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太阳能硅片清洗剂的制备方法

发表时间:2023-11-01 16:24作者:湖北海力环保

光伏产业中,硅片生产过程中需将硅片进行清洗才能生产出合格产品。太阳能硅片表面污染物主要包括环氧树脂、油脂、聚乙二醇、松香等有机物,尘埃及其它金属离子玷污和颗粒污染等,它们通常以物理吸附和化学键的方式存在于硅片的表面。这些杂质严重影响着电池片的性能。
  非离子表面活性剂应用条件广,不受各种严苛化学条件的影响,并具有很强的渗透力,通过活性剂分子渗入硅片表面与吸附物之间,在溶剂流动的冲击下向污垢粘附深层扩散,将污垢基团托起,随着溶剂流动形成的剪切力将污垢基团与硅片分离,并且活性剂分子取而代之吸附在硅片表面上形成一层隔离膜,防止污垢基团的再次吸附。
本文实验选用的活性剂AEO- 9是聚氧乙烯链结构,清洗时通过非极性碳氢链对污垢进行渗透和包裹,亲水的极性基团链则大部分与水分子通过化学键形成水合基团溶于水中,形成较厚的保护层,扩大污垢粒子相接近的空间障碍,减小污垢基团之间聚集成团的吸附力,从而提高污垢在清洗溶液中的分散效果,有利于提高去除硅片上颗粒;其次,非离子表面活性剂的分子较大,同样减小了表面活性剂与硅片之间的化学键吸附,从而形成易清洗的色散力吸附取代较紧密的电荷吸附,比较容易地清洗掉脂肪醇。
  聚氧乙烯醚与壬基酚聚氧乙烯醚为无色透明油状液体,这些表面活性剂完全溶于水,易生物降解,是清洗剂的主要成分。在硅片加工中引入的Na Mg Ca 等重金属离子会使太阳能寿命大大下降,漏电流增加。因此,在清洗剂中必须采取措施来清除重金属离子。加入螯合剂是有效去除金属离子通常做法,因为螯合剂的主要成分是螯合环,它的两端有共用电子对和金属离子作用,用化学键的方式将其拉向螯合环并形成稳定的螯合物,螯合剂的大基团将金属离子包裹进去,将其与硅片分离开来,最终通过清洗溶剂的流动剪切力接触金属离子与硅片的粘附。十二烷基苯磺酸钠 LAS 是一种阴离子表面活性剂,,易与各种助剂复配,成本较低,是较好的化工原料助剂。三聚磷酸钠是清洗剂配方中最重要的无机助剂,溶于水。三聚磷酸钠本身具有表面活性剂的一般特性,具有较强的络合碱金属和重金属的能力,对固体颗粒有很强的分散力和悬浮力,在去除油垢方面有良好的效果,可防止污垢再沉积,提高清洗去污力清洗效果。
  筛选后的清洗剂呈碱性,能去除99%以上的污垢附着物,而且不会在硅片上产生二次粘附物。制备的清洗剂可直接在常温下进行超声清洗,清洗条件温和。清洗后的返片率仅为传统工艺的 1/10
清洗剂的分子量对分子链非极性端化学键产生较大影响,反应温度是清洗剂制备中一个重要的控制因素,一般控制在60℃效果最好,虽然更高温度能够使清洗剂配制过程时间更短,但是也增加了清洗剂中长链分子链的分解,分解产物会在清洗过程中形成二次粘附造成二次污染。一般配制温度以 60~100℃为宜,以乙烯醚类活性剂为软段、 以阴离子表面活性剂位硬段,以螯合剂弹性体,配合三聚磷酸钠等助剂,从而大大提高硅片清洗后的性能

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