一种硅片单组份清洗剂及其制备方法
阅读说明：本技术 一种硅片单组份清洗剂及其制备方法 (Silicon wafer single-component cleaning agent and preparation method thereof ) 是由 徐志群 高大 孙彬 付明全 于 2021-09-16 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种硅片单组份清洗剂及其制备方法,包括以下重量份原料：无机碱2-10份、螯合剂1-10份、缓冲剂1-5份、分散剂1-5份、复合非离子表面活性剂10-20份,悬浮剂2-6、助溶剂2-5份、磺酸2-5份、消泡剂1-3份、缓蚀剂1-3份、去离子水5-10份和纯水20-30份；本发明采用单组分的配方,使用的添加比较方便,清洗效果良好,对于光伏硅片脏污有较强的去除能力,同时此清洗剂泡沫较小,能满足硅片清洗要求,同时此清洗剂浊点在60度以上,可以在较高温度下使用,降低了硅片清洗过程中的成本和减少清洗浮片异常引起的硅片表面硅粉污、崩边和破片,相比现有的清洗剂成本较低且硅片表面清洗脏污效果更好。(The invention discloses a silicon wafer single-component cleaning agent and a preparation method thereof, wherein the silicon wafer single-component cleaning agent comprises the following raw materials in parts by weight: 2-10 parts of inorganic base, 1-10 parts of chelating agent, 1-5 parts of buffering agent, 1-5 parts of dispersing agent, 10-20 parts of composite nonionic surfactant, 2-6 parts of suspending agent, 2-5 parts of cosolvent, 2-5 parts of sulfonic acid, 1-3 parts of defoaming agent, 1-3 parts of corrosion inhibitor, 5-10 parts of deionized water and 20-30 parts of pure water; the cleaning agent adopts a single-component formula, is convenient to add, has a good cleaning effect, has strong removal capacity on the pollution of the photovoltaic silicon wafer, has small foam, can meet the cleaning requirement of the silicon wafer, has a cloud point of more than 60 ℃, can be used at a high temperature, reduces the cost in the process of cleaning the silicon wafer, reduces the silicon powder pollution, edge breakage and fragment on the surface of the silicon wafer caused by abnormal cleaning of a floating piece, and has lower cost and better cleaning effect on the surface of the silicon wafer compared with the existing cleaning agent.)
技术领域
本发明涉及硅片清洗剂技术领域，尤其涉及一种硅片单组份清洗剂及其制备方法。
背景技术
硅是极为常见的一种元素，然而它极少以单质的形式在自然界出现，而是以复杂的硅酸盐或二氧化硅的形式，广泛存在于岩石、砂砾、尘土之中，地壳中含量达25.8％的硅元素，为单晶硅的生产提供了取之不尽的源泉，近年来，大尺寸和薄片化成为光伏硅片降本的两大主要技术方向，硅片薄片化能减少单位瓦数硅料用量，是降本、减少硅料利用的重要手段，在降本的过程中，对硅片的清洗要求越来越高，一旦出现规模脏污，将会导致电池端制绒生产线瘫痪；
目前，市场上使用的清洗剂一般为氢氧化钾的碱溶液，此清洗剂容易产生大量泡沫，清洗效果不佳，且会引起硅片浮起引起硅片漏出水面2-20mm，导致硅片表面边缘硅粉污、崩边和破片等异常，针对此问题，硅片行业内一般采取增加清洗剂用量和增强超声频率两种办法，然而以上两种办法存在增加成本和清洗槽异常发热等问题，不便于推广使用，因此，本发明提出一种硅片单组份清洗剂及其制备方法以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提出一种硅片单组份清洗剂及其制备方法，该清洗剂采用单组分的配方，使用的添加比较方便，清洗效果良好，对于光伏硅片脏污有较强的去除能力，同时此清洗剂泡沫较小，能满足硅片清洗要求，同时此清洗剂浊点在60度以上，可以在较高温度下使用，降低了硅片清洗过程中的成本和减少清洗浮片异常引起的硅片表面硅粉污、崩边和破片。
为了实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：一种硅片单组份清洗剂，包括以下重量份原料：无机碱2-10份、螯合剂1-10份、缓冲剂1-5份、分散剂1-5份、复合非离子表面活性剂10-20份，悬浮剂2-6、助溶剂2-5份、磺酸2-5份、消泡剂1-3份、缓蚀剂1-3份、去离子水5-10份和纯水20-30份。
进一步改进在于：包括以下重量份原料：无机碱5份、螯合剂5份、缓冲剂3份、分散剂2份、复合非离子表面活性剂15份，悬浮剂4、助溶剂3份、磺酸3份、消泡剂2份、缓蚀剂2份、去离子水8份和纯水25份。
进一步改进在于：所述复合非离子表面活性剂由壬基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚和烷基酚聚氧乙烯醚中的两种或三种混合制备而成。
进一步改进在于：所述无机碱选自氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或两种，所述螯合剂选自乙二胺四乙酸二钠、乙二胺四乙酸四钠和柠檬酸钠中的一种或两种或三种。
进一步改进在于：所述缓冲剂选自碳酸氢钠和碳酸氢钾中的一种或两种，所述分散剂选自十二烷基苯磺酸钠和十二烷基硫酸钠中的一种或两种。
进一步改进在于：所述助溶剂选自苯甲酸钠、枸橼酸和乳酸钙中的一种，所述消泡剂选自非硅型消泡剂、聚醚型消泡剂和有机硅型消泡剂中的一种，所述缓蚀剂选自有机缓蚀剂和聚合物类缓蚀剂中的一种。
一种硅片单组份清洗剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：原料预混
先将规定重量份的无机碱、螯合剂、缓冲剂、分散剂、复合非离子表面活性剂和纯水加入混合容器进行进行混合搅拌，制得清洗剂半成品；
步骤二：改性反应
根据步骤一，先依次将悬浮剂、助溶剂、磺酸、消泡剂、缓释剂和去离子水加入清洗剂半成品继续进行混合搅拌，搅拌均匀后静置30-60分钟，制得改性清洗剂；
步骤三：成品灌装
根据步骤二，先将制得的改性清洗剂密封灌装至预先准备的包装容器中，制得清洗剂成品，再对包装容器表面喷涂标签码并运送至阴凉通风的仓库进行临时存储。
本发明的有益效果为：本发明采用单组分的配方，使用的添加比较方便，清洗效果良好，对于光伏硅片脏污有较强的去除能力，同时此清洗剂泡沫较小，能满足硅片清洗要求，同时此清洗剂浊点在60度以上，可以在较高温度下使用，降低了硅片清洗过程中的成本和减少清洗浮片异常引起的硅片表面硅粉污、崩边和破片，相比现有的清洗剂成本较低且硅片表面清洗脏污效果更好，值得广泛推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的制备方法流程图。
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。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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，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装置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”、“第三”、“第四”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
本实施例提供了一种硅片单组份清洗剂，包括以下重量份原料：无机碱2份、螯合剂1份、缓冲剂1份、分散剂1份、复合非离子表面活性剂10份，悬浮剂2、助溶剂2份、磺酸2份、消泡剂1份、缓蚀剂1份、去离子水5份和纯水20份，复合非离子表面活性剂由壬基酚聚氧乙烯醚和烷基酚聚氧乙烯醚混合制备而成，无机碱为氢氧化钠，螯合剂为乙二胺四乙酸二钠，缓冲剂为碳酸氢钠，分散剂为十二烷基苯磺酸钠，助溶剂为苯甲酸钠，消泡剂为非硅型消泡剂，缓蚀剂为有机缓蚀剂。
参见图1，本实施例还提供了一种硅片单组份清洗剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：原料预混
先将规定重量份的无机碱、螯合剂、缓冲剂、分散剂、复合非离子表面活性剂和纯水加入混合容器进行进行混合搅拌，制得清洗剂半成品；
步骤二：改性反应
根据步骤一，先依次将悬浮剂、助溶剂、磺酸、消泡剂、缓释剂和去离子水加入清洗剂半成品继续进行混合搅拌，搅拌均匀后静置30-60分钟，制得改性清洗剂，通过加入悬浮剂使硅片表面细小的颗粒稳定的悬浮在水中，避免再次吸附，造成二次污染，通过加入助溶剂使各原料更好的互溶在一起，提高制备效率，通过加入磺酸对硅片表面的氧化物进行还原，并通过加入消泡剂减少了清洗剂的泡沫产量；
步骤三：成品灌装
根据步骤二，先将制得的改性清洗剂密封灌装至预先准备的包装容器中，制得清洗剂成品，再对包装容器表面喷涂标签码并运送至阴凉通风的仓库进行临时存储。
实施例二
本实施例提供了一种硅片单组份清洗剂，包括以下重量份原料：无机碱5份、螯合剂5份、缓冲剂3份、分散剂2份、复合非离子表面活性剂15份，悬浮剂4、助溶剂3份、磺酸3份、消泡剂2份、缓蚀剂2份、去离子水8份和纯水25份，复合非离子表面活性剂由烷基酚聚氧乙烯醚和烷基酚聚氧乙烯醚混合制备而成，无机碱为氢氧化钾中，螯合剂为乙二胺四乙酸四钠，缓冲剂为碳酸氢钾，分散剂为十二烷基硫酸钠，助溶剂为枸橼酸，消泡剂为聚醚型消泡剂，缓蚀剂为有机缓蚀剂。
参见图1，本实施例还提供了一种硅片单组份清洗剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：原料预混
先将规定重量份的无机碱、螯合剂、缓冲剂、分散剂、复合非离子表面活性剂和纯水加入混合容器进行进行混合搅拌，制得清洗剂半成品；
步骤二：改性反应
根据步骤一，先依次将悬浮剂、助溶剂、磺酸、消泡剂、缓释剂和去离子水加入清洗剂半成品继续进行混合搅拌，搅拌均匀后静置30-60分钟，制得改性清洗剂，通过加入悬浮剂使硅片表面细小的颗粒稳定的悬浮在水中，避免再次吸附，造成二次污染，通过加入助溶剂使各原料更好的互溶在一起，提高制备效率，通过加入磺酸对硅片表面的氧化物进行还原，并通过加入消泡剂减少了清洗剂的泡沫产量；
步骤三：成品灌装
根据步骤二，先将制得的改性清洗剂密封灌装至预先准备的包装容器中，制得清洗剂成品，再对包装容器表面喷涂标签码并运送至阴凉通风的仓库进行临时存储。
实施例三
本实施例提供了一种硅片单组份清洗剂，包括以下重量份原料：无机碱10份、螯合剂10份、缓冲剂5份、分散剂5份、复合非离子表面活性剂20份，悬浮剂6、助溶剂5份、磺酸5份、消泡剂3份、缓蚀剂3份、去离子水10份和纯水30份，复合非离子表面活性剂由壬基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚和烷基酚聚氧乙烯醚中混合制备而成，无机碱由氢氧化钠和氢氧化钾混合制备而成，螯合剂由乙二胺四乙酸二钠、乙二胺四乙酸四钠和柠檬酸钠混合制备而成，缓冲剂由碳酸氢钠和碳酸氢钾混合制备而成，分散剂选由十二烷基苯磺酸钠和十二烷基硫酸钠混合制备而成，助溶剂为乳酸钙中，消泡剂为有机硅型消泡剂，缓蚀剂为聚合物类缓蚀剂。
参见图1，本实施例还提供了一种硅片单组份清洗剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：原料预混
先将规定重量份的无机碱、螯合剂、缓冲剂、分散剂、复合非离子表面活性剂和纯水加入混合容器进行进行混合搅拌，制得清洗剂半成品；
步骤二：改性反应
根据步骤一，先依次将悬浮剂、助溶剂、磺酸、消泡剂、缓释剂和去离子水加入清洗剂半成品继续进行混合搅拌，搅拌均匀后静置30-60分钟，制得改性清洗剂，通过加入悬浮剂使硅片表面细小的颗粒稳定的悬浮在水中，避免再次吸附，造成二次污染，通过加入助溶剂使各原料更好的互溶在一起，提高制备效率，通过加入磺酸对硅片表面的氧化物进行还原，并通过加入消泡剂减少了清洗剂的泡沫产量；
步骤三：成品灌装
根据步骤二，先将制得的改性清洗剂密封灌装至预先准备的包装容器中，制得清洗剂成品，再对包装容器表面喷涂标签码并运送至阴凉通风的仓库进行临时存储。
实施例1-3中所用原料的重量份如表1所示：
表1
对实施例1、实施例2和实施例3中制备出的硅片单组份清洗剂与现有清洗剂进行清洗效果测试，测试结果如下表2所示：
表2
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。