CN112795438A - 一种电池片清洗剂及其清洗方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电池片清洗剂及其清洗方法，该清洗剂包括第一药剂和第二药剂，第一药剂按重量份包括氢氧化钾30‑32.5份、氢氧化钠60‑65份、乙二胺四乙酸22.5‑27.5份、氨基三乙酸20‑22.5份、柠檬酸10‑11.5份和水342.5‑356份，第二药剂按重量份包括表面活性剂220‑245份、增溶剂45‑55份和水840‑865份，并提供一种电池片的清洗方法。本发明的清洗剂和清洗方法匹配电池端取消粗抛工艺、单片上下面平超清洗效果好。
Description
技术领域
本发明涉及一种清洗剂及其清洗方法，尤其涉及一种电池片清洗剂及其清洗方法。
背景技术
随着金刚线切割的发展，硅片加工降本、电池端工艺优化等环境下，电池端的碱粗抛工艺的取消，快速制绒成为了主流，对于硅片加工端的硅片表面洁净度提出了很高的要求。在清洗能力，及电池端的匹配性，清洗的工艺方法需要进行优化研究。
目前随着电池端的降本增效，电池端植绒脏污以及金属离子残留较多，致使电池片效率偏低。
双组分清洗剂不可以由单组份清洗剂直接加片碱制得，其中单组份清洗剂单独加片碱配置会导致槽体药剂产生分层，不仅清洗脏污严重且会导致硅片药剂氧化。
金刚线的细线化，硅片尺寸的增大，使得硅片表面硅粉的残留，切割液残留与之前比大大增加。
发明内容
发明目的：本发明的第一目的为提供一种匹配电池端取消粗抛工艺、单片上下面平超清洗效果好的电池片清洗剂，本发明的第二目的为提供一种利用电池片清洗剂的电池片清洗方法。
技术方案：本发明的电池片清洗剂，包括第一药剂和第二药剂，第一药剂按重量份包括氢氧化钾30-32.5份、氢氧化钠60-65份、乙二胺四乙酸22.5-27.5份、氨基三乙酸20-22.5份、柠檬酸10-11.5份和水342.5-356份，第二药剂按重量份包括表面活性剂220-245份、增溶剂45-55份和水840-865份。
进一步地，表面活性剂按重量份包括如下原料组分制成：壬基酚聚氧乙烯醚130-140份、异构十醇聚氧乙烯醚50-60份、十二烷基苯磺酸钠40-45份。活性剂种类的增多，增加去污能力使得有机物有了更好的剥离，硅粉的分散也大大增强。
增溶剂按重量份包括如下原料组分制成：二甘醇35-40份、氢化蓖麻油10-15份。
本发明的电池片清洗剂，碱性物质(以氢氧化钾、氢氧化钠为主)，用高强度碱液，以软化、松动、乳化及分散硅片表面脏污。
Si+NaOH+H2O＝Na2SiO3+2H2原理都是先和水反应生成相应的酸，然后再和碱反应生成相应的酸盐和水。
SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2O。
氢氧化钾、氢氧化钠这些强碱性物质对硅片表面的腐蚀，在去除硅片表面脏污的同时，也去除了硅片在金刚线切割过程中产生的表面损伤层，使得硅片表面有了反射率较低的表面结构，增加了硅片制成电池后的转化效率。
在配合物中中心离子与配位体通过配位键结合。配位键是一种特殊的共价键，通常的共价键是由两个成键原子各出一个电子形成共同电子对的，而在配位键中是由一个原子提供电子对，另一原子提供空轨道形成的。为了区别把共价键用"一"表示，如H·+·H＝H:H(H-H)，配位键用"←"表示，箭头指向提供空轨道的原子，如Cu+NH3＝CuNH3(Cu←NH3)。如果配位体中只有一个配位原子，则中心离子与配位体之间只能形成一个配位键。而有些配位体分子中含有两个以上的配位原子，当两个原子间相隔着两至三个其他非配位原子时，这个配体就可以与中心离子(或原子)同时形成两个以上的配位键，并形成一个包括两个配位五元或六元环的特殊结构同时具有一定的分散能力，可提高硅酸钠的分散性。
螯合剂种类与选择：
通过络合能力，EDTA-2Na与NTA-3Na组合最佳，组合比例：EDTA-2Na：NTA-3Na＝1.2:1
硅片表面金属离子来源主要是切割过程中金刚线，金刚线在电镀过程中可能存在镍离子、铜离子、铬离子等重金属，钢线本身的亚铁离子，三价铁离子。
为了使金属离子能彻底清除，在双组份清洗剂中使用了多种络合剂组合，最终选择了EDTA-2Na、NTA-3Na、柠檬酸三种组合，用量EDTA-2Na：NTA-3Na：柠檬酸＝1.2:1:0.5。
为了达到清洗能力，选择阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂，在达到清洗能力的同时，也易于漂洗，减少残留。
考虑硅片表面存在负电荷和脏污的主要成分是硅粉及切割液等前端加工工艺中带入的活性剂，双组份清洗剂中选择了壬基酚聚氧乙烯醚中NP-10，异构十醇聚氧乙烯醚的E-1007，十二烷基苯磺酸钠组合，在生产过程中，几种活性剂的混合有略微的分层现象，因此加入了少量增溶剂。
本发明的电池片清洗剂的电池片清洗方法，包括如下步骤：
(1)将硅片进行超声清洗后加入第一药剂和第二药剂，再次进行超声清洗；
(2)进行氧化反应清洗、漂洗；
(3)烘干。
步骤(1)中，两次超声清洗的温度为35-45℃。第一药剂和第二药剂的药剂温度为50-60℃。
优选的，步骤(2)中，氧化反应清洗的药剂为双氧水。第一药剂、第二药剂与双氧水的质量比为8-14：4-7：50-75。步骤(2)中，氧化反应清洗的温度为35-45℃。步骤(2)中，漂洗的温度为35-80℃。
步骤(3)中，烘干的温度为85-97℃。
步骤(1)中，超声清洗利用机械振动冲击硅片表面，使污物层被分散、乳化、剥离而达到清洗目的，去除表面的团聚硅粉脏污。加入第一药剂和第二药剂的作用是无机碱溶于水性能稳定，能够有效溶解硅片表面残留的有机物，对硅片表面附着的碳化硅、硅粉、油污、悬浮液等杂质进行清除。再次进行超声清洗利用机械振动冲击硅片表面，使污物层被分散、乳化、剥离而达到清洗目的，进行脏污清洗玻璃。
步骤(2)中，进行氧化反应清洗全部更换产生过氧根离子，氧化有机物，去除硅片表面的有机沾污，避免产生制绒白斑。漂洗中溢流纯水去除表面药剂残留。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：试验工艺导入后车间整体综合污片率对比同期下降0.2％，且清洗效果以及制绒绒面对比单组份期间表现优异。此试验工艺的实施推广加快了下游电池片工艺取消粗抛工艺带来提升转化效率提升的工艺优化。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图；
图2为客户端表现。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例1
本实施例的电池片清洗剂，包括第一药剂和第二药剂，第一药剂按重量份包括氢氧化钾30份、氢氧化钠60份、乙二胺四乙酸22.5份、氨基三乙酸20份、柠檬酸10份和水342.5份，所述第二药剂按重量份包括表面活性剂220份、增溶剂45份和水840份。表面活性剂按重量份包括如下原料组分制成：壬基酚聚氧乙烯醚130份、异构十醇聚氧乙烯醚50份、十二烷基苯磺酸钠40份。增溶剂按重量份包括如下组分制成：二甘醇35份、氢化蓖麻油10份。
如图1所示，本实施例的电池片清洗剂的电池片清洗方法，包括如下步骤：
(1)将硅片进行超声清洗后加入第一药剂和第二药剂，再次进行超声清洗；
(2)进行氧化反应清洗、漂洗；
(3)烘干。
步骤(1)中，两次超声清洗的温度为35℃。第一药剂和第二药剂的药剂温度为50℃。步骤(2)中，氧化反应清洗的药剂为双氧水。第一药剂、第二药剂与双氧水的质量比为8：4：50。步骤(2)中，氧化反应清洗的温度为35℃。步骤(2)中，漂洗的温度为35℃。步骤(3)中，烘干的温度为85℃。电池片污片率为0.42％。
实施例2
本实施例的电池片清洗剂，包括第一药剂和第二药剂，第一药剂按重量份包括氢氧化钾32.5份、氢氧化钠65份、乙二胺四乙酸27.5份、氨基三乙酸22.5份、柠檬酸11.5份和水356份，所述第二药剂按重量份包括表面活性剂245份、增溶剂55份和水865份。表面活性剂按重量份包括如下原料组分制成：壬基酚聚氧乙烯醚140份、异构十醇聚氧乙烯醚60份、十二烷基苯磺酸钠45份。增溶剂按重量份包括如下组分制成：二甘醇40份、氢化蓖麻油15份。
本实施例的电池片清洗剂的电池片清洗方法，包括如下步骤：
(1)将硅片进行超声清洗后加入第一药剂和第二药剂，再次进行超声清洗；
(2)进行氧化反应清洗、漂洗；
(3)烘干。
步骤(1)中，两次超声清洗的温度为45℃。第一药剂和第二药剂的药剂温度为60℃。步骤(2)中，氧化反应清洗的药剂为双氧水。第一药剂、第二药剂与双氧水的质量比为14：7：75。步骤(2)中，氧化反应清洗的温度为45℃。步骤(2)中，漂洗的温度为80℃。步骤(3)中，烘干的温度为97℃。清洗制程污片率为0.46％。
实施例3
本实施例的电池片清洗剂，包括第一药剂和第二药剂，第一药剂按重量份包括氢氧化钾31份、氢氧化钠62份、乙二胺四乙酸25份、氨基三乙酸21份、柠檬酸11份和水350份，所述第二药剂按重量份包括表面活性剂230份、增溶剂50份和水850份。表面活性剂按重量份包括如下原料组分制成：壬基酚聚氧乙烯醚135份、异构十醇聚氧乙烯醚55份、十二烷基苯磺酸钠42份。增溶剂按重量份包括如下组分制成：二甘醇38份、氢化蓖麻油12份。
本实施例的电池片清洗剂的电池片清洗方法，包括如下步骤：
(1)将硅片进行超声清洗后加入第一药剂和第二药剂，再次进行超声清洗；
(2)进行氧化反应清洗、漂洗；
(3)烘干。
步骤(1)中，两次超声清洗的温度为40℃。第一药剂和第二药剂的药剂温度为55℃。步骤(2)中，氧化反应清洗的药剂为双氧水。第一药剂、第二药剂与双氧水的质量比为10：5：60。步骤(2)中，氧化反应清洗的温度为40℃。步骤(2)中，漂洗的温度为50℃。步骤(3)中，烘干的温度为90℃。清洗制程污片率为0.45％。
对比例1
第一药剂和第二药剂的质量比为1:1，其他原料、配比、清洗步骤和检测方法均与实施例1相同，实验跟踪清洗产能416片，污片率100％(硅粉污片)。
对比例2
第一药剂和第二药剂的质量比1.5:1.5，其他原料、配比、清洗步骤和检测方法均与实施例1相同，实验跟踪清洗产能416片，污片率100％(硅粉污片)。
对比例3
第一药剂和第二药剂的质量比2:2，其他原料、配比、清洗步骤和检测方法均与实施例1相同，实验跟踪清洗产能416片，污片率100％(硅粉污片)。
对比例4
第一药剂和第二药剂的质量比2:1，其他原料、配比、清洗步骤和检测方法均与实施例1相同，实验跟踪清洗产能416片，污片率0.42％(车间同期单组分加碱1.32％)。配方加量验证246万，污片率0.42％。
对比例5
第一药剂和第二药剂的质量比3:1，其他原料、配比、清洗步骤和检测方法均与实施例1相同，实验跟踪清洗产能416片，污片率3.75％(车间同期单组分加碱1.32％)。
对比例6
第一药剂和第二药剂的质量比4:1，其他原料、配比、清洗步骤和检测方法均与实施例1相同，实验跟踪清洗产能416片，污片率4.32％(车间同期单组分加碱1.32％)。
对比例7
第一药剂和第二组份的质量比1:2，其他原料、配比、清洗步骤和检测方法均与实施例1相同，实验跟踪清洗产能416片，污片率100％(硅粉污片)。
对比例8
第一药剂和第二药剂的质量比1:3，其他原料、配比、清洗步骤和检测方法均与实施例1相同，实验跟踪清洗产能416片，污片率100％(硅粉污片)。
对比例9
第一药剂和第二药剂的质量比2:4，其他原料、配比、清洗步骤和检测方法均与实施例1相同，实验跟踪清洗产能416片，污片率100％(硅粉污片)。
对比例10
第一药剂和第二药剂的药剂槽温度40度，第一药剂和第二药剂质量比2:1，其他原料、配比、清洗步骤和检测方法均与实施例1相同，污片率23％。
对比例11
第一药剂和第二药剂的药剂槽温度45度，第一药剂和第二药剂的质量比2:1，其他原料、配比、清洗步骤和检测方法均与实施例1相同，污片率7％。
对比例12
第一药剂和第二药剂的药剂槽温度50度，第一药剂和第二药剂的质量比2:1，其他原料、配比、清洗步骤和检测方法均与实施例1相同，污片率0.47％。
对比例13
第一药剂和第二药剂的药剂槽温度55度，第一药剂和地热药剂的质量比2:1，其他原料、配比、清洗步骤和检测方法均与实施例1相同，污片率0.43％。加量验证175万，污片率0.44％。
对比例14
第一药剂和第二药剂的药剂槽温度60度，第一药剂和第二药剂的质量比2:1，其他原料、配比、清洗步骤和检测方法均与实施例1相同，污片率0.46％。
对比例15
第一药剂和第二药剂的药剂槽温度65度，第一药剂和第二药剂的质量比2:1，其他原料、配比、清洗步骤和检测方法均与实施例1相同，污片率4.75％(硅粉和药剂氧化)。
对比例16
第一药剂和第二药剂的药剂槽温度70度，第一药剂和第二药剂的质量比例2:1，污片率100％(药剂氧化)。
对比例17
试验无粗抛工艺对比对比实施例1车间同期单组份工艺污片率下降明显，综合污片率下降0.9％。
| 类型 | 产能 | 污片数量 | 污片率 |
| 无粗抛试验工艺 | 453525 | 1904.81 | 0.42％ |
| 车间同期工艺 | 6789512 | 89621.6 | 1.32％ |
客户端表现：
如图2所示，使用无粗抛工艺后在客户端植绒绒面表面改善明显，综合污片率下降0.83％。
Claims (10)
1.一种电池片清洗剂，其特征在于：包括第一药剂和第二药剂，所述第一药剂按重量份包括氢氧化钾30-32.5份、氢氧化钠60-65份、乙二胺四乙酸22.5-27.5份、氨基三乙酸20-22.5份、柠檬酸10-11.5份和水342.5-356份，所述第二药剂按重量份包括表面活性剂220-245份、增溶剂45-55份和水840-865份。
2.根据权利要求1所述的电池片的清洗剂，其特征在于，所述表面活性剂按重量份包括如下原料组分制成：壬基酚聚氧乙烯醚130-140份、异构十醇聚氧乙烯醚50-60份、十二烷基苯磺酸钠40-45份。
3.根据权利要求1所述的电池片的清洗剂，其特征在于：所述增溶剂按重量份包括如下原料组分制成：二甘醇35-40份和氢化蓖麻油10-15份。
4.一种利用权利要求1所述电池片清洗剂的电池片清洗方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将硅片进行超声清洗后加入第一药剂和第二药剂，再次进行超声清洗；
(2)进行氧化反应清洗、漂洗；
(3)烘干。
5.根据权利要求4所述的电池片清洗方法，其特征在于：步骤(1)中，所述两次超声清洗的温度为35-45℃。
6.根据权利要求4所述的电池片清洗方法，其特征在于：步骤(1)中，所述第一药剂和第二药剂的药剂温度为50-60℃。
7.根据权利要求4所述的电池片清洗方法，其特征在于：步骤(2)中，所述氧化反应清洗的药剂为双氧水，所述第一药剂、第二药剂与双氧水的质量比为8-14：4-7：50-75。
8.根据权利要求4所述的电池片清洗方法，其特征在于：步骤(2)中，所述氧化反应清洗的温度为35-45℃。
9.根据权利要求4所述的电池片清洗方法，其特征在于：步骤(2)中，所述漂洗的温度为35-80℃。
10.根据权利要求4所述的电池片清洗方法，其特征在于：步骤(3)中，所述烘干的温度为85-97℃。
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