一種太陽能硅片的清洗液及其使用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種太陽能硅片的清洗液及其使用方法，本發(fā)明所述清洗液由以下質(zhì)量百分比計的組分混合組成：檸檬酸20-30%，氫氟酸0.1-1%，雙氧水5%-20%，pH調(diào)節(jié)劑1%-2%，表面活性劑10-25%，分散劑2-5%，其余為純水。本發(fā)明具有提高清洗效率，清洗效果佳等優(yōu)點，運用該清洗液清洗方便，易于操作控制，且同時能有效的減少環(huán)境污染。同時，通過使用本發(fā)明的清洗液，能極大的降低制絨花片率。
【專利說明】一種太陽能硅片的清洗液及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能電池生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種太陽能硅片的清洗液及其使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著常規(guī)能源的日益枯竭，清潔方便的太陽能越來越受到人們的關(guān)注。在太陽能電池制造工藝中，硅片作為太陽能電池的核心部件，其各項性能參數(shù)直接影響太陽能電池的發(fā)電效率。
[0003]一般來說，用于制備太陽能電池的硅片是由硅棒切割而成。目前工業(yè)中通常使用線切割技術(shù)，高速運動的金屬切割線在輔助液、粘合劑的輔助下將硅棒切割成厚度為200微米左右的硅片。通常情況下，硅片表面會存在各種污染物，這些污染物一般來源于切割線與硅片磨損產(chǎn)生的金屬顆粒、硅顆粒，切割過程中使用的輔助劑、粘合劑殘留，以及搬運過程中的各種污染物沉淀等。在硅片儲存、運輸?shù)倪^程中，由于污染物殘留在硅片表面的時間過長，污染物發(fā)生氧化，氧化污染物強(qiáng)力吸附在硅片表面，通過目前的清洗方式無法清洗干凈。這些污染物的存在將會影響后期的加工工藝，使制絨時硅片表面殘留的化合物、金屬污染物與酸堿殘留過多，使硅片表面出現(xiàn)白斑，產(chǎn)生色差現(xiàn)象，降低太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率，影響成品率及產(chǎn)品質(zhì)量。因此，硅片清洗工藝在太陽能電池制備工藝中至關(guān)重要。
[0004]現(xiàn)有清洗硅片通常使用化學(xué)腐蝕的方法，即通常采用強(qiáng)堿(例如K0H、Na0H等)溶液或者HNO3和HF的混合腐蝕硅片達(dá)到去除硅片沉淀雜質(zhì)的目的。然而，強(qiáng)堿溶液容易造成拋光的效果不佳，且即便是稀釋液，反應(yīng)速率仍較快，腐蝕深度難以控制。另如果采用順03和HF的混合腐蝕硅片的方法清洗污染物，順03和HF的混合液會產(chǎn)生有毒的氮氧化物氣體，加重太陽能電池片生產(chǎn)中的污染且對設(shè)備的密封性提出較高要求，提高了生產(chǎn)成本，且該清洗液的腐蝕存在一個反應(yīng)激活和自催化的過程，反應(yīng)速度先慢后快，不易控制。
[0005]CN 102477358 A的發(fā)明公開了一種硅片清洗劑，含有表面活性劑、助溶劑、金屬絡(luò)合物、懸浮劑、硅片腐蝕劑和水，所述的表面活性劑含有水溶性含氟非離子表面活性劑和醇醚類表面活性劑，所述水溶性含氟非離子表面活性劑和醇醚類表面活性劑的重量比為I: 10至1: 40。所述硅片腐蝕劑選自以下的一種或多種:氫氧化鈉、氫氧化鉀和碳酸鈉。該硅片清洗劑為堿性清洗劑，存在反應(yīng)速率仍較快，腐蝕深度難以控制的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種太陽能硅片的清洗液，具有提高清洗效率，清洗效果佳等優(yōu)點，運用該清洗液清洗方便，易于操作控制，且同時能有效的減少環(huán)境污染。同時，通過使用本發(fā)明的清洗液，能極大的降低制絨花片率。
[0007]本發(fā)明還提供了上述太陽能硅片的清洗液的使用方法，操作簡便。
[0008]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
一種太陽能硅片的清洗液，所述清洗液由以下質(zhì)量百分比計的組分混合組成:檸檬酸20-30%，氫氟酸0.1-1%，雙氧水5%-20%，pH調(diào)節(jié)劑1%_2%，表面活性劑10_25%，分散劑2-5%，其余為純水。
[0009]作為優(yōu)選，所述表面活性劑為油酸三乙醇胺或異構(gòu)醇聚氧乙烯醚。表面活性劑組合使用后效果反而會下降。
[0010]作為優(yōu)選，所述分散劑選自偏磷酸鈉、焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉中的一種或幾種。
[0011 ] 作為優(yōu)選，所述pH調(diào)節(jié)劑選自乳酸、醋酸、檸檬酸鉀中的一種或幾種。
[0012]本發(fā)明采用酸性清洗劑，主要成分為檸檬酸，檸檬酸相對于硝酸而言無污染，對設(shè)備的腐蝕性較低，且通過檸檬酸與氫氟酸的配合，能夠有效的清除硅片表面的氧化物，能極大的降低制絨花片率。[0013]加入表面活性劑來清除硅片表面顆粒與硅片的吸附力來達(dá)到清洗硅片的目的。在本發(fā)明的清洗液中添加分散劑來去除切片過程中殘留的油質(zhì)。通過使用雙氧水來控制清洗液對硅片的腐蝕。同時通過使用用PH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值，使其控制pH在2-5之間，一是為了穩(wěn)定雙氧水，避免雙氧水在反應(yīng)中的大量分解，導(dǎo)致雙氧水濃度下降，解決了在清洗中得不斷添加雙氧水的問題；二是為了控制反應(yīng)速度，保證硅片在鍍氮化硅減反射膜后的表面狀況良好。
[0014]一種太陽能硅片的清洗液的使用方法，包括如下步驟:
(1)將由硅棒切割成的硅片放入純水中進(jìn)行超聲波清洗5-10分鐘；
(2)將步驟(1)超聲清洗后的硅片，放入清洗液中超聲清洗10-30分鐘；
(3)將步驟(2)超聲清洗后的硅片用純水清洗干凈。
[0015]上述方法操作簡單，易于控制，清洗效果好。
[0016]作為優(yōu)選，步驟(2)清洗液清洗時的溫度控制在20_40°C。這一溫度下清洗液發(fā)揮的清洗效果最佳。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:
1、具有提高清洗效率，清洗效果佳等優(yōu)點。
[0018]2、運用本發(fā)明的清洗液清洗方便，易于操作控制，且同時能有效的減少環(huán)境污染。
[0019]3、通過使用本發(fā)明的清洗液，能極大的降低制絨花片率。
【具體實施方式】
[0020]下面通過具體實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的具體說明。
[0021 ] 本發(fā)明中，若非特指，所采用的原料和設(shè)備等均可從市場購得或是本領(lǐng)域常用的。下述實施例中的方法，如無特別說明，均為本領(lǐng)域的常規(guī)方法。
[0022]實施例1:
配方:
清洗液由以下質(zhì)量百分比計的組分混合組成:檸檬酸20%，氫氟酸0.5%，雙氧水5% (市售，工業(yè)雙氧水，質(zhì)量濃度30%)，醋酸1%，油酸三乙醇胺20% (市售)，偏磷酸鈉5%，其余為純水。
[0023]使用方法:
(1)將由硅棒切割成的硅片放入純水中進(jìn)行超聲波清洗5分鐘；
(2)將步驟(1)超聲清洗后的硅片，放入清洗液中超聲清洗15分鐘，清洗溫度為30°C；(3)將步驟(2)超聲清洗后的硅片最后用純水超聲溢流清洗二道以上，每道5分鐘時間即可。
[0024]實施例2:
配方:
清洗液由以下質(zhì)量百分比計的組分混合組成:檸檬酸30%，氫氟酸0.1%，雙氧水10%(市售，工業(yè)雙氧水，質(zhì)量濃度30%)，乳酸0.5%，醋酸0.5%，異構(gòu)醇聚氧乙烯醚10% (市售)，焦磷酸鈉1%，偏磷酸鈉1%，其余為純水。
[0025]使用方法:
(1)將由硅棒切割成的硅片放入純水中進(jìn)行超聲波清洗10分鐘；
(2)將步驟(1)超聲清洗后的硅片，放入清洗液中超聲清洗10分鐘，清洗溫度為40°C；
(3)將步驟(2)超聲清洗后的硅片最后用純水超聲溢流清洗二道以上，每道5分鐘時間即可。
[0026]實施例3:
配方:
清洗液由以下質(zhì)量百分比計的組分混合組成:檸檬酸21%，氫氟酸1%，雙氧水20% (市售，工業(yè)雙氧水，質(zhì)量濃度30%)，檸檬酸鉀2%，油酸三乙醇胺25% (市售)，偏磷酸鈉3%，其余為純水。
[0027]使用方法:
(1)將由硅棒切割成的硅片放入純水中進(jìn)行超聲波清洗5分鐘；
(2)將步驟(1)超聲清洗后的硅片，放入清洗液中超聲清洗30分鐘，清洗溫度為20°C；
(3)將步驟(2)超聲清洗后的硅片最后用純水超聲溢流清洗二道以上，每道5分鐘時間即可。
[0028]對比例I
本例與實施例1不同之處在于，清洗液配方中不添加油酸三乙醇胺。
[0029]對比例2
本例與實施例1不同之處在于，清洗液配方中不添加偏磷酸鈉。
[0030]對比例3
本例與實施例1不同之處在于，清洗液配方中油酸三乙醇胺的使用比例為30%。
[0031]對比例4
本例與實施例1不同之處在于，清洗液配方:
清洗液由以下質(zhì)量百分比計的組分混合組成:硝酸30%，氫氟酸1%，雙氧水20% (市售，工業(yè)雙氧水，質(zhì)量濃度30%)，其余為純水。
[0032]對比例5
不使用清洗液清洗，僅僅通過多次純水中超聲清洗硅片。
[0033]上述方法清洗硅片各I萬張后，其清洗效果如下表:
組別 I制絨花片率I電磁片平均效率
實施例1 0.21%_18.29%_

承施例 2 0723%18.27%

承施例 3 022%18.28%

訝比例1|0.34%118.25%
【權(quán)利要求】
1.一種太陽能硅片的清洗液，其特征在于:所述清洗液由以下質(zhì)量百分比計的組分混合組成:檸檬酸20-30%，氫氟酸0.1-1%，雙氧水5%-20%，pH調(diào)節(jié)劑1%_2%，表面活性劑10-25%，分散劑2-5%，其余為純水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能硅片的清洗液，其特征在于:所述表面活性劑為油酸三乙醇胺或異構(gòu)醇聚氧乙烯醚。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種太陽能硅片的清洗液，其特征在于:所述分散劑選自偏磷酸鈉、焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種太陽能硅片的清洗液，其特征在于:所述pH調(diào)節(jié)劑選自乳酸、醋酸、檸檬酸鉀中的一種或幾種。
5.如權(quán)利要求1所述的太陽能硅片的清洗液的使用方法，其特征在于:包括如下步驟: (1)將由硅棒切割成的硅片放入純水中進(jìn)行超聲波清洗5-10分鐘； (2)將步驟(1)超聲清洗后的硅片，放入清洗液中超聲清洗10-30分鐘； (3)將步驟(2)超聲清洗后的硅片用純水清洗干凈。
6.根據(jù)權(quán)利要求5 所述的使用方法，其特征在于:步驟(2)清洗液清洗時的溫度控制在20-40。。。
【文檔編號】H01L21/02GK103589538SQ201310384324
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月30日
【發(fā)明者】胡江平 申請人:橫店集團(tuán)東磁股份有限公司