晶硅切割液及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种晶硅切割液，其组分包括高分子嵌段聚醚、醇类润湿剂A和醇类润湿剂B；高分子嵌段聚醚为环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷的嵌段共聚物；醇类润湿剂A为接环氧乙烷和环氧丙烷改性的醇类；醇类润湿剂B为接环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷改性的炔二醇乙氧基化合物。本发明专利技术晶硅切割液具有优良的润湿、冷却、润滑、清洗、带屑和低泡性能，还有很好的渗透性和抗菌性，可以循环使用；本发明专利技术晶硅切割液可以有效地降低硅片表面的TTV，降低线痕，降低金刚线与硅片表面的摩擦，提高一级品率；本发明专利技术晶硅切割液还可有效地保护金刚线，减少金刚线的磨损，提高金刚线的耐用度，进而提高产能和经济效益。

【技术实现步骤摘要】
晶硅切割液及其制备方法和应用
本专利技术涉及光伏领域，具体涉及一种晶硅切割液及其制备方法和应用。
技术介绍
中环股份推出了15英寸超大硅片“夸父”M12系列，M12边长210mm，对角295mm，较原来的8英寸M2硅片表面积提升了80.5％，较G1(158.75mm)硅片表面积提升75％，较M4(161.7mm)硅片表面积提升了71％，较M6(166mm)硅片表面积提升了61％，大幅降低了LCOE(度电成本)，将提高制造企业的利润。目前光伏领域的硅片切割工艺多采用金刚线切割，是将碳化硅微粉直接电镀在钢线上，通过金刚线的往复运动将硅切断的一种工艺。随着技术的发展，金刚线的细化也发展快速，直径从150μm到90μm、70μm、60μm、50μm逐步减小，甚至将推出更细的37μm线。切割过程中需要使用晶硅切割液，硅片表面积的变大和金刚线的细化，这两者都提高了对切割液性能的要求。目前国内外使用的晶硅切割液多为普通聚醚或者炔醇和一定量的消泡剂配比组成，现有切割液虽然能起到一定的润湿消泡作用，但是用于切割M12晶硅时润湿性仍有所欠缺，动态表面张力不够低，带屑能力弱，切割时容易造成表面摩擦力过大，温度过高，TTV偏大等问题。因此，研究一种润湿性强，适用于切割大硅片(M12晶硅)的切割液，具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种晶硅切割液及其制备方法和应用，本专利技术晶硅切割液具有优良的润湿、冷却、润滑、清洗、带屑和低泡性能，还有很好的渗透性和抗菌性，可以循环使用；本专利技术晶硅切割液可以有效地降低硅片表面的TTV，降低线痕，降低金刚线与硅片表面的摩擦，提高一级品率；本专利技术晶硅切割液还可有效地保护金刚线，减少金刚线的磨损，提高金刚线的耐用度，进而提高产能和经济效益。为实现上述目的，本专利技术提供一种晶硅切割液，其各组分的质量百分含量为：15％～25％的高分子嵌段聚醚，8％～15％的醇类润湿剂A，1％～5％的醇类润湿剂B，余量为去离子水；所述高分子嵌段聚醚为环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷的嵌段共聚物；所述醇类润湿剂A为接环氧乙烷和环氧丙烷改性的醇类；所述醇类润湿剂B为接环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷改性的炔二醇乙氧基化合物。优选的，所述高分子嵌段聚醚具有如式(I)的通式：其中，x为0～10；y为5～20；z为1～5。优选的，所述高分子嵌段聚醚的分子量为1000～3000；10％时浊点为60℃。优选的，所述醇类润湿剂A具有如式(II)的通式：其中，x为0～3；y为3～5。或者，所述醇类润湿剂A具有如式(III)的通式：其中，x为0～3；y为3～5。优选的，所述醇类润湿剂A的分子量为1000～2000。优选的，所述醇类润湿剂B具有如式(IV)的通式：其中，R1和R2都为碳数1～6的烃基，或者，R1为碳数6～8的烷基，R2为碳数4～6的烷基；m为2～4，n为3～8，p为2～5；x为2～3；y为4～7；z为6～9。优选的，所述醇类润湿剂B的分子量为1500～2500。本专利技术还提供上述的晶硅切割液的制备方法，包括如下步骤：将质量百分含量为15％～25％的高分子嵌段聚醚、8％～15％的醇类润湿剂A、1％～5％的醇类润湿剂B以及余量的去离子水混合，于室温搅拌5～30min至澄清透明，制得晶硅切割液。本专利技术还提供晶硅切割液的使用方法，用水将上述制得的晶硅切割液稀释，晶硅切割液与水的质量比为1～2:300～500；采用稀释后的切割液对硅材进行金刚线切割，将硅材切割出硅片。优选的，所述硅片为方片或准方片，且硅片的边长不小于210mm。本专利技术的优点和有益效果在于：提供一种晶硅切割液及其制备方法和应用，本专利技术晶硅切割液具有优良的润湿、冷却、润滑、清洗、带屑和低泡性能，还有很好的渗透性和抗菌性，可以循环使用；本专利技术晶硅切割液可以有效地降低硅片表面的TTV，降低线痕，降低金刚线与硅片表面的摩擦，提高一级品率；本专利技术晶硅切割液还可有效地保护金刚线，减少金刚线的磨损，提高金刚线的耐用度，进而提高产能和经济效益。本专利技术晶硅切割液的有效成分主要为高分子嵌段聚醚、醇类润湿剂A和醇类润湿剂B，有效成分的作用如下：高分子嵌段聚醚为环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷的嵌段共聚物，其为非离子型表面活性剂，其结构具有良好的空间位阻稳定性，因含有环氧乙烷，所以其有优良的渗透、乳化、清洗力强等能力，环氧丙烷和环氧丁烷则使其拥有低泡性能，流动能力、润湿性增强；醇类润湿剂A为接环氧乙烷和环氧丙烷改性的醇类，其通式有伯醇和仲醇两种形式，这两种支链增强了它的清洗渗透能力，也使得它的具有低泡性能，流动力变强；醇类润湿剂B为炔二醇乙氧基化合物接环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷改性，因支链为环氧乙烷，所以其有优良的渗透、乳化、清洗力强等能力，支链环氧丙烷和环氧丁烷则使其拥有低泡性能，流动能力、润湿性增强；用以上有效成分所制得的晶硅切割液，在低浓度时就具有优良的润湿、清洗、带屑、冷却等性能。而且由于使用的高分子嵌段聚醚和醇类润湿剂A、B自身拥有良好的分散、带屑、消泡和控泡能力，所以切割过程中不需再额外添加有机硅类消泡剂；良好的分散能力避免了在切割大片(硅片边长不小于210mm，如硅片尺寸为210mm×210mm)的过程中硅粉的团聚和沉积，引起管道堵塞，防止了后续制绒工艺中因切割液残留所引起的白斑亮点等缺陷；此外，由于晶硅切割液添加量少，稀释比例高，且原料中不含有机硅类的物质，所以切割所产生的废液的COD也大大降低，在后续的处理中也更节约成本，环保。具体实施方式下面结合实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。本专利技术提供一种晶硅切割液，通过如下步骤制得：将质量百分含量为15％～25％的高分子嵌段聚醚、8％～15％的醇类润湿剂A、1％～5％的醇类润湿剂B以及余量的去离子水混合，于室温搅拌5～30min至澄清透明，制得晶硅切割液。本专利技术晶硅切割液采用的高分子嵌段聚醚，其分子量为1000～3000，具有如式(I)的通式：式(I)中，x为0～10；y为5～20；z为1～5。本专利技术晶硅切割液采用的醇类润湿剂A，其分子量为1000～2000，具有如式(II)或式(III)的通式：式(II)和式(III)中，x都为0～3；y都为3～5。本专利技术晶硅切割液采用的醇类润湿剂B，其分子量为1500～2500，具有如式(IV)的通式：式(IV)中，R1和R2都为碳数1～6的烃基，或者，R1为碳数6～8的烷基，R2为碳数4～6的烷基；m为2～4，n为3～8，p为2～5；x为2～3；y为4～7；z为6～9。本专利技术制得晶硅切割液，其在100ms时的动态本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.晶硅切割液，其特征在于，其各组分的质量百分含量为：15％～25％的高分子嵌段聚醚，8％～15％的醇类润湿剂A，1％～5％的醇类润湿剂B，余量为去离子水；/n所述高分子嵌段聚醚为环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷的嵌段共聚物；/n所述醇类润湿剂A为接环氧乙烷和环氧丙烷改性的醇类；/n所述醇类润湿剂B为接环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷改性的炔二醇乙氧基化合物。/n

【技术特征摘要】
1.晶硅切割液，其特征在于，其各组分的质量百分含量为：15％～25％的高分子嵌段聚醚，8％～15％的醇类润湿剂A，1％～5％的醇类润湿剂B，余量为去离子水；
所述高分子嵌段聚醚为环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷的嵌段共聚物；
所述醇类润湿剂A为接环氧乙烷和环氧丙烷改性的醇类；
所述醇类润湿剂B为接环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷改性的炔二醇乙氧基化合物。


2.根据权利要求1所述的晶硅切割液，其特征在于，所述高分子嵌段聚醚具有如式(I)的通式：



其中，x为0～10；y为5～20；z为1～5。


3.根据权利要求2所述的晶硅切割液，其特征在于，所述高分子嵌段聚醚的分子量为1000～3000。


4.根据权利要求1所述的晶硅切割液，其特征在于，所述醇类润湿剂A具有如式(II)的通式：



其中，x为0～3；y为3～5。


5.根据权利要求1所述的晶硅切割液，其特征在于，所述醇类润湿剂A具有如式(III)的通式：



其中，x为0～3；y为3～5。


6.根据权利要求4或5所述的晶硅切割液，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓舜，马琦雯，
申请(专利权)人：常州时创能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32