一种用于降低清洗酸槽中酸用量的添加剂以及应用

技术领域

本发明涉及硅片清洗领域，具体涉及到一种用于降低清洗酸槽中酸用量的添加剂以及应用。

背景技术

目前能源问题正日益成为制约世界各国社会经济发展的瓶颈，太阳能光伏发电作为一种清洁且取之不尽用之不竭的新能源，正在受到高度关注。其中，高效太阳能电池的研制和开发是近些年发展最快，最具活力的研究领域。

硅片作为制备太阳能电池的核心材料，硅片的表面状态及污染物去除程度直接影响到成品太阳能电池的良率和发电效率。硅片在切割加工之后，表面会布满一层高活性的悬挂键，极容易形成氧化层，同时容易吸附外界各类杂质，如有机污染物和金属离子污染物，金属离子的存在会导致后续氧化生成的栅极薄膜质量变差，最终导致组件漏电良率变差。因此需要对硅片进行有效清洗，去除污染物。对于金属离子去除目前主要使用的方法为使用含量较多的HF和HCl形成混合酸水溶液的方式进行，但是HCl沸点较低，在室温下易挥发，同时酸在后续处理成本较高。

因此开发一款可用于促进金属离子去除的同时降低酸用量的添加剂非常重要。

发明内容

为了解决上述现有技术中的不足之处，本发明提出一种用于降低清洗酸槽中酸用量的添加剂以及应用。

为了实现上述技术效果，本发明采用如下方案：

一种用于降低清洗酸槽中酸用量的添加剂，包括螯合剂、表面润湿剂、表面活性剂、助溶剂以及去离子水，按质量百分比包括以下配比：

优选的技术方案，所述螯合剂包括邻菲咯啉、8-羟基喹啉、水解聚马来酸酐、聚羟基丙烯酸、2,2'-联吡啶或聚丙烯酰胺中的一种或多种。

优选的技术方案，所述润湿剂包括聚氧乙烯脂肪醇醚、环氧乙烷加成物、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物或炔二醇乙氧基化合物中的一种或多种。

优选的技术方案，所述表面活性剂包括异构十三醇聚氧乙烯醚、聚甲基丙烯酸月桂酯、聚甲基丙烯酸、烷基糖苷或聚乙二醇中的一种或多种。

优选的技术方案，所述助溶剂包括乌拉坦、尿素或烟酰胺中的一种或多种。

一种用于降低清洗酸槽中酸用量的添加剂的应用，包括以下步骤：

S1、配制降酸添加剂：将质量比1～3％的螯合剂，0.05～0.1％的表面润湿剂，0.01～0.05％表面活性剂，1～2％的助溶剂与去离子水混合均匀，配制成降酸添加剂；

S2、配制酸槽清洗液：将步骤S1中制得的降酸添加剂按质量比0.5～1.5％加入到酸槽溶液中，混合均匀得到酸槽清洗液；所述酸槽溶液为质量浓度为2.5％～5％的HF水溶液；

S3、将制绒后的硅片经去离子水中清洗，再置入后双氧水槽中清洗，再置入去离子水中清洗后投入步骤S2中制得的清洗液中进行酸洗，25℃条件下清洗100～200s；酸洗后浸入去离子水中再清洗后浸渍于85℃的去离子水中慢慢提拉出来，然后置于干燥箱中烘干即得制绒好的硅片产品。

优选的技术方案，所述步骤S3中的清洗分批连续进行，以400片为一个批次，每批硅片完成清洗后需补HF和硅片清洗剂，如此循环补液完成批量生产。

与现有技术相比，有益效果为：

1、本发明中的螯合剂可以有效螯合金属离子，形成金属离子螯合物以后助溶剂以及表面活性剂的存在可以防止因某些物质与金属离子螯合疏水性增加导致溶解性变差，达到金属离子在表面的快速离开。同时本发明中的表面活性剂和表面润湿剂中的疏水部分可以与前端工艺过程中未清洗完全的有机物由于表面能相近形成氢键并进行包覆，通过乳化作用进一步分离表面污垢。在使表面残留金属离子以及残留有机物更快去除的同时增加HF与硅片之间的接触面积，增加HF的使用效率。

2、本发明的添加剂，可以有效降低生产线上酸槽中使用的酸耗量，其中HCl可以达到降幅100％，HF耗量降低30-60％。降低耗量的同时提升了金属离子的去除效果。

附图说明

图1为现有技术酸槽和降酸添加剂使用后HF和HCl单耗对比数据。

图2为现有技术工艺BL与含有降酸添加剂表面金属离子残留量对比。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

一种用于降低清洗酸槽中酸用量的添加剂，包括螯合剂、表面润湿剂、表面活性剂、助溶剂以及去离子水，按质量百分比包括以下配比：

优选的技术方案，所述螯合剂包括邻菲咯啉、8-羟基喹啉、水解聚马来酸酐、聚羟基丙烯酸、2,2'-联吡啶或聚丙烯酰胺中的一种或多种。

优选的技术方案，所述润湿剂包括聚氧乙烯脂肪醇醚、环氧乙烷加成物、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物或炔二醇乙氧基化合物中的一种或多种。

优选的技术方案，所述表面活性剂包括异构十三醇聚氧乙烯醚、聚甲基丙烯酸月桂酯、聚甲基丙烯酸、烷基糖苷或聚乙二醇中的一种或多种。

优选的技术方案，所述助溶剂包括乌拉坦、尿素或烟酰胺中的一种或多种。

一种用于降低清洗酸槽中酸用量的添加剂的应用，包括以下步骤：

S1、配制降酸添加剂：将质量比1～3％的螯合剂，0.05～0.1％的表面润湿剂，0.01～0.05％表面活性剂，1～2％的助溶剂与去离子水混合均匀，配制成降酸添加剂；

S2、配制酸槽清洗液：将步骤S1中制得的降酸添加剂按质量比0.5～1.5％加入到酸槽溶液中，混合均匀得到酸槽清洗液；所述酸槽溶液为质量浓度为2.5％～5％的HF水溶液；

S3、将制绒后的硅片经去离子水中清洗，再置入后双氧水槽中清洗，再置入去离子水中清洗后投入步骤S2中制得的清洗液中进行酸洗，25℃条件下清洗100～200s；酸洗后浸入去离子水中再清洗后浸渍于85℃的去离子水中慢慢提拉出来，然后置于干燥箱中烘干即得制绒好的硅片产品。

优选的技术方案，所述步骤S3中的清洗分批连续进行，以400片为一个批次，每批硅片完成清洗后需补HF和硅片清洗剂，如此循环补液完成批量生产。

实施例1

1.配置降酸添加剂

将1％邻菲咯啉，2％聚羟基丙烯酸，0.05％聚氧乙烯脂肪醇醚，0.01％聚甲基丙烯酸和1％乌拉坦加入去离子水中，混合均匀后即可制得降酸添加剂。

2.酸槽配置

在酸槽中加入质量比5％的HF，0.8％步骤1中配制的添加剂，其余为去离子水，混合均匀后配置完成。

3.单晶硅制绒

向制绒槽中按质量比加入制绒添加剂按照质量比0.35：100的比例加入到碱溶液中混合均匀，碱溶液浓度为1.50wt％，所述碱为氢氧化钠或氢氧化钾。开启循环混合均匀，将清洗后的硅片放入制绒槽中进行反应400s，待反应结束后经去离子水中清洗，再置入后双氧水槽中清洗，再置入去离子水中清洗。

4.酸槽清洗

将步骤3中经去离子水清洗后硅片置于酸槽中进行酸洗，25℃，150s。酸洗后浸入去离子水中再清洗后浸渍于85℃的去离子水中慢慢提拉出来，将制绒后晶硅片置于干燥箱中烘干。制绒后的硅片以400pcs为一个批次放入酸槽，每清洗1批次之后补加0.7％的HF，0.04％的降酸添加剂如此循环补液。

实施例2

1.配置降酸添加剂

将1％2,2'-联吡啶，1.5％8-羟基喹啉，0.05％聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物，0.03％烷基糖苷和1％烟酰胺加入去离子水中，混合均匀后即可制得降酸添加剂。

2.酸槽配置

在酸槽中加入质量比4％的HF，1％步骤1中配制的添加剂，其余为去离子水，混合均匀后配置完成。

3.单晶硅制绒

向制绒槽中按质量比加入制绒添加剂按照质量比0.35：100的比例加入到碱溶液中混合均匀，碱溶液浓度为1.5wt％，所述碱为氢氧化钠或氢氧化钾。开启循环混合均匀，将清洗后的硅片放入制绒槽中进行反应400s，待反应结束后经去离子水中清洗，再置入后双氧水槽中清洗，再置入去离子水中清洗。

4.酸槽清洗

将步骤3中经去离子水清洗后硅片置于酸槽中进行酸洗，25℃，150s。酸洗后浸入去离子水中再清洗后浸渍于85℃的去离子水中慢慢提拉出来，将制绒后晶硅片置于干燥箱中烘干。制绒后的硅片以400pcs为一个批次放入酸槽，每清洗1批次之后补加0.6％的HF，0.05％的降酸添加剂如此循环补液。

实施例3

1.配置降酸添加剂

将2％聚丙烯酰胺，0.05％聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物，0.007％炔二醇乙氧基化合物、0.03％聚乙二醇和1％烟酰胺加入去离子水中，混合均匀后即可制得降酸添加剂。

2.酸槽配置

在酸槽中加入质量比4.2％的HF，1.2％步骤1中配制的添加剂，其余为去离子水，混合均匀后配置完成。

3.单晶硅制绒

向制绒槽中按质量比加入制绒添加剂按照质量比0.35：100的比例加入到碱溶液中混合均匀，碱溶液浓度为1.5wt％，所述碱为氢氧化钠或氢氧化钾。开启循环混合均匀，将清洗后的硅片放入制绒槽中进行反应400s，待反应结束后经去离子水中清洗，再置入后双氧水槽中清洗，再置入去离子水中清洗。

4.酸槽清洗

将步骤3中经去离子水清洗后硅片置于酸槽中进行酸洗，25℃，150s。酸洗后浸入去离子水中再清洗后浸渍于85℃的去离子水中慢慢提拉出来，将制绒后晶硅片置于干燥箱中烘干。制绒后的硅片以400pcs为一个批次放入酸槽，每清洗1批次之后补加0.65％的HF，0.06％的降酸添加剂如此循环补液。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。