CN105750275A - 一种硅料清洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种硅料清洗方法，包括预清洗、喷砂、清洁、超声清洗、漂洗以及烘干这六个步骤。本发明的一种硅料清洗方法解决了现有的化学清洗方法存在的清洗品质不稳定以及清洗成本高的缺点。1.本发明采用的先喷砂，然后使用纯水清洗；本行业中硅料一直使用酸洗，本发明克服了酸洗的技术偏见，清洗后的硅料完全清除了硅料表层的杂质和污物，满足制作太阳能级单晶硅对硅料洁净度的要求；2.清洗过程使用的是纯水，清洗后的废水无化学试剂，可直接排放，减少环境污染；3.硅料整块清洗，避免清洗前破碎所导致的硅料损耗及挑拣所需的人工成本，提高硅料利用率；4.操作流程简单，可管控性强，有效提高硅料清洗品质。

Description

一种硅料清洗方法

技术领域

本发明属于太阳能硅材料清洗技术领域，具体涉及一种硅料清洗方法。

背景技术

在太阳能级单晶硅制备过程中，通常采用多晶硅作为原料，而硅作为不可再生资源，其储存量有限，所以为提高其利用率及节约成本，目前将单晶硅棒在拉制、切断、切方过程中产生的提渣盖、头尾料、边皮料等硅料进行重复利用，但此部分硅料在加工、运输、储存的过程中表面会受到污染，其污染物主要有有机物、氧化层、金属离子等，为保证单晶硅棒的拉制品质，此部分硅料在使用前需将表面所积存的污染物清洗干净。

传统的硅料清洗方法都是将整块硅料破碎至一定尺寸，然后采用化学试剂与硅料表面反应从而去除硅料表面所粘附的脏污。例如专利号ZL2006100507257，公开号CN1947869B，公开日2007.04.18的发明专利公开了采用HF与HNO3的混合液进行清洗，其原理是将硅料表面腐蚀、剥离，从而达到去除污染物的目的，其缺点在于硅料清洗品质稳定性差，且在腐蚀的过程中会产生大量的黄色烟雾，对人体及环境危害较大，且废水、废气需经过专有设施处理后才可以排放；申请号2013104089984，公开号CN103464413A，公开日2013.12.25的发明专利申请公开了采用NaOH为腐蚀液，其原理是碱溶液与硅发生反应，剥离硅料表面从而达到去除污染物的目的，其缺点在于对硅料的损耗较大，且硅料表面残留的腐蚀液不易去除，易造成单晶拉制漏硅现象。专利号ZL2010106024139，公开号CN102010797A，公开日2010.12.23的发明专利公开了采用由三种(多种化学试剂配置而成)清洗剂配合使用的清洗方法，其原理是使硅料表面的脏污及金属离子形成络合物，脱离硅料表面而达到去除污染物的目的，其缺点在于流程繁琐，所用化学试剂种类较多，加工成本较高，且所清洗的硅料有一定的局限性，对表面有氧化层的硅料无法清洗干净。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硅料清洗方法，解决了现有的化学清洗方法存在的清洗品质不稳定以及清洗成本高的缺点。

本发明所采用的技术方案是：一种硅料清洗方法，首先对硅料进行喷砂处理，然后对喷砂处理后的硅料使用纯水清洗。

本发明的特点还在于，

该硅料清洗方法具体包括以下步骤：

步骤1)，预清洗，将硅料表面的非硅物质清除；

步骤2)，喷砂；

步骤3)，清洁，将步骤2)中的硅料表面残留的灰尘杂物擦洗干净；

步骤4)，超声清洗；

步骤5)，漂洗；

步骤6)，烘干，将步骤5)中经过纯水清洗后的硅料放入烘箱中进行烘干，即完成硅料清洗过程。

步骤2)具体为：将步骤1)的硅料表面进行喷砂。

步骤4)具体为：将步骤3)中擦洗过的硅料放置在注有纯水的超声机内进行超声清洗。

步骤5)具体为：将步骤4)中经过超声清洗的硅料放入旋转机内进行纯水清洗。

步骤2)中的喷砂介质为硅颗粒，硅颗粒的平均粒径为0.2mm-0.6mm。

步骤4)和5)中的纯水电阻率不小于12MΩ·cm。

步骤4)中的超声清洗时间为10min-15min，温度为40℃-70℃。

步骤5)中的清洗方式为旋转清洗，清洗时间为2min-10min，且正转翻转各1min-5min，各槽清洗温度为20℃-50℃。

步骤6)中烘干温度为175℃-185℃，烘干时间为15min-25min。

本发明的一种硅料清洗方法解决了现有的化学清洗方法存在的清洗品质不稳定以及清洗成本高的缺点。

本发明的一种硅料清洗方法具有以下优点：

1.本发明采用的先喷砂，然后使用纯水清洗；本行业中硅料一直使用酸洗，本发明克服了酸洗的技术偏见，清洗后的硅料完全清除了硅料表层的杂质和污物，满足制作太阳能级单晶硅对硅料洁净度的要求；

2.清洗过程使用的是纯水，清洗后的废水无化学试剂，可直接排放，减少环境污染；

3.硅料整块清洗，避免清洗前破碎所导致的硅料损耗及挑拣所需的人工成本，提高硅料利用率；

4.操作流程简单，可管控性强，有效提高硅料清洗品质。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

实施例1

本发明提供的一种硅料清洗方法，具体包括以下步骤：

步骤1)，将经切方后产生的边皮料整块收集，放入注有水的洗料盆内擦洗其各个面，擦洗干净后转移至盛料盒内晾干；

步骤2)，将晾干的边皮料放入喷砂工作箱内，以平均粒径为0.2mm-0.6mm的硅颗粒为介质进行喷砂处理，确保边皮料表面全部剥离后转移至干净的盛料盒内；

步骤3)，将经过喷砂处理的边皮料转移至注有纯水的洗料盆内，用干净的无尘布将边皮料的各个面擦洗干净；

步骤4)，将经过擦洗的边皮料再放置于注有纯水的超声机内进行超声清洗，超声清洗时间为10min，温度为70℃；

步骤5)，将超声清洗后的边皮料转移至旋转机槽内进行纯水清洗，清洗过程中保持边皮料静止，旋转机槽体底部叶轮带动纯水旋转冲洗边皮料表面，旋转机槽体个数为5个，单槽清洗时间为10min，正反转各5min，各槽清洗温度为20℃；

步骤6)，纯水清洗的结束后，再将边皮料转移至干净的烘干托盘中，送入烘箱进行烘干，烘干温度为175℃，烘干时间为25min，即完成对边皮料的清洗过程；随后烘干后的边皮料经过检验合格后，将其破碎至所需尺寸，包装入库。

实施例2

本发明提供的一种硅料清洗方法，具体包括以下步骤：

步骤1)，将经切方后产生的边皮料整块收集，放入注有水的洗料盆擦洗其各个面，擦洗干净后转移至盛料盒内晾干；

步骤2)，将晾干的边皮料放入喷砂工作箱内，以平均粒径为0.2mm-0.6mm的硅颗粒为介质进行喷砂处理，确保边皮料表面全部剥离后转移至干净的盛料盒内；

步骤3)，将经过喷砂处理的边皮料转移至注有纯水的洗料盆内，用干净的无尘布将边皮料的各个面擦洗干净；

步骤4)，将经过擦洗的边皮料在放置于注有纯水的超声机内进行超声清洗，超声清洗时间为12min，温度为55℃；

步骤5)，将超声清洗后的边皮料转移至旋转机槽内进行纯水清洗，清洗过程中保持边皮料静止，旋转机槽体底部叶轮带动纯水旋转冲洗边皮料表面，旋转机槽体个数为8个，单槽清洗时间为4min，正反转各2min，各槽清洗温度为35℃；

步骤6)，纯水清洗的时间到后，再将边皮料转移至干净的烘干托盘中，送入烘箱进行烘干，烘干温度为180℃，烘干时间为20min，即完成对边皮料的清洗过程；随后烘干后的边皮料经过检验合格后，将其破碎至所需尺寸，包装入库。

实施例3

本发明提供的一种硅料清洗方法，具体包括以下步骤：

步骤1)，将经切方后产生的边皮料整块收集，放入注有自来水的洗料盆内擦洗其各个面，擦洗干净后转移至盛料盒内晾干；

步骤2)，将晾干的边皮料放入喷砂工作箱内，以平均粒径为0.2mm-0.6mm的硅颗粒为介质进行喷砂处理，确保边皮料表面全部剥离后转移至干净的盛料盒内；

步骤3)，将经过喷砂处理的边皮料转移至注有纯水的洗料盆内，用干净的无尘布将边皮料的各个面擦洗干净；

步骤4)，将经过擦洗的边皮料在放置于注有纯水的超声机内进行超声清洗，超声清洗时间为15min，温度为40℃；

步骤5)，将超声清洗后的边皮料转移至旋转机槽内进行纯水清洗，清洗过程中保持边皮料静止，旋转机槽体底部叶轮带动纯水旋转冲洗边皮料表面，旋转机槽体个数为10个，单槽清洗时间为2min，正反转各1min，各槽清洗温度为50℃；

步骤6)，纯水清洗的时间到后，将边皮料转移至干净的烘干托盘中，送入烘箱进行烘干，烘干温度为185℃，烘干时间为15min，即完成对边皮料的清洗过程；随后烘干后的边皮料经过检验合格后，将其破碎至所需尺寸，包装入库。

本发明的一种硅料清洗方法完全清除了硅料表面的杂质及氧化层，无需返工，并且清洗后的硅料完全满足制作太阳能级单晶硅对硅料洁净度的要求，而且在清洗前无需进行碎料处理，而且在清洗过程中产生的废水无化学试剂可直接排放，并且本发明的清洗方法清洗后的硅料拉晶成品率高于其他清洗方法得到的硅料，本发明的一种硅料清洗方法与传统硅料清洗方法及得到硅料品质的具体对比数据如下表所示：

其中，每cm²内污点个数通过500倍放大镜进行检测。

Claims (10)

1.一种硅料清洗方法，其特征在于，首先对硅料进行喷砂处理，然后对喷砂处理后的硅料使用纯水清洗。

2.如权利要求1所述的硅料清洗方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤1)，预清洗，将硅料表面的非硅物质清除；

步骤2)，喷砂；

步骤3)，清洁，将步骤2)中的硅料表面残留的灰尘杂物擦洗干净；

步骤4)，超声清洗；

步骤5)，漂洗；

步骤6)，烘干，将步骤5)中经过纯水清洗后的硅料放入烘箱中进行烘干，即完成硅料清洗过程。

3.如权利要求2所述的硅料清洗方法，其特征在于，所述步骤2)具体为：将步骤1)的硅料表面进行喷砂。

4.如权利要求3所述的硅料清洗方法，其特征在于，所述步骤4)具体为：将步骤3)中擦洗过的硅料放置在注有纯水的超声机内进行超声清洗。

5.如权利要求4所述的硅料清洗方法，其特征在于，所述步骤5)具体为：将步骤4)中经过超声清洗的硅料放入旋转机内进行纯水清洗。

6.如权利要求3所述的硅料清洗方法，其特征在于，所述步骤2)中的喷砂介质为硅颗粒，硅颗粒的平均粒径为0.2mm-0.6mm。

7.如权利要求4或5所述的硅料清洗方法，其特征在于，步骤4)和5)中的纯水电阻率不小于12MΩ·cm。

8.如权利要求7所述的硅料清洗方法，其特征在于，所述步骤4)中的超声清洗时间为10min-15min，温度为40℃-70℃。

9.如权利要求8所述的硅料清洗方法，其特征在于，所述步骤5)中的清洗方式为旋转清洗，清洗时间为2min-10min，且正转反转各1min-5min，清洗温度为20℃-50℃。

10.如权利要求2所述的硅料清洗方法，其特征在于，所述步骤6)中烘干温度为175℃-185℃，烘干时间为15min-25min。