【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光伏，具体涉及一种易清洗单晶硅切割液及其使用方法。
技术介绍
1、太阳能光伏发电以其零碳排放、经济可行、可持续等显著优势，成为近年来发展最快的可再生能源之一，也是最有潜力的永久能源。单晶硅太阳能电池因具有较高的电池转换效率、成熟的产业技术太阳能电池已大幅取代传统多晶硅电池成为市场主流，备受市场青睐。
2、光伏产业大量应用的硅片主要通过对硅棒切割取得，硅片切割是硅片加工的第一步骤，也是最为关键的加工环节，在制备硅片的过程中需使用大量的切割液以保证切割过程中混有碳化硅颗粒保持良好的流动性和分散性，在钢线的高速运动中均匀平稳的作用于硅料表面，同时及时带走热量和杂质颗粒，保证切割出的硅片的质量。切割之后的硅片表面会因为切割液残留，导致有机物和金属离子污染物以化学吸附的方式附着在硅片表面，会严重影响太阳能电池后续的制备工艺，如制绒工艺，最终会严重影响电池的光电转换效率。所以，必须使用湿法化学清洗技术才能将其从硅片表面去除，通常使用清洗剂、双氧水、碱作为清洗试剂并在超声的用下去除残留的切割液。
3、在清洗工序使用的碱和双氧水中，双氧水的用量最大，双氧水具备强氧化性，对环境具有极大危害性，水处理成本较高。双氧水与硅料表面的有机物和金属杂质发生反应放热，产生气泡，反应过程难以控制，对硅片表面造成热损伤和氧化损伤。另一方面，强碱对硅料的腐蚀作用也比较明显，硅片表面产生凹槽和白斑，致使硅料表面出现裂纹和剥落现象。目前国内外使用的商业化晶硅水基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，切割液的有机含量普
4、因此，需要开发一种硅棒切割后硅片表面有机成分残留低并能快速脱除的易于清洗的切割液，对于提高光伏电池效率及良率、保护环境具有重要的意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种易清洗单晶硅切割液及其使用方法，解决目前硅块切割后存在部分有机残留在硅片表面难以清洗去除的问题，同时有效减少清洗液中双氧水的用量，显著降低切割后、清洗后的硅片表面有机物的残留。
2、为实现上述目的，本专利技术是通过如下技术方案实现的：
3、在第一方面，本专利技术提供了一种易清洗单晶硅切割液，所述的切割液包括如下质量分数的组分：润湿剂a 15％～30％、 润湿剂b 5%~10%、润滑剂2%~5%、分散剂4%~10%、螯合剂1%~2%、渗透剂 2%~5%、ph调节剂1%~3%、增溶剂5%~20%，余量为去离子水。
4、优选地，所述润湿剂b分子结构中含有羟基、酰胺基或羧基基团中的至少一种。
5、优选地，所述润湿剂a选自低泡环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚醚、辛醇封端环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚醚、苯甲醇封端环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚醚中的一种或多种。
6、优选地，所述润湿剂a的分子量为1000~4000。
7、优选地，所述润湿剂b选自羟乙基淀粉、聚丙烯酰胺-丙烯酸、聚丙烯酰胺甲基丙烯酸羟乙酯、透明质酸、瓜尔胶中的一种或多种。
8、优选地，所述润滑剂选自四聚蓖麻油酸酯、三羟甲基丙烷油酸酯、聚乙二醇双油酸酯中的一种或多种。
9、优选地，所述分散剂选自环氧丙烷嵌段脂肪酸甲酯乙氧基化物、环氧丙烷嵌段脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸盐中的一种或多种。
10、优选地，所述增溶剂选自异己二醇、丙二醇、异丙醇、聚乙二醇300中的一种或多种。
11、优选地，所述螯合剂选自乙二胺四乙酸、海藻酸钠、氮川三乙酸、二乙烯三胺五羧酸盐、葡萄糖酸钠中的一种或多种。
12、优选地，所述渗透剂选自仲烷基硫酸钠、伯烷基磺酸钠中的一种或多种。
13、优选地，所述ph调节剂选自柠檬酸、乳酸、酒石酸、苹果酸、柠檬酸钠中的一种或多种。
14、在第二方面，本专利技术提供了一种易清洗单晶硅切割液使用方法，将如上所述切割液于室温搅拌至澄清透明，然后进行稀释，切割液与水的质量比为1～2:200～500；对硅棒进行切片时加入稀释后的切割液。
15、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种易清洗单晶硅切割液，该切割液能够在保证环保、无刺激性气味的前提下，与现有的切割液相比，具有切割后硅片表面有机污染物残留低的特点；同时具有在切割后硅片表面表现出更加易清洗，且在清洗后硅片总有机碳（toc）含量更低的特点，极大地降低了现有切割液中难脱附组分对后续工艺的影响，进而提高了硅片的光电转换效率。
16、具体来说，本专利技术的方案具有以下优势：
17、（1）润湿剂b作为含有多羟基的化合物，能在硅料表面的起到润湿效果，在切割过程中可在硅片表面形成润湿膜阻止硅粉的附着，进一步促使有机物残留多的区域也能达到快速清洗的效果。在切割后的清洗过程中润湿剂含有的羟基活泼基团倾向于与硅片表面si-h形成氢键作用，从而吸附在硅片表面形成阻隔层，结合其本身的位阻空间阻隔碱的刻蚀，降低此处硅原子的反应活性，保护硅片不容易受到碱液的腐蚀损伤。同时润湿剂b含有多个支链化羟基使其具有分散作用，活性位点多，可通过氢键作用与硅粉颗粒表面形成多个锚固基团，提高分散效率，保证硅粉粒子稳定的悬浮在分散体系中，避免硅粉絮凝团聚。
18、（2）脂肪酸甲酯乙氧基分散剂分子链结构中有末端甲基和环氧丙烷甲基，具有润湿力强、泡沫低能、降低硅片表面张力的特点，在硅片表面的吸附力较弱，易于漂洗并减少在硅片表面污染物的残留。优异的分散性可以促进润湿剂和润滑剂在水相中分散的均匀性，缩小切割液各组分在硅片和切割线各区域分布差，同时提升硅粉分散均匀性。分散剂具有优异的除油乳化性能，更容易吸引有机污垢以及切割液中的亲脂润滑剂溶解于水而脱离硅片，同时分散剂可以抑制切割液中各种污垢和重金属离子再次沉积于硅片表面。更重要的是可与含羟基的润湿剂形成氢键吸引并形成稳定的界面共同体，这种氢键有助于增强润湿剂、润滑剂溶解性和脱附性。相较于润湿剂的高亲水性，分散剂疏水基团可以通过“手拉手”的方式牵引润湿剂在清洗步骤脱离硅表面，增强润湿剂从硅表面脱附性作用，从而减少切割后在硅片表面的残留量，显著增强硅片表面的洁净度，以及易后清洗性。
19、（3）切割液里添加螯合剂有助于增强切割液对有机杂质和重金属离子的络合能力，使其不容易在硅片表面吸附残留。螯合剂优异的螯合力，可以有效地螯合切割过程中溶液中的金属离子，易于溶解沉积于硅片表面非水溶性的金属皂盐，减少金属离子的沾污，避免重金属离子扩散到硅片内部，发生漏电现象。
20、（4）渗透剂提高清洗体系的渗透力，强化切割液渗透至硬表面和污垢的结合处，对污垢起到剥离作用，能协助切割液渗入硅片表面有机物与硅表面的结合处，降低有机物在硅片表面的附着力，卷离有机物。
21、综上，本专利技术提供的切割液中所含分散剂可与润湿剂形成双向亲疏水性界面，在保证切割液辅助完成切割单晶硅棒成效的基础上，促进单本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种易清洗单晶硅切割液，其特征在于，所述的切割液包括如下质量分数的组分：
2.根据权利要求1所述的易清洗单晶硅切割液，其特征在于，所述润湿剂A选自低泡环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚醚、辛醇封端环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚醚、苯甲醇封端环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚醚中的一种或多种；所述润湿剂A的分子量为1000~4000。
3.根据权利要求1所述的易清洗单晶硅切割液，其特征在于，所述润湿剂B选自羟乙基淀粉、聚丙烯酰胺-丙烯酸、聚丙烯酰胺甲基丙烯酸羟乙酯、透明质酸、瓜尔胶中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的易清洗单晶硅切割液，其特征在于，所述润滑剂选自四聚蓖麻油酸酯、三羟甲基丙烷油酸酯、聚乙二醇双油酸酯中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的易清洗单晶硅切割液，其特征在于，所述分散剂选自环氧丙烷嵌段脂肪酸甲酯乙氧基化物、环氧丙烷嵌段脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸盐中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的易清洗单晶硅切割液，其特征在于，所述增溶剂选自异己二醇、丙二醇、异丙醇、聚乙二醇300中的一种或多种。
7.根据权利要求1所
8.根据权利要求1所述的易清洗单晶硅切割液，其特征在于，所述渗透剂选自仲烷基硫酸钠、伯烷基磺酸钠中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的易清洗单晶硅切割液，其特征在于，所述pH调节剂选自柠檬酸、乳酸、酒石酸、苹果酸、柠檬酸钠中的一种或多种。
10.一种易清洗单晶硅切割液使用方法，其特征在于，将权利要求1~9任一项所述切割液进行稀释，切割液与水的质量比为1～2:200～500；对硅棒进行切片时加入稀释后的切割液。
...【技术特征摘要】
1.一种易清洗单晶硅切割液，其特征在于，所述的切割液包括如下质量分数的组分：
2.根据权利要求1所述的易清洗单晶硅切割液，其特征在于，所述润湿剂a选自低泡环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚醚、辛醇封端环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚醚、苯甲醇封端环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚醚中的一种或多种；所述润湿剂a的分子量为1000~4000。
3.根据权利要求1所述的易清洗单晶硅切割液，其特征在于，所述润湿剂b选自羟乙基淀粉、聚丙烯酰胺-丙烯酸、聚丙烯酰胺甲基丙烯酸羟乙酯、透明质酸、瓜尔胶中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的易清洗单晶硅切割液，其特征在于，所述润滑剂选自四聚蓖麻油酸酯、三羟甲基丙烷油酸酯、聚乙二醇双油酸酯中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的易清洗单晶硅切割液，其特征在于，所述分散剂选自环氧丙烷嵌段脂肪酸甲酯乙氧基化物、环氧丙烷嵌段脂肪酸甲酯乙...
【专利技术属性】
技术研发人员：安东，邓舜，
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：
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