的水溶液，且碱溶液中配入了双氧水；碱溶液中含有0.08wt%的氢氧化钠以及1wt%的双氧水；
3）将硅片置入步骤2）制得的清洗液中，于68℃清洗120s。
对比例1
在制绒工序前段对有手指印的硅片进行前清洗操作，具体步骤包括：
1）配制清洗液：将双氧水加入碱溶液中，混合均匀配成清洗液；碱溶液为氢氧化钠的水溶液，清洗液中含有0.5wt%的氢氧化钠以及10wt%的双氧水；
2）将硅片置入步骤2）制得的清洗液中，于68℃清洗120s。
在硅片脏污的去除性能比较中，通过人为按压手指印来进行去污能力的比较。图1为实施例1清洗后的硅片外观（实施例2和实施例3对手指印去除效果，与实施例1基本相当，故不再另外给出实施例2和实施例3清洗后的硅片外观示图），图2为对比例1清洗后的硅片外观。从图1中可以发现，清洗液中加入本发明的添加剂，清洗后硅片中间按压过的手指印基本消失。从图2中可以发现，清洗液中未加入本发明的添加剂，清洗后硅片手指印明显发白，去除效果不明显。
另外，将实施例1至3和对比例1清洗后的硅片制成电池片，性能对比如下表：
通过外观和性能对比可知，在制绒工序前段进行前清洗操作时，在硅片的清洗液中加入本发明的添加剂，能减少清洗液中双氧水和碱的用量，且本发明最终所得电池片的电池效率不低于传统清洗方式的电池效率，并且在效率不受影响的同时，本发明有效降低了清洗成本，将成本降到了原有的25%的水平，降低了原料消耗，减少了污水排放对环境造成的影响。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.硅片清洗用添加剂，其特征在于，其各组分的质量百分含量为：苯甲酸钠2%～5%，壳聚糖1%～2%，脂肪醇聚氧乙烯醚0.5%～1%，丙三醇1%～3%，聚乙烯醇1%～3%，余量为水。
2.根据权利要求1所述的硅片清洗用添加剂，其特征在于，其各组分的质量百分含量为：苯甲酸钠3%～4%，壳聚糖1%～1.5%，脂肪醇聚氧乙烯醚0.5%～0.8%，丙三醇1%～2%，聚乙烯醇2%～3%，余量为水。
3.硅片清洗用清洗液，其特征在于，其含有碱溶液和权利要求1所述的添加剂，添加剂与碱溶液的质量比为0.1～2:100；碱溶液为无机碱的水溶液，且碱溶液中配入了双氧水。
4.根据权利要求3所述的硅片清洗用清洗液，其特征在于，所述碱溶液中含有0.06～0.1wt%的无机碱以及0.9～1.5wt%的双氧水。
5.根据权利要求4所述的硅片清洗用清洗液，其特征在于，所述无机碱为氢氧化钠或氢氧化钾。
6.硅片清洗方法，其特征在于，利用权利要求3、4或5所述的清洗液对硅片进行清洗。
7.根据权利要求6所述的硅片清洗方法，其特征在于，其具体步骤包括：
1）配制添加剂：将质量百分含量为2%～5%的苯甲酸钠、1%～2%的壳聚糖、0.5%～1%的脂肪醇聚氧乙烯醚、1%～3%的丙三醇、1%～3%的聚乙烯醇加入到余量的水中，混合均匀配成添加剂；
2）配制清洗液：将步骤1）制成的添加剂加到碱溶液中，混合均匀配成清洗液；添加剂与碱溶液的质量比为0.1～2:100；碱溶液为无机碱的水溶液，且碱溶液中配入了双氧水；无机碱为氢氧化钠或氢氧化钾；
3）将硅片置入步骤2）制得的清洗液中，于50～70℃清洗100～200s。
8.根据权利要求7所述的硅片清洗方法，其特征在于，步骤1）中，将质量百分含量为3%～4%的苯甲酸钠、1%～1.5%的壳聚糖、0.5%～0.8%的脂肪醇聚氧乙烯醚、1%～2%的丙三醇、2%～3%的聚乙烯醇加入到余量的水中，混合均匀配成添加剂。
9.根据权利要求7所述的硅片清洗方法，其特征在于，步骤2）中，所述碱溶液中含有0.06～0.1wt%的氢氧化钠或氢氧化钾以及0.9～1.5wt%的双氧水。
10.根据权利要求7所述的硅片清洗方法，其特征在于，步骤3）中，将硅片置入步骤2）制得的清洗液中，于60～65℃清洗100～150s。
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