[发明专利]一种原生硅的清洗方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能光伏领域，尤其涉及一种原生硅的清洗方法。

背景技术

随着地球资源的日益枯竭，清洁能源的利用成为了未来人类发展的趋势，例如光能、风能、水能、地热等清洁能源已经越来越被人们所重视。其中光能作为利用率高，电能转化率高，体积小而被广泛应用于各个领域。

在光能利用中少不了光伏产品，太阳能电池板就是光伏产品中最普遍应用的一种。太阳能电池板是通过多晶硅或单晶硅等原生硅材料料制备成具有光电转化能力的太阳能电池板。在制备过程中对原生硅的清洗对后续生产至关重要，如果清洗不干净，表面的金属离子、灰尘、清洗剂残留都会造成光电转化率低等问题。而现有技术中原生硅的清洗方法主要有两种，第一种是利用硝酸（HNO₃）及氢氟酸（HF）在加热下清洗硅料；另一种方法是使用乳化剂（表面活性剂）进行清洗乳化去除原生硅表面的杂质和金属离子。

第一种方法使用的硝酸和氢氟酸均为易挥发，强氧化性、有毒的化合物，所以在清洗原生硅时不仅会损耗原生硅，而且还会给生产人员造成危害，对环境造成污染，另外，硝酸和氢氟酸对于金属的活泼性顺利依赖较高，而且由于硝酸的存在对于表面氧化后呈惰性的金属元素如铬、镍、铝、铜以及过度金属元素铁等去除效果不佳；第二种方法虽然无毒，效果好，但是成本太高，对乳化剂的种类选择也较为苛刻，不适合大规模的工业化生产。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种既能够清洗原生硅中的杂质，又能够降低原生硅损耗的低成本原生硅清洗方法。

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种原生硅的清洗方法，其特征在于，包括：

a）将原生硅在草酸的水溶液中进行超声酸洗；

b）将所述超声酸洗的原生硅在清洗剂的水溶液中超声乳化；

c）将所述超声乳化的原生硅在水中进行超声水洗。

优选的，在步骤a）之后，步骤b）之前还包括，除去所述超声酸洗的原生硅表面残留的草酸水溶液。

优选的，所述除去所述超声酸洗的原生硅表面残留的草酸水溶液具体为：

将所述超声酸洗后的原生硅在水中超声清洗。

优选的，步骤b）中超声乳化的次数为1~3次，每次使用的清洗剂的量为所述原生硅的体积重量百分比为0.23%~0.33%。

优选的，所述清洗剂为硅片用清洗剂。

优选的，步骤c）中所述的超声水洗的次数为1~6次，水用量为原生硅用量的3~6倍。

优选的，所述超声酸洗、超声乳化和超声水洗中的超声震动强度大于0.42W/㎝²。

优选的，整个清洗过程在半自动硅片清洗机中进行；

所述半自动硅片清洗机包括：机体；设置于机体上的若干清洗槽、所述清洗槽内部设置有超声震动装置和加热装置；

花篮，通过可伸缩机械臂连接于所述机体；所述花蓝通过机械臂的移动和伸缩能够实现在各清洗槽的进出；

所述花篮直径为25~40cm，高度为40~50cm。

优选的，所述花篮的个数为1~10个。

优选的，所述清洗槽的个数为3~8个。

本发明提供了一种原生硅的清洗方法，所述清洗方法首先通过草酸水溶液与超声震动结合，利用草酸能够与大部分金属元素形成溶于水的络合物这一特性，除去大部分杂质元素，然后通过清洗剂的乳化、螯合除去原生硅中的不溶于草酸的无机物，然后再在水中通过超声震动进行超声水洗，得到除去清洗剂和多余的草酸，将原生硅清洗干净。本发明提供的清洗方法不适用具有强氧化性、强挥发性和毒性的硝酸、氢氟酸混合溶液，避免了由于强氧化造成的过渡金属或中性金属的钝化，无法将上述元素清洗干净。另外本发明提供的清洗方法中使用的清洗剂和草酸均不具有挥发性和毒性，不会对环境和人体造成危害。由于使用的草酸和水的成本低廉，清洗剂使用量较少，所以成本较低，适合大规模工业化生产。

具体实施方式

为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点而不是对本发明专利要求的限制。

本发明提供了一种原生硅的清洗方法，包括：

a）将原生硅在草酸的水溶液中进行超声酸洗；

b）将所述超声酸洗的原生硅在清洗剂的水溶液中超声乳化；

c）将所述超声乳化的原生硅在水中进行超声水洗。