CN105039006A - 一种用于太阳能级硅片的清洗剂及其制备方法 - Google Patents

一种用于太阳能级硅片的清洗剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于太阳能级硅片的清洗剂及其制备方法。该清洗剂包括如下重量份的原料：无机碱2-5份，表面活性剂10-20份，腐蚀抑制剂1-5份，络合剂1-5份，助剂0.1-0.5份，水加至100份。该清洗剂制备方法包括以下步骤：先将水和表面活性剂混合，在转速300-500转/分搅拌下，多次少量的缓慢加入无机碱，继续搅拌10-20分钟，最后加入络合剂、腐蚀抑制剂和助剂，搅拌完全溶解，即得所述的清洗剂。本发明用于太阳能级硅片的清洗剂能够有效的去除硅片表面的金属离子、各种有机污染物，对硅片损伤小，清洗泡沫少，清洗效率高。

Description

一种用于太阳能级硅片的清洗剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及光伏技术领域，更具体涉及一种用于太阳能级硅片的清洗剂及其制备方法。
背景技术
随着晶硅太阳能电池的迅速发展和广泛应用，性能优良、稳定性好的高质量光伏器件越来越受到市场的青睐。硅片作为太阳能电池的核心部件，其表面洁净度、表面态等各项性能参数直接影响太阳能电池的发电效率。硅片经过多线切割后，表面存在有机物、无机物、颗粒、金属离子等各式各样的沾污，各种沾污在硅片表面的存在形式也不尽相同，因此，采用何种清洗剂清洗如此复杂的沾污至关重要。
目前市售的硅片清洗剂普遍存在以下几个问题：一是清洗过程中产生泡沫大，需要多道漂洗工序，浪费水资源，也为后续的污水处理增加了难度；二是清洗初期清洗剂的碱性过强，使硅片表面有过腐蚀现象发生，出现过腐蚀片；三是对金属离子的去除力弱，尤其是Cu、Fe、Ni，这些金属离子很容易从硅片表面扩散到内部形成深能级复合中心；上述问题都将导致硅片的洗净率和良品率降低，最终影响光电转化效率。因此，对于高效太阳电池而言，硅片的表面处理十分关键。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题就是如何有效去除太阳能硅片在加工中产生的有机物沾污、金属离子沾污及其它颗粒污染，并使清洗泡沫低，漂洗工序少，清洗效率高，而提供一种用于太阳能级硅片的清洗剂。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于太阳能级硅片的清洗剂，该清洗剂包括如下重量份的原料：无机碱2-5份，表面活性剂10-20份，腐蚀抑制剂1-5份，络合剂1-5份，助剂0.1-0.5份，水加至100份。
优选地，所述清洗剂包括如下重量份的原料：无机碱2.5-4份，表面活性剂12-18份，腐蚀抑制剂1-3份，络合剂1.5-3份，助剂0.2-0.4份，水加至100份。
优选地，所述的无机碱为KOH和NaOH的一种或二种。
优选地，所述的表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO7、AEO9)和烷基酚聚氧乙烯醚(OP-9、OP-10)的一种或二种。
优选地，所述的腐蚀抑制剂为二乙醇胺、三乙醇胺和乙二胺的一种或几种。上述腐蚀抑制剂均为胺类有机碱，其具有螯合金属离子的能力，可以降低清洗后硅片表面的金属离子沾污；还具有pH值缓冲能力，在清洗过程中够使清洗剂的pH值保持在稳定的范围内，防止无机碱对硅片的过腐蚀，造成白斑等不良品；并可以有效的抑制表面活性剂产生的泡沫，能够减少漂洗工序，降低清洗水的用量，减轻污水处理的负担。
优选地，所述的络合剂是乙二胺四乙酸二钠和二乙烯三胺五乙酸的一种或二种。
优选地，所述的助剂是乙醇、异丙醇和丙二醇的一种或几种。
优选地，所述的水为纯水，其电阻率为18MΩ·CM。采用纯水可避免水中的钙、镁、铝等金属离子对硅片的污染，提高清洗剂的使用效率。
优选地，所述清洗剂包括如下重量份的原料：KOH2.5-3份，烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)12-15份，脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)5-8份，乙二胺1-2份，三乙醇胺2-3份，二乙烯三胺五乙酸1.5-2份，乙二胺四乙酸二钠1-2份，异丙醇0.2-0.3份，水加至100份。
本发明所用原料均为市售购得。
本发明还提供了所述的用于太阳能级硅片的清洗剂的制备方法，该方法包括以下步骤：先将水和表面活性剂混合，在转速300-500转/分搅拌下，缓慢加入无机碱，继续搅拌10-20分钟，最后加入络合剂、腐蚀抑制剂和助剂，搅拌完全溶解，即得所述的清洗剂。采用上述制备方法可有效避免在制备过程中表面活性剂失去活性、助剂挥发、清洗剂局部产生大量热量等不良反应发生。
(三)有益效果
本发明清洗剂应用于太阳能级硅片的高效清洗，不仅可以有效去除有机、无机污染，而且可以去除硅表层的金属离子，确保后道制备的电池片的电性能、可靠性和成品率；本发明的清洗剂配方简单，清洗效果好，泡沫低，对硅片无损伤。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
实施例1
清洗剂包括如下重量份的原料：
上述清洗剂的制备方法如下：先将纯水和表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚和烷基酚聚氧乙烯醚混合，在转速400转/分搅拌下，多次少量的缓慢加入KOH，继续搅拌20分钟，最后加入络合剂二乙烯三胺五乙酸；腐蚀抑制剂三乙醇胺、乙二胺以及助剂异丙醇，搅拌完全溶解，即得清洗剂。
实施例2
上述清洗剂的制备方法如下：先将纯水和表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚和烷基酚聚氧乙烯醚混合，在转速500转/分搅拌下，多次少量的缓慢加入KOH，继续搅拌10分钟，最后加入络合剂二乙烯三胺五乙酸和乙二胺四乙酸二钠；腐蚀抑制剂三乙醇胺以及助剂乙醇和丙二醇，搅拌完全溶解，即得清洗剂。
实施例3
本实施例中具体配方如下：
实施例4
本实施例中具体配方如下：
实施例5
本实施例中具体配方如下：
本发明太阳能级硅片高效清洗剂是一种水基清洗剂，清洗时取上述配制好的清洗剂，与纯水按质量比1∶50稀释即可使用。本发明太阳能级硅片高效清洗剂使用时操作简单，易于保存。做清洗试验，清洗的硅片无白斑、水迹，不破坏硅片的性能，洗净率大于99.4％。
用本发明及市售的两种清洗剂清洗硅片，其清洗效果如表1：
表1：硅片清洗效果
表中市售清洗剂为常用硅片清洗剂，它们普遍存在以下几个问题：一是清洗过程中产生泡沫大，需要多道漂洗工序，浪费水资源，也为后续的污水处理增加了难度；二是清洗初期清洗剂的碱性过强，使硅片表面有过腐蚀现象发生，易出现过腐蚀片；三是对金属离子的去除力弱，尤其是去除Cu、Fe、Ni离子弱。由表中可以看出，本发明清洗剂综合效果明显优于现有清洗剂。
以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种用于太阳能级硅片的清洗剂，其特征在于，该清洗剂包括如下重量份的原料：无机碱2-5份，表面活性剂10-20份，腐蚀抑制剂1-5份，络合剂1-5份，助剂0.1-0.5份，水加至100份。
2.根据权利要求1所述的太阳能级硅片清洗剂，其特征在于，所述清洗剂包括如下重量份的原料：无机碱2.5-4份，表面活性剂12-18份，腐蚀抑制剂1-3份，络合剂1.5-3份，助剂0.2-0.4份，水加至100份。
3.根据权利要求1或2所述的用于太阳能级硅片的清洗剂，其特征在于，所述的无机碱为KOH和NaOH的一种或二种。
4.根据权利要求1或2所述的用于太阳能级硅片的清洗剂，其特征在于，所述的表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚和烷基酚聚氧乙烯醚的一种或二种。
5.根据权利要求1或2所述的用于太阳能级硅片的清洗剂，其特征在于，所述的腐蚀抑制剂为二乙醇胺、三乙醇胺和乙二胺的一种或几种。
6.根据权利要求1或2所述的用于太阳能级硅片的清洗剂，其特征在于，所述的络合剂是乙二胺四乙酸二钠和二乙烯三胺五乙酸的一种或二种。
7.根据权利要求1或2所述的用于太阳能级硅片的清洗剂，其特征在于，所述的助剂是乙醇、异丙醇和丙二醇的一种或几种。
8.根据权利要求1-7任一项所述的用于太阳能级硅片的清洗剂，其特征在于，所述的水为纯水。
9.根据权利要求1-8任一项所述的用于太阳能级硅片的清洗剂，其特征在于，所述清洗剂包括如下重量份的原料：KOH2.5-3份，烷基酚聚氧乙烯醚12-15份，脂肪醇聚氧乙烯醚5-8份，乙二胺1-2份，三乙醇胺2-3份，二乙烯三胺五乙酸1.5-2份，乙二胺四乙酸二钠1-2份，异丙醇0.2-0.3份，水加至100份。
10.权利要求1至9任一项所述的用于太阳能级硅片的清洗剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：先将水和表面活性剂混合，在转速300-500转/分搅拌下，缓慢加入无机碱，继续搅拌10-20分钟，最后加入络合剂、腐蚀抑制剂和助剂，搅拌完全溶解，即得所述的清洗剂。
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