專利名稱：一種太陽能硅片清洗劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子工業(yè)用表面清洗技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可用于光伏太陽能硅片 表明清洗的清洗劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
工業(yè)生產(chǎn)過程中，硅切片，線切割硅片(太陽能電池方片)和研磨片(也適應(yīng)其他 晶體片)表面的顆粒、金屬沾污、有機(jī)物沾污、自然氧化膜、微粗糙度等會嚴(yán)重影響器件的 品質(zhì)和成品率，目前硅片清洗液主要存在的問題是清洗后的硅片表面發(fā)黑、發(fā)藍(lán)、有花斑、 過氧化、色澤不一致等現(xiàn)象，產(chǎn)生這些現(xiàn)象主要是清洗液中的試劑配比、溫度控制、溶液濃 度不合適等因素導(dǎo)致的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于工業(yè)生產(chǎn)中太陽能硅片的水基專用清洗劑，適用于 硅片的表面清洗處理。清洗過程中，清洗液和硅片表面進(jìn)行復(fù)雜的物理和化學(xué)反應(yīng)(如螯 合、絡(luò)合、皂化等)，使硅表面的污物及重金屬雜質(zhì)去除干凈，能有效清除太陽能硅片表面殘 留的污染物，使硅片表面潔凈均一。本發(fā)明所提供的產(chǎn)品為水溶性清洗劑，溶液呈堿性，不 含硫、磷添加劑，單組份使用，不具有毒性、氧化性和燃性，具有良好的去污、清洗性能，并適 用于多種工藝的手動(dòng)、半自動(dòng)及全自動(dòng)超聲波清洗生產(chǎn)線。本發(fā)明所提供的清洗劑特征在于本清洗劑由可以同時(shí)起到清洗劑、PH值調(diào)制 劑、螯合劑、氧化還原劑、分散劑的單組分溶液組成，能夠起到降低溶液表面張力、去除金屬 離子的作用。本清洗劑主要由無機(jī)堿、洗滌助劑、表面活性劑、螯合劑、有機(jī)溶劑、添加劑和 水組成。其具體成分包括氫氧化鈉、碳酸鈉、硅酸鈉、乙二胺四乙酸二鈉、十二烷基苯磺酸 鈉、吐溫-80、0P-10、三乙醇胺、無水乙醇或正丁醇或異丙醇或其組合物。這些成分的重量 百分含量分別為0. 2 5%、1 5%、0. 5 4%、0. 1. 5%、0. 1 4%、0. 1 2%、 0. 5 4%、1 5%、2 5%，余量為去離子水。此太陽能硅片清洗劑中還可以加入重量百分含量為0. 4 2%的琥珀酸二辛酯磺 酸鈉和0. 2 1. 5%聚乙二醇。上述這種太陽能硅片清洗劑的制備方法，主要包括以下步驟(1)將氫氧化鈉溶于去離子水中，隨后將碳酸鈉及硅酸鈉溶于上述溶液中，攪拌均 勻制成堿性混合溶液；(2)將乙二胺四乙酸二鈉加入到上述混合溶液中，攪拌均勻，制成溶液A ；(3)將表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉、琥珀酸二辛酯磺酸鈉、聚乙二醇、吐溫-80、 0P-10溶于去離子水中，攪拌均勻，制成溶液B ；(4)將三乙醇胺溶于無水乙醇或正丁醇或異丙醇或其組合物中混合均勻，制成溶 液C ；(5)將溶液B溶于溶液C中混合均勻，再將混合溶液加入溶液A中，而后用去離子
3水定量到所需百分含量。上述各步驟均在常溫常壓下進(jìn)行。所有的配制過程須按順序進(jìn)行且邊加料邊攪拌。本發(fā)明具有的有益效果本發(fā)明清洗劑為淡黃色液體，PH值11 13，有害金屬 雜質(zhì)含量小于1PPM。本發(fā)明所提供的清洗劑優(yōu)點(diǎn)在于清洗劑自身對污垢有很強(qiáng)的反應(yīng)、 分散或溶解清除能力，可較徹底地除去污垢。清洗污垢的速度快，溶垢徹底。清洗所用藥 劑便宜易得，并立足于國產(chǎn)化；清洗成本低，不造成過多的資源消耗；清洗劑對環(huán)境無毒或 低毒，綠色環(huán)保，不易燃易爆，使用安全。本發(fā)明與傳統(tǒng)的硅片清洗劑相比單位成本相當(dāng)于 或略低于傳統(tǒng)清洗工藝，能在常溫條件下進(jìn)行洗滌操作，去油污和頑垢能力強(qiáng)，洗凈效果達(dá) 99%以上，返片率幾乎為0，僅為傳統(tǒng)清洗工藝的1/10 1/20，大大節(jié)省了成本，提高了企 業(yè)的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
具體實(shí)施例方式一.清洗液配制步驟1.將適量氫氧化鈉溶于去離子水中制成堿性溶液，而后將1 5%碳酸鈉及 0. 5 4%硅酸鈉混合后溶于上述溫水中，得到混合溶液。2.將0. 1 1. 5%的螯合劑乙二胺四乙酸二鈉加入到上述混合溶液中，攪拌均勻， 制成溶液A。3.將0. 1 4%的陰離子表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉，0.4 2%琥珀酸二辛酯 磺酸鈉，0 1. 5 %的非離子表面活性劑聚乙二醇，0. 1 2 %的非離子表面活性劑吐溫-80， 0. 5 4%的非離子表面活性劑0P-10溶于去離子水中，攪拌均勻，制成溶液B。4.將1 5%添加劑三乙醇胺，2 5%的有機(jī)溶劑無水乙醇或正丁醇或異丙醇混 合均勻，制成溶液C。5.將溶液B溶于溶液C中混合均勻，再將混合溶液加入溶液A中，而后用去離子水 定量到所需百分含量。6.上述各步驟均在常溫常壓下進(jìn)行，且所有的復(fù)配過程須邊加料邊攪拌，充分混 合均勻后即得到太陽能硅片專用清洗劑。配制過程的實(shí)施例見下表 二 .清洗方法1.常溫下將硅片在盛有循環(huán)去離子水的水槽中預(yù)清洗4 10分鐘，清洗兩遍。2.將本發(fā)明的清洗劑2 5%加入到5 20倍的去離子水中，攪拌均勻后將清洗 槽加溫至40 70°C后，但不要超過70°C，開啟超聲波清洗5 10分鐘。3.將硅片再放入盛有循環(huán)去離子水的水槽中常溫漂洗4 10分鐘，漂洗兩遍。4.將硅片快速風(fēng)干處理以備后用。三.清洗效果1.本發(fā)明所制備的清洗劑呈堿性(pH = 10-13)，具有在清洗過程中始終保持pH 值不變的功效，清洗率在99 %以上，清洗后的硅片表面干凈，色澤一致，無花斑。2.本發(fā)明所提供的清洗劑使用時(shí)不用搭配其它組分，可直接在常溫或較低溫度下 進(jìn)行超聲清洗，清洗條件溫和，不依賴于附加的強(qiáng)化條件，對溫度、壓力、機(jī)械能等不需要過 高的要求，企業(yè)能耗更低。3.本發(fā)明的清洗劑具有除垢快、緩蝕的作用，進(jìn)行清洗后，不需要沖洗和中和處 理，也不需要進(jìn)行專項(xiàng)鈍化處理，直接投入正常使用即可，使整個(gè)清洗過程變得非常簡單。
4.能同時(shí)去除硅片在加工或工藝流程中造成的表面淺劃痕(不減少硅片的厚 度)，但對清洗對象表面不會殘留不溶物，不產(chǎn)生新污染，不形成新的有害于后續(xù)工序的覆 蓋層，不影響產(chǎn)品的質(zhì)量。5.本發(fā)明清洗后的返片率極低，僅為傳統(tǒng)清洗工藝的1/10 1/20，工藝簡單，操 作方便，滿足環(huán)保要求。
權(quán)利要求
一種太陽能硅片清洗劑，其特征在于包含氫氧化鈉、碳酸鈉、硅酸鈉、乙二胺四乙酸二鈉、十二烷基苯磺酸鈉、吐溫 80、OP 10、三乙醇胺、無水乙醇或正丁醇或異丙醇或其組合物及去離子水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能硅片清洗劑，其特征在于所述的氫氧化鈉、碳酸鈉、 硅酸鈉、乙二胺四乙酸二鈉、十二烷基苯磺酸鈉、吐溫-80、0P-10、三乙醇胺、無水乙醇或正 丁醇或異丙醇或其組合物的重量百分含量分別為0. 2 5%、1 5%、0. 5 4%、0. 1. 5%、0. 1 4%、0. 1 2%、0. 5 4%、1 5%、2 5%，余量為去離子水。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽能硅片清洗劑，其特征在于還包括琥珀酸二辛酯 磺酸鈉和聚乙二醇，且兩種組分在清洗劑中的重量百分含量分別為0. 4 2%和0. 2 1. 5%。
4.如權(quán)利要求3所述的太陽能硅片清洗劑的制備方法，其特征包括以下步驟(1)將氫氧化鈉溶于去離子水中，隨后將碳酸鈉及硅酸鈉溶于上述溶液中，攪拌均勻制 成堿性混合溶液；(2)將乙二胺四乙酸二鈉加入到上述混合溶液中，攪拌均勻，制成溶液A；(3)將表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉、琥珀酸二辛酯磺酸鈉、聚乙二醇、吐溫-80、 0P-10溶于去離子水中，攪拌均勻，制成溶液B ；(4)將三乙醇胺溶于無水乙醇或正丁醇或異丙醇或其組合物中混合均勻，制成溶液C；(5)將溶液B溶于溶液C中混合均勻，再將混合溶液加入溶液A中，而后用去離子水定 量到所需百分含量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的硅片清洗劑的制備方法，其特征在于上述各步驟均在常溫常 壓下進(jìn)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的硅片清洗劑的制備方法，其特征還在于所有的配制過程須按 順序進(jìn)行且邊加料邊攪拌。
全文摘要
一種太陽能硅片清洗劑，屬于電子工業(yè)用清洗技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明所提供的清洗劑主要由氫氧化鈉、碳酸鈉、硅酸鈉、乙二胺四乙酸二鈉、十二烷基苯磺酸鈉、琥珀酸二辛酯磺酸鈉、聚乙二醇、吐溫-80、OP-10、三乙醇胺、無水乙醇或正丁醇或異丙醇或其組合物及去離子水組成。本發(fā)明清洗劑呈堿性，不含硫、磷添加劑，單組份使用，具有良好的去污、清洗性能，返片率低，使用周期長，對硅片無腐蝕性，使用過程中操作性要求不高，處理后的廢油和污水容易處理，適用于多種工藝的手動(dòng)、半自動(dòng)及全自動(dòng)超聲波清洗生產(chǎn)線。其洗凈效果可達(dá)99％以上，返片率幾乎為0，成本僅為傳統(tǒng)清洗工藝的1/10～1/20。
文檔編號C11D3/30GK101892132SQ20101023783
公開日2010年11月24日 申請日期2010年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月23日
發(fā)明者孫何, 梅燕, 聶祚仁 申請人:北京工業(yè)大學(xué)