本发明涉及太阳能硅片生产领域，具体涉及一种多晶硅片清洗剂及其使用方法。
背景技术：
：近年来，太阳能作为一种可再生能源，具有非常多的优点，被认为是21世纪最重要的新能源。我国在新能源方面的发展空间十分广阔，太阳能产业在研发、产业化、市场开拓方面都取得了长足的进展。多晶硅是电子工业和太阳能产业的基础材料，近年来多晶硅市场得以迅速增长。多晶硅是一种比较成熟的技术，在已经利用的太阳能电池中，超过65％的使用量来自多晶硅，剩下的30％主要以单晶硅为主。多晶硅作为太阳能电池片的材料要求纯度达到6个9(99.9999％)，即所谓太阳能级多晶硅或6n级别的多晶硅。在太阳能硅片生产过程中，有超过20％以上部分都涉及到清洗，这个工艺主要流程为：切片-预冲洗-脱胶-插片-清洗-干燥-检验-包装，清洗这道工序在整个硅晶片生产流程中占的时间并不长，但这一步非常重要，一旦出现污渍，整个硅片相当于废片，如果镶嵌到电池板上，会影响整个电池板的效率。太阳能硅片切割一般是使用硬度高、粒度小且粒径分布集中的碳化硅微粉作为主要切削介质，为使碳化硅微粉在切削过程中分散均匀，同时及时带走切削过程中产生的巨大的摩擦热，通常需先将碳化微粉按照一定比例加入到切割液中，并充分分散，配置成均匀稳定的切割砂浆后再用于硅片切割。使用碳化硅微粉作为介质在太阳能硅片线切割过程中，整个机理是使碳化硅微粉颗粒持续快速冲击硅棒表面，利用碳化硅颗粒的坚硬特性和锋利菱角将硅棒逐步截断，这一过程会由于碳化硅颗粒与硅棒之间的碰撞和摩擦而产生的破碎碳化硅颗粒和硅颗粒将混入切割体系中。硅锭切割成片状后，进入预冲洗阶段：表面污垢主要来自切片中带过来的一些切削液、沙浆、碳化硅及金属氧化物等杂质，去除起来非常难，因为只有薄薄一层，像钠、铜这种金属，哪怕只有千分之几ppm金属杂质在里面，就会引起硅晶片表面缺陷点，造成转换时光能不能流通，直接会影响光电转化效率。预冲洗阶段主要采用手动或者自动两种方式，有一定水压力对硅片表面进行清洗，主要是去除附着性颗粒以及能够去除的有机污垢，压力对硅晶片表面有一定要求，如果压力太大，片子就很容易碎，但如果压力太小，不能深入到紧压的硅片中去，对后期清洗会造成非常大的影响，大大减少寿命，另外洗完之后不可见的污片非常多，这样会降低成品率。插片之后的硅晶片基本上呈现出不是非常脏的情况，这时候所残余的污垢主要在于硅片中心附近一些固体颗粒污垢，这种残留很难用物理方法或者高压水冲去除，有时候分布在四周或者某些局部，有时候一片硅片正反两面可能有不一样的表现。插片后的清洗包括：过洗-酸洗-清洗剂清洗-漂洗。目前市场上的硅片清洗剂的清洗能力与生物降解能力不能统一，且在清洗过程中产生大量泡沫，泡沫漂浮在清洗液的表面将硅微粉附着在硅晶片上边缘形成至少宽1～2mm的黑印，难以漂洗。目前业内清洗剂多采用提高清洗剂碱度的手段，但只能提高清洗剂对硅片中间部分砂浆的剥离力，对黑印问题基本无能为力。现目前行业中针对这类问题，采用两种方法：一种是增加超声波的振幅，增大超声来解决。另一种是成倍增加清洗剂来避免。这两种方法是的缺点是，增强超声，会对硅片产生损伤，使硅片的隐裂和崩缺指数上升，而增加清洗剂的用量，则增加成本，并且有可能造成硅片的二次污染。技术实现要素：鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的之一在于提供一种多晶硅片清洗剂，包括如下质量份数的组分：柠檬酸钠50～70份；十二烷基二甲基甜菜碱(bs-12)10～30份。其中，例如，所述柠檬酸钠的质量份数为50份、51份、52份、53份、54份、55份、57份、58份、59份、60份、61份、62份、63份、64份、65份、66份、68份或70份等，所述十二烷基二甲基甜菜碱的质量份数为10份、12份、13份、16份、17份、18份、19份、20份、21份、22份、22份、23份、24份、25份、26份、28份或30份等。本发明所述的“包括”，意指其除所述原料外，还可以包括其他原料，这些组分赋予所述pc/abs合金材料不同的特性。除此之外，本发明所述的“包括”，还可以替换为封闭式的“为”或“由……组成”。柠檬酸钠与十二烷基二甲基甜菜碱复配，能有效分散硅片上面掉落的砂浆、硅微粉等固体颗粒，使其不易团聚在硅片表面，清洗后硅微粉不随着泡沫漂浮在洗涤液表面，随着清洗硅片的增加不会出现黑印的现象。本发明清洗剂还具有高效的特点，清洗剂单耗不高于6.4l/万片的用量可确保清洗后不出现黑边且成品率99％以上，清洗剂单耗不高于6.6l/万片的用量可确保清洗后不出现黑边且成品率99.9％以上。且所述清洗剂不含磷，耐硬水性好，是一种适合工业应用和环境友好型的多晶硅片洗涤剂。本发明所述多晶硅片清洗剂优选包括如下质量份数的组分：柠檬酸钠54～65份；十二烷基二甲基甜菜碱16～22份。本发明所述多晶硅片清洗剂优选还包括聚天冬氨酸。聚天冬氨酸起阻垢作用，减少污垢沉积，延长清洗剂的使用周期；兼具缓蚀作用，较少碱度过高引起的隐裂现象；且聚天冬氨酸与bs-12协同，进一步提高所述清洗剂对砂浆、硅微粉等固体颗粒的分散作用。优选地，所述聚天冬氨酸的质量份数为2～8份，例如2份、3份、4份、5份、6份、7份或8份，优选3～5份。本发明所述多晶硅片清洗剂优选还包括亚氨基二琥珀酸四钠。亚氨基二琥珀酸四钠与硅片上残留的铁、铜等金属离子的螯合作用大于乙二胺四乙酸edta与铁、铜等金属离子的螯合作用，进一步提高清洗后硅片的质量。优选地，所述亚氨基二琥珀酸四钠的质量份数为2～8份，例如2份、3份、4份、5份、6份、7份或8份，优选3～5份。本发明所述清洗剂的ph优选为13～14，例如13.02、13.16、13.23、13.35、13.42、13.55、13.58、13.62、13.65、13.68、13.72、13.75、13.78、13.80、13.82或13.85等，优选13.55～13.85。本发明所述清洗剂的ph值为溶解于水的ph值，加入水的量由所要求的ph值决定。本发明所述多晶硅片清洗剂优选还包括偏硅酸钠和苛性碱。偏硅酸钠和苛性碱协同，用于调节和稳定清洗剂的ph值。偏硅酸钠的活性碱度和ph缓冲指数高，有较强的润湿、乳化和皂化油脂的作用，促进悬浮污垢的分散，阻止污垢的再沉积。优选地，所述苛性碱包括氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化锂中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合为：氢氧化钠和氢氧化钾的组合、氢氧化锂和氢氧化钾的组合、氢氧化钠和氢氧化锂的组合，优选氢氧化钾。优选地，所述偏硅酸钠的质量份数为2～8份，例如2份、3份、4份、5份、6份、7份或8份，所述苛性碱的质量份数为10～20份，例如10份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份或20份。优选地，所述偏硅酸钠的质量份数为3～5份，所述苛性碱的质量份数为14～18份。作为本发明优选的技术方案，所述多晶硅片清洗剂包括如下质量份数的组分：本发明所述多晶硅片清洗剂优选包括如下质量份数的组分：本发明的目的之二在于提供如目的之一所述多晶硅片清洗剂的使用方法，使用所述多晶硅片清洗剂清洗多晶硅片，在清洗期间产生泡沫时优选加入聚醚类消泡剂。及时加入消泡剂，泡沫减少，固体颗粒聚集在边缘的可能性降低，进一步避免出现黑边。通常有机硅类消泡剂容易使硅片表面产生油污，造成二次污染，而聚醚类不会产生二次污染。优选地，所述聚醚类消泡剂包括聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚(gpe消泡剂)、gp型甘油聚醚和聚丙二醇(ppg)中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合为：gpe消泡剂和gp型消泡剂的组合、gpe消泡剂和ppg的组合、gp型消泡剂和ppg的组合，优选gpe消泡剂。gpe消泡剂在泡沫表面的铺展较好，能在泡沫较多时快速消泡，且能与所述洗涤剂协同，有效分散泡沫破灭后残留在洗涤液表面的微粉。gp型消泡剂和ppg则适合在泡沫产生之前或泡沫产生初期进行加入，能有效预防泡沫产生或迅增。ppg具有消泡和清洗残留有机物的双重作用。优选地，所述加入聚醚类消泡剂时用4～6倍于所述聚醚类消泡剂质量的水进行稀释，例如所述聚醚类消泡剂为加入聚醚类消泡剂的4倍、4.2倍、4.5倍、4.8倍、5倍、5.1倍、5.3倍、5.5倍、5.8倍、5.9倍或6倍等。优选地，所述加入聚醚类消泡剂与所述多晶硅片清洗剂的质量比为(1～5):100，例如1:100、1.3:100、1.5:100、1.7:100、1.9:100、2:100、2.3:100、2.5:100、2.8:100、3:100、3.3:100、3.5:100、3.8:100、4:100、4.2:100、4.5:100、4.7:100、4.9:100或5:100等，等，优选(2～3):100。聚醚类消泡剂在使用时，先用清水稀释，可采用滴洒的方式进行使用，用量以洗涤液表面没有明显气泡为准。与现有技术方案相比，本发明至少具有以下有益效果：柠檬酸钠与十二烷基二甲基甜菜碱复配，能有效分散硅片上面掉落的砂浆、硅微粉等固体颗粒，使其不易团聚在硅片表面，清洗后硅微粉不随着泡沫漂浮在洗涤液表面，随着清洗硅片的增加不会出现黑印的现象。本发明清洗剂还具有高效的特点，清洗剂单耗不高于6.4l/万片的用量可确保清洗后不出现黑边且成品率99％以上，清洗剂单耗不高于6.6l/万片的用量可确保清洗后不出现黑边且成品率99.9％以上。且所述清洗剂不含磷，耐硬水性好，是一种适合工业应用和环境友好型的多晶硅片洗涤剂。下面对本发明进一步详细说明。但下述实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。具体实施方式下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。以下实施例使用的柠檬酸钠购买自昆山大西洋化工有限公司，bs-12购买自郑州惠喜化工产品有限公司。实施例1一种多晶硅片清洗剂，包括如下质量份数的组分：柠檬酸钠50份；bs-1210份。清洗剂为上述组分溶解于水的清洗剂，ph为13.12。使用方法：在使用上述清洗剂清洗多晶硅片期间产生泡沫初期，将聚氧乙烯氧丙烯甘油与水按照质量比1:4进行稀释，滴洒在洗涤液表面，至不出现泡沫为止，加入gp330消泡剂与上述清洗剂的质量比为5:100。对比例1-1与实施例1的区别仅在于：多晶硅片清洗剂包括60质量份的柠檬酸钠，不含有bs-12。对比例1-2与实施例1的区别仅在于：多晶硅片清洗剂包括60质量份的bs-12，不含有柠檬酸钠。清洗效果和合格率远不如实施例1。对比例1-3与实施例1的区别仅在于：用乳酸钠替代柠檬酸钠。清洗后的硅片多出现隐裂，合格率远不如实施例1的清洗剂。对比例1-4与实施例1的区别仅在于：用edta替代bs-12。清洗后的硅片多出现黑印。实施例2一种多晶硅片清洗剂，包括如下质量份数的组分：柠檬酸钠70份；bs-1230份；聚天冬氨酸2份。清洗剂为上述组分溶解于水的清洗剂，ph为13.01。使用方法：在使用上述清洗剂清洗多晶硅片期间产生泡沫初期，将ppg与水按照质量比1:6进行稀释，滴洒在洗涤液表面，至不出现泡沫为止，加入ppg与上述清洗剂的质量比为1:100。对比例2-1与实施例2的区别仅在于：柠檬酸钠的质量份数为30份。实施例3一种多晶硅片清洗剂，包括如下质量份数的组分：清洗剂为上述组分溶解于水的清洗剂，ph为13.08。使用方法：在使用上述清洗剂清洗多晶硅片期间产生泡沫初期，将ppg、gp330消泡剂与水按照质量比1:1:10进行稀释，滴洒在洗涤液表面，至不出现泡沫为止，加入ppg、gp330消泡剂与上述清洗剂的质量比为1:1:100。实施例4一种多晶硅片清洗剂，包括如下质量份数的组分：清洗剂为上述组分溶解于水的清洗剂，ph为13.55。使用方法：在使用上述清洗剂清洗多晶硅片期间产生泡沫之前，将gp330消泡剂与水按照质量比1:4进行稀释后加入洗涤液，一段时间后仍有泡沫产生，此时再将苏州百斯盾化工有限公司生产的gpe消泡剂与水按照质量比1:4进行稀释，滴洒在洗涤液表面，产生泡沫全部破灭为止，加入gp型消泡剂、gpe消泡剂与上述清洗剂的质量比为1:1:100。对比例4-1与实施例4的区别仅在于：省去柠檬酸钠、bs-12、聚天冬氨酸、亚氨基二琥珀酸四钠这4个组分而保证清洗剂ph也为13.55。实施例5一种多晶硅片清洗剂，包括如下质量份数的组分：清洗剂为上述组分溶解于水的清洗剂，ph为13.85。使用方法：在使用上述清洗剂清洗多晶硅片期间产生泡沫之后，将苏州百斯盾化工有限公司生产的gpe消泡剂与水按照质量比1:6进行稀释，滴洒在洗涤液表面，产生泡沫全部破灭为止，加入gpe消泡剂与上述清洗剂的质量比为3:100。实施例6一种多晶硅片清洗剂，包括如下质量份数的组分：清洗剂为上述组分溶解于水的清洗剂，ph为13.67。使用方法：在使用上述清洗剂清洗多晶硅片期间产生泡沫之后，将苏州百斯盾化工有限公司生产的gpe消泡剂与水按照质量比1:5进行稀释，滴洒在洗涤液表面，产生泡沫全部破灭为止，加入gpe消泡剂与上述清洗剂的质量比为2.5:100。实施例7与实施例6的区别仅在于：使用方法不同，具体地，不加入消泡剂。表1为各实施例与对比例的清洗剂用于清洗156mm*156mm的多晶硅片的双面，可确保其清洗后不出现黑边且成品率99％以上时清洗剂用量的单耗m1和成品率99.9％以上时清洗剂用量的单耗m2。清洗后的硅片经去离子水冲洗后进入下一步制绒工序时在正常操作下制绒均匀即为“合格”。表1实施例m1(l/万片)m2(l/万片)对比例m1(l/万片)m2(l/万片)实施例16.406.60对比例1-140.2042.95实施例26.336.53对比例1-260.3080.10实施例36.216.41对比例1-320.2025.95实施例46.086.28对比例1-415.7619.76实施例56.106.30对比例2-116.2020.00实施例66.016.21对比例4-140.4060.08实施例76.366.56实施例1清洗剂的清洗效果明显优于对比例1-1、对比例1-2、对比例1-3和对比例1-4，说明清洗剂的清洗效果是柠檬酸钠和bs-12协同作用的结果，省去或替换二者之一都会使得清洗效果和清洗效率明显下降，如表1所示，对比例1-1、对比例1-2、对比例1-3和对比例1-4清洗后不出现黑边且成品率99％以上时清洗剂用量的单耗m1和成品率99.9％以上时清洗剂用量的单耗m2远远超过实施例1。对照实施例2与对比例2-1可知，柠檬酸钠与bs-12之间的协同作用与两者的配比有关，当柠檬酸钠的添加量低于本发明所述范围时，二者的协同作用不能很好地发挥，清洗效果明显变差。对照实施例4与对比例4-1可知，实施例4的清洗剂的清洗效果是各组分协同作用的结果，而不是仅仅通过达到碱度实现的。申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细特征，但本发明并不局限于上述详细特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细特征才能实施。所属
技术领域：
的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用材料的等效替换以及辅助材料的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。当前第1页12