CN102418102A - 用于薄膜太阳电池不锈钢衬底的表面清洗剂及清洗方法 - Google Patents

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Abstract

本发明所公开了一种用于薄膜太阳能电池不锈钢衬底的表面清洗剂及清洗方法，清洗剂由阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠、助表面活性剂乙醇和异丙醇、除油剂三乙醇胺、乳化剂OP-10、丙酮、碳酸钠和去离子水配制而成。清洗方法采用高压喷淋和超声波震荡清洗。本发明的优点是：由于不锈钢带在加工成型过程中以及其长期暴露在空气中其表面都会被污染颗粒黏附，从而会形成难以去除的污垢。采用本发明的阴离子表面活性剂，降低了不锈钢带的表面张力，使污染物容易从表面清除掉；采用不含金属离子的络合剂，对金属离子有极强的络合作用，提高了去污效果；同时清洗剂配制工艺简单，成本低，无毒，不易燃，可重复使用数次，安全环保等特点。

Description

用于薄膜太阳电池不锈钢衬底的表面清洗剂及清洗方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池的制备工艺，具体是指一种用于薄膜太阳能电池不锈钢衬底的表面清洗剂及清洗方法。
背景技术
近年来能源和环境维护问题越来越受到人们高度重视与关注，从而推进了太阳能电池发展，并且太阳能电池将成为未来重要替代能源。柔性衬底薄膜太阳能电池作为太阳电池的第三代产品，由于其具有重量轻、可折叠、不易破碎、并具有较高的质量比、功率等特点，因此许多公司、科研单位竞相开始研究与开发。以前，柔性薄膜太阳能电池主要以高分子聚合物聚酰亚胺为衬底，但是聚合物衬底的低熔点及易老化等问题限制了电池的使用。进而开发了用不锈钢带作为太阳能电池的衬底，同时也实现了太阳能薄膜材料卷对卷自动化制造工艺，便于大面积连续生产，降低生产成本的潜力很大，具有很强的竞争力。
众所周知，不论是不锈钢带还是板材，在铸造、锻造、热轧、冷轧及热处理等加工后，其表面都会留下顽固油渍及油污，如处理不当将直接影响产品的后续工艺及产品的质量。作为薄膜太阳能电池衬底的不锈钢带的表面清洁处理尤为重要，将直接关系到太阳能电池的转换效率、开放电压、短路电流。
目前市场上主要有以下两种方法清洗不锈钢带表面：一种是采用洗洁精洗涤，然后清水冲洗，这种清洗方法显然不符合半导体工艺要求；另一种采用强氧化性的过硫酸盐、过氧化物、高锰酸钾、重络酸钾、或强酸性的硫酸、盐酸、氢氟酸、硫酸与氢氟酸的混合液、或强碱性的氢氧化钠等溶液作为清洗不锈钢带表面，这种方法不仅对环境造成一定程度的污染，而且使不锈钢带表面原有的氧化膜不连续、不完整、黑白斑等缺陷，从而导致不锈钢带表面在进行磁控溅射时，得到的膜层的附着力低下，直接影响镀膜组件的致密度及使用效果。
发明内容
基于上述已有清洗方法存在的缺陷，本发明的目的是要提出一种用于薄膜太阳能电池不锈钢衬底的表面清洗剂及清洗方法。
表面清洗剂的配制：
按原料重量百分比配制：十二烷基硫酸钠1.5～4.5wt％、乙醇10～50wt％、异丙醇2.0～4.0wt％、三乙醇胺0.5～8.0wt％、OP-100.1～2wt％、丙酮1.0～5.0wt％、碳酸钠0.5～3.0wt％、其余为去离子水。
按上述原料重量百分比称取，将其投入烧杯内，烧杯放在带有数显恒温水浴搅拌装置中，水浴温度为40～80℃、搅拌速度为400～1000转/分钟，搅拌时间为10～30分钟，得到本发明的表面清洗剂。
清洗方法：
将上述配制好的表面清洗剂注入高压喷淋装置内，高压喷淋不锈钢带表面，时间为2～5分钟，且使被喷淋的不锈钢带在空气中静止放置8～12分钟，随后将其放入超声清冼装置的去离子水中，采用频率为20～40KHz超声波震荡10～40分钟后取出被清洗不锈钢带，即完成整个清洗工艺过程，最后将清冼后的不锈钢带在40～80℃真空烘箱中干燥20～30分钟，即得到光亮不锈钢带。
本发明所述阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠，具有良好的乳化、渗透、去污、发泡和分散性能，清洗速度快和效果明显；采用所述的挥发性大的乙醇、异丙醇作为助表面活性剂，有利于表面活性剂的溶剂达到良好的助洗效果，清洗后不锈钢带表面不会留下水印迹；所述除油剂三乙醇胺具有好的润湿、乳化、渗透、分散能力，使油污在金属表面的附着力减弱、脱离而进入洗液，从而达到去除油污、洁净表面的目的；所述丙酮作为助剂，可以减少条纹；所述乳化剂为OP-10，具有良好的润湿乳化作用；所述碳酸钠是清洗剂常见的碱性盐，其是表面活性剂非常好的表面载体。以上所给出的组分和各组分的重量百分比是最佳的，它们具有优良的性能互补增效功能。
本发明的最大优点：
摒弃了强氧化剂、强酸或强碱等方法来除不锈钢带表面油垢等杂质，本发明所述的清洗剂，能够实现弱碱性条件下除去不锈钢带表面顽固油渍、油污及粉尘等，清洗效果好。在超声波振荡条件下，可彻底去除油污、抛光蜡，不锈钢带表面清洁度达到真空磁控溅射镀膜的要求。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明：
实施例1
表面清洗剂的配制：
将十二烷基硫酸钠0.5wt％、乙醇10wt％、异丙醇2.0wt％、三乙醇胺0.5wt％、OP-100.1wt％、丙酮1.0wt％和碳酸钠0.5wt％放入带有数显恒温水浴搅拌装置的烧杯里，其余为去离子水，搅拌速度为600转/分钟，水浴温度为60℃，持续搅拌10分钟即可得到本实施例的清洗剂。
清洗方法：
将清洗剂注入高压喷淋装置内，高压喷淋不锈钢带表面，时间为5分钟，然后将不锈钢带在空气中静止放置10分钟；随后将其放入超声清冼装置的去离子水中，采用30KHz超声波震荡清冼30分钟后取出；最后将清冼后的不锈钢带在40℃真空烘箱干燥30分钟，即得到光亮不锈钢带。
实施例2
表面清洗剂的配制：
将十二烷基硫酸钠1.0wt％、乙醇20wt％、异丙醇2.5wt％、三乙醇胺1.0wt％、OP-100.5wt％、丙酮2.0wt％和碳酸钠1.0wt％放入带有数显恒温水浴搅拌装置的烧杯里，其余为去离子水，搅拌速度为400转/分钟，水浴温度为80℃，持续搅拌20分钟即可得到本实施例的表面清洗剂。
清洗方法：
将表面清洗剂注入高压喷淋装置内，高压喷淋不锈钢带表面，时间为5分钟，然后将不锈钢带在空气中静止放置8分钟；随后将其放入超声清冼装置的去离子水中，采用20KHz超声波震荡清冼40分钟后取出；最后将清冼后的不锈钢带在50℃真空烘箱干燥30分钟，即得到光亮不锈钢带。
实施例3
清洗剂的配制：
将十二烷基硫酸钠2.0wt％、乙醇30wt％、异丙醇2.5wt％、三乙醇胺2.0wt％、OP-101.5wt％、丙酮3.0wt％和碳酸钠2.0wt％放入带有数显恒温水浴搅拌装置的烧杯里，其余为去离子水，搅拌速度为800转/分钟，水浴温度为60℃，持续搅拌15分钟即可得到本实施例的清洗剂。
清洗方法：
将清洗剂注入高压喷淋装置内，高压喷淋不锈钢带表面，时间为4分钟，然后将不锈钢带在空气中静止放置8分钟；随后将其放入超声清冼装置的去离子水中，采用30KHz超声波震荡清冼35分钟后取出；最后将清冼后的不锈钢带在60℃真空烘箱干燥30分钟，即得到光亮不锈钢带。
实施例4
清洗剂的配制：
将十二烷基硫酸钠3.0wt％、乙醇40wt％、异丙醇3.5wt％、三乙醇胺3.0wt％、OP-101.5wt％、丙酮4.0wt％和碳酸钠2.5wt％放入带有数显恒温水浴搅拌装置的烧杯里，其余为去离子水，搅拌速度为1000转/分钟，水浴温度为40℃，持续搅拌10分钟即可得到本实施例的清洗剂。
清洗方法：
将清洗剂注入高压喷淋装置内，高压喷淋不锈钢带表面，时间为3分钟，然后将不锈钢带在空气中静止放置9分钟；随后将其放入超声清冼装置的去离子水中，采用40KHz超声波震荡清冼30分钟后取出；最后将清冼后的不锈钢带在60℃真空烘箱干燥30分钟，即得到光亮不锈钢带。
实施例5
清洗剂的配制：
将十二烷基硫酸钠3.5wt％、乙醇40wt％、异丙醇4.0wt％、三乙醇胺5.0wt％、OP-101.5wt％、丙酮5.0wt％和碳酸钠3.0wt％放入带有数显恒温水浴搅拌装置的烧杯里，其余为去离子水，搅拌速度为600转/分钟，水浴温度为60℃，持续搅拌30分钟即可得到本实施例的清洗剂。
清洗方法：
将清洗剂注入高压喷淋装置内，高压喷淋不锈钢带表面，时间为3分钟，然后将不锈钢带在空气中静止放置10分钟；随后将其放入超声清冼装置的去离子水中，采用40KHz超声波震荡清冼25分钟后取出；最后将清冼后的不锈钢带在70℃真空烘箱干燥25分钟，即得到光亮不锈钢带。
实施例6
清洗剂的配制：
将十二烷基硫酸钠4.0wt％、乙醇50wt％、异丙醇4.0wt％、三乙醇胺6.0wt％、OP-102.0wt％、丙酮5.0wt％和碳酸钠3.0wt％放入带有数显恒温水浴搅拌装置的烧杯里，其余为去离子水，搅拌速度为1000转/分钟，水浴温度为60℃，持续搅拌10分钟即可得到本实施例的清洗剂。
清洗方法：
将清洗剂注入高压喷淋装置内，高压喷淋不锈钢带表面，时间为2分钟，然后将不锈钢带在空气中静止放置11分钟；随后将其放入超声清冼装置的去离子水中，采用40KHz超声波震荡清冼20分钟后取出；最后将清冼后的不锈钢带在80℃真空烘箱干燥25分钟，即得到光亮不锈钢带。
实施例7
清洗剂的配制：
将十二烷基硫酸钠4.0wt％、乙醇50wt％、异丙醇3.0wt％、三乙醇胺6.0wt％、OP-101.5wt％、丙酮5.0wt％和碳酸钠2.0wt％放入带有数显恒温水浴搅拌装置的烧杯里，其余为去离子水，搅拌速度为600转/分钟，水浴温度为40℃，持续搅拌30分钟即可得到本实施例的清洗剂。
清洗方法：
将清洗剂注入高压喷淋装置内，高压喷淋不锈钢带表面，时间为2分钟，然后将不锈钢带在空气中静止放置12分钟；随后将其放入超声清冼装置的去离子水中，采用40KHz超声波震荡清冼15分钟后取出；最后将清冼后的不锈钢带在80℃真空烘箱干燥20分钟，即得到光亮不锈钢带。

Claims (2)

1.一种用于薄膜太阳能电池不锈钢衬底的表面清洗剂，其特征在于配制步骤如下：
按原料重量百分比配制：十二烷基硫酸钠1.5～4.5wt％、乙醇10～50wt％、异丙醇2.0～4.0wt％、三乙醇胺0.5～8.0wt％、OP-10 0.1～2wt％、丙酮1.0～5.0wt％、碳酸钠0.5～3.0wt％、其余为去离子水；
按上述原料重量百分比称取，将其投入烧杯内，烧杯放在带有数显恒温水浴搅拌装置中，水浴温度为40～80℃、搅拌速度为400～1000转/分钟，搅拌时间为10～30分钟，得到本发明的表面清洗剂。
2.利用权利要求1的一种用于薄膜太阳能电池不锈钢衬底的表面清洗剂的清洗方法，其特征在于步骤如下：
将上述配制好的表面清洗剂注入高压喷淋装置内，高压喷淋不锈钢带表面，时间为2～5分钟，且使被喷淋的不锈钢带在空气中静止放置8～12分钟，随后将其放入超声清冼装置的去离子水中，采用频率为20～40KHz超声波震荡10～40分钟后取出被清洗不锈钢带，最后将清冼后的不锈钢带在40～80℃真空烘箱中干燥20～30分钟，即得到光亮不锈钢带。
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