CN114854501A - 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：3%～5%的二氯异氰尿酸钠、3%～5%的次氯酸钠、1%～2%的乙酸钠、2%～3%的硬脂酸钠、0.05%～0.1%的低泡耐碱渗透剂，余量为水。采用本发明的添加剂，可以在硅片清洗工序中完全摒弃双氧水的使用，在保证电池片效率和良率不降低的同时，极大降低生产成本，以及后续的废水处理成本。
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
在单晶电池的生产过程中，清洗工序是极其重要且必不可少的一道工序。为了提高单晶硅电池的电池效率，需要对单晶硅片进行制绒，即通过添加具有特定定向刻蚀功能的制绒添加剂制备出具有金字塔结构的绒面，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单晶硅片，需要在制绒工序前段进行前清洗操作，实现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，而在制绒工序后端也需要进行后清洗操作，实现去除硅片制绒后表面制绒液残留。
单晶硅电池的清洗工序的成本一直居高不下，成为影响单晶硅电池片价格的重要因素，而清洗工序的成本主要包括清洗过程中使用的原料成本、清洗后废水的处理成本。
目前清洗工序一般使用碱加双氧水进行清洗，碱有氢氧化钾或氢氧化钠，清洗温度一般在60～70℃，清洗时间一般在150～200秒。在清洗工序使用的碱和双氧水中，双氧水的用量最大，占据了原料成本的主要部分，目前主流的清洗工序中，以166电池片为例，每片电池片对应初配双氧水50～80ml，后续每批次自补双氧水对应每片2～3ml，用量巨大。并且双氧水具备强氧化性，含双氧水的废水处理成本较高，未处理完全的废水对自然水体、土壤具有极大危害性。
发明内容
为了不采用双氧水清洗硅片，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：3%～5%的二氯异氰尿酸钠、3%～5%的次氯酸钠、1%～2%的乙酸钠、2%～3%的硬脂酸钠、0.05%～0.1%的低泡耐碱渗透剂，余量为水。
优选的，所述二氯异氰尿酸钠中的有效氯成分≥60%。
优选的，所述低泡耐碱渗透剂选自短链烷基磺酸盐表面活性剂。
优选的，所述水为去离子水。
本发明还提供一种硅片清洗液，其不含有双氧水，其含有碱液和权利要求1至4中任一项所述的添加剂，添加剂与碱液的体积比为0.2～0.5:100。
优选的，所述碱液为NaOH溶液或KOH溶液。
优选的，所述NaOH溶液中NaOH的质量浓度为48%；所述KOH溶液中KOH的质量浓度为45%。
本发明还提供一种硅片清洗方法，利用上述的清洗液对单晶硅片进清洗。
优选的，清洗温度为70℃，清洗时间为180s。
上述的硅片清洗方法，具体步骤包括：
1）配制添加剂：将质量百分含量为3%～5%的二氯异氰尿酸钠、3%～5%的次氯酸钠、1%～2%的乙酸钠、2%～3%的硬脂酸钠、0.05%～0.1%的低泡耐碱渗透剂加入到余量的水中，混合均匀配成添加剂；
2）配制清洗液：将步骤1）制得的添加剂加到碱液中，混合均匀配成清洗液；添加剂与碱液的体积比为0.2～0.5:100；碱液为NaOH溶液或KOH溶液，且NaOH的体积浓度为0.2%～0.4%，KOH的体积浓度为0.26%～0.52%；
3）将装有单晶硅片的花篮浸入步骤2）制得的清洗液中进行清洗，清洗温度控制在60～70℃，清洗时间控制在150～200s；清洗完成后将花篮取出，再在水洗槽中用水浸泡150～200s。
本发明的优点和有益效果在于：本发明提供一种硅片清洗用添加剂及其应用，采用本发明的添加剂，可以在硅片清洗工序中完全摒弃双氧水的使用，在保证电池片效率和良率不降低的同时，极大降低生产成本，以及后续的废水处理成本。
本发明添加剂中的主要组成成分为氧化剂、助清洗剂、表面活性剂，其中：
二氯异氰尿酸钠、次氯酸钠为清洗提供氧化性，是添加剂中的关键组分，二氯异氰尿酸钠中的有效氯成分≥60%，可以有效氧化分解硅片表面的有机物，如油脂、胶印等，并有助于剥离硅片表面的有机脏污成分。
乙酸钠和硬脂酸钠为清洗提供碱性，降低水的硬度，控制泡沫的产生，起到助清洗的作用。
低泡耐碱渗透剂在碱性条件下具有极好的润湿性和渗透性，特别是其在加热、碱性环境下，可以有效剥离硅片表面的有机脏污层，促使脏污分离溶解。
具体实施方式
下面结合实施例，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。
本发明提供一种硅片清洗方法，具体步骤包括：
1）配制添加剂：将质量百分含量为3%～5%的二氯异氰尿酸钠、3%～5%的次氯酸钠、1%～2%的乙酸钠、2%～3%的硬脂酸钠、0.05%～0.1%的低泡耐碱渗透剂加入到余量的去离子水中，混合均匀配成添加剂；其中，二氯异氰尿酸钠中的有效氯成分≥60%；低泡耐碱渗透剂选自短链烷基磺酸盐表面活性剂；
2）配制清洗液：将步骤1）制得的添加剂加到碱液中，混合均匀配成清洗液；添加剂与碱液的体积比为0.2～0.5:100；碱液为NaOH溶液或KOH溶液，且NaOH的质量浓度为48%，KOH的质量浓度为45%；
3）将装有单晶硅片的花篮浸入步骤2）制得的清洗液中进行清洗，清洗温度控制在60～70℃，清洗时间控制在150～200s；清洗完成后将花篮取出，再在水洗槽中用水浸泡150～200s。
本发明的具体实施例如下：
实施例1
1）将质量百分含量为3%的二氯异氰尿酸钠、3%的次氯酸钠（有效氯成分≥60%）、1%的乙酸钠、2%的硬脂酸钠、0.05%的短链烷基磺酸盐表面活性剂加入到余量的去离子水中，混合均匀配成添加剂；
2）将0.2体积份添加剂加到100体积份浓度为0.2%的NaOH溶液中，混合均匀配成清洗液；
3）将装有单晶硅片的花篮浸入清洗液中进行清洗，清洗温度为70℃，清洗时间为180s；清洗完成后将花篮取出，再在水洗槽中用水浸泡180s。
对比例1
1）将4体积份双氧水加到100体积份浓度为0.2%的NaOH溶液中，混合均匀配成清洗液；
2）将装有单晶硅片的花篮浸入清洗液中进行清洗，清洗温度为70℃，清洗时间为180s；清洗完成后将花篮取出，再在水洗槽中用水浸泡180s。
将实施例1清洗后硅片与对比例1清洗后的硅片通过相同的后续工艺制备成电池片，并进行电池片性能测试；实施例1和对比例1的清洗成本，以及电池片的性能测试结果见下表。
通过电池片性能测试结果可知，在硅片清洗工序中采用本发明的添加剂后，单晶硅电池片的效率与传统碱加双氧水的清洗相比并没有下降。同时硅片清洗工序的清洗成本降低到了原有的20%的水平，在降低生产成本的同时，也降低了污水处理的成本，避免了对自然水体、土壤的污染。
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：3%～5%的二氯异氰尿酸钠、3%～5%的次氯酸钠、1%～2%的乙酸钠、2%～3%的硬脂酸钠、0.05%～0.1%的低泡耐碱渗透剂，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，所述二氯异氰尿酸钠中的有效氯成分≥60%。
3.根据权利要求1所述的硅片清洗用添加剂，其特征在于，所述低泡耐碱渗透剂选自短链烷基磺酸盐表面活性剂。
4.根据权利要求1所述的硅片清洗用添加剂，其特征在于，所述水为去离子水。
5.硅片清洗液，其特征在于，其不含有双氧水，其含有碱液和权利要求1至4中任一项所述的添加剂，添加剂与碱液的体积比为0.2～0.5:100。
6.根据权利要求5所述的硅片清洗液，其特征在于，所述碱液为NaOH溶液或KOH溶液。
7.根据权利要求6所述的硅片清洗液，其特征在于，所述NaOH溶液中NaOH的体积比为0.2%～0.4%；所述KOH溶液中KOH的体积比为0.26%～5.2%。
8.硅片清洗方法，其特征在于，利用权利要求5至7中任一项所述的清洗液对单晶硅片进清洗。
9.根据权利要求8所述的硅片清洗方法，其特征在于，清洗温度为60～70℃，清洗时间为150～200s。
10.根据权利要求8所述的硅片清洗方法，其特征在于，具体步骤包括：
1）配制添加剂：将质量百分含量为3%～5%的二氯异氰尿酸钠、3%～5%的次氯酸钠、1%～2%的乙酸钠、2%～3%的硬脂酸钠、0.05%～0.1%的低泡耐碱渗透剂加入到余量的水中，混合均匀配成添加剂；
2）配制清洗液：将步骤1）制得的添加剂加到碱液中，混合均匀配成清洗液；添加剂与碱液的体积比为0.2～0.5:100；碱液为NaOH溶液或KOH溶液，且NaOH的质量浓度为48%，KOH的质量浓度为45%；
3）将装有单晶硅片的花篮浸入步骤2）制得的清洗液中进行清洗，清洗温度控制在60～70℃，清洗时间控制在150～200s；清洗完成后将花篮取出，再在水洗槽中用水浸泡150～200s。
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