本发明涉及光伏
技术领域：
，具体地，涉及一种清洗剂、制备方法及应用。
背景技术：
：太阳能电池用硅片在金刚石线切割后需要清洗，早些年国内硅片切割经常采用砂浆工艺。砂浆工艺的线速低，碳化硅和切割液混合喷淋下由普通直线携带砂浆切割硅片，润滑和冷却效果好，硅片表面残留有机物容易清洗，近些年金刚石线切割技术比传统的砂浆钢线切割具有切割速度快(4-5倍切割速度)、钢线线径小、损耗少出片率高(多出15％-20％硅片)、环境污染小(有机液少)等的明显优势被迅速推广。但高速的切割后硅片表面的有机物，硅粉残留不易清洗剥离的问题越来越严重，原来传统的硅片清洗剂已不能保证硅片表面质量，清洗后的脏污片较多，返片率高。因此，需要研发出一种适应金刚石线高速切割后的硅片的高效清洗剂。技术实现要素：针对上述问题，本发明提供了一种清洗剂，该硅片清洗剂提高了自身的清洗能力，能够高效的清除硅片表面的脏污，降低硅片清洗的返洗率。本发明还提供一种清洗剂的制备方法。此外，本发明还提供一种清洗剂在清洗硅片中的应用。本发明通过以下技术方案实行：根据本发明第一方面实施例的清洗剂，用于清洗硅片，含有：无机碱8-15重量％；有机碱2-9重量％；脱脂剂2-15重量％；清洗助剂0-4重量％；以及余量份的水，其中，所述硅片清洗剂的游离碱度为50pt以上。优选地,所述硅片清洗剂的游离碱度为75pt以上。优选地,所述无机碱为氢氧化钾，所述有机碱为三乙醇胺。优选地,所述脱脂剂为脂肪醇乙基氧化物。进一步地,所述脂肪醇乙基氧化物选自脂肪醇聚氧乙烯醚和异构醇聚氧乙烯醚中的一种或两种。优选地,所述清洗助剂为高级脂肪磷酸酯。优选地,还含有分散螯合剂1-12重量％。进一步地,所述分散螯合剂为乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸盐或其混合物。根据本发明第二方面实施例的清洗剂的制备方法，包括以下步骤：步骤s1，提供无机碱水溶液；步骤s2，提供有机碱、脱脂剂、清洗助剂；步骤s3，将步骤s2的物料加入所述无机碱水溶液中搅拌，得到所述硅片清洗剂，其中，所述无机碱的浓度为8-15重量％；所述有机碱的浓度为2-9重量％；所述脱脂剂的浓度为2-15重量％；所述清洗助剂的浓度为0-4重量％，且所述清洗剂的游离碱度为50pt以上。根据本发明第三方面实施例的清洗剂在清洗硅片中的应用。优选地，所述硅片为金刚石线锯加工得到。本发明的上述技术方案至少具有如下效果之一：1)根据本发明实施例的清洗剂通过提高清洗剂的游离碱度，可以有效的将附着在硅片表面的硅粉和有机物等残留物与硅片的剥离，大大提高清洗剂对硅片的清洗效果；2)引入清洗助剂高级脂肪磷酸酯，该清洗助剂与碱协同作用，加快了清洗剂与硅片表面脏污的反应速度，提高了硅片表面脏污的剥离速度，使硅片返片率由1％以上降至0.2％，极大地改善了产品质量。具体实施方式下面具体描述根据本发明实施例的清洗剂。根据本发明实施例的清洗剂，含有无机碱8-15重量％，有机碱2-9重量％，脱脂剂2-15重量％，清洗助剂0-4重量％以及余量份的水，其中，所述硅片清洗剂的游离碱度为50pt以上。优选地，含有无机碱10重量％，有机碱3重量％，脱脂剂8重量％，清洗助剂2.5重量％，通过该组分以及组分的添加量可以有效的提高清洗剂的游离碱度，加快了清洗剂与硅片表面残留的硅粉以及其与有机物残留物的反应速度，提高了硅片表面脏污的剥离速度，且清洗效果较好，降低了硅片清洗后的返片率，改善了产品的质量，其中返片率是指清洗后的不合格的硅片数量占总的清洗后的硅片数量的百分比。优选地，清洗剂的游离碱度为75pt以上，也就是说通过该组分及组分的含量可以将硅片清洗剂的游离碱度提高到75pt以上，能够进一步加快清洗剂中的无机碱与硅片表面的硅粉反应的速度，进而加快了硅片表面的残留脏污的剥离速度，且清洗效果较好，可以使硅片返片率由1％以上降至0.2％以下，极大地改善了产品质量。具体地，无机碱可以为常规的选择，如氢氧化钾、氢氧化钠等，优选的，本发明的无机碱为氢氧化钾，也就是说，采用氢氧化钾代替传统清洗剂中的氢氧化钠，提高清洗剂的水溶性，可将游离碱度由45以内提高至70以上，该碱度能够快速的去除硅片表面的硅粉及残留有机物等脏污，有效的提高清洗剂的清洗效果，其中，清洗剂中的氢氧化钾与硅片表面的硅粉反应式为：si+2koh+h2o＝＝k2sio3+2h2↑(1)由该反应式可以看出，通过氢氧化钾可以将硅片表面的硅粉氧化成溶于水的硅酸钾，进而将硅粉去除，且适当的增加氢氧化钾的浓度可以加快该反应的速度，进而加快硅片表面硅粉的剥离速度，可以提高清洗剂的清洗速度。进一步地，有机碱可以为常规的选择，优选地，本发明的有机碱可以为三乙醇胺，三乙醇胺的碱性比氨弱，呈弱碱性，可作为表面活性剂和洗涤剂等，三乙醇胺的相容性较好，在液体洗涤剂中加入且可以改进油性污垢，能够提高清洗剂的游离碱度，进而提高清洗剂的去污性能。脱脂剂主要用于脱除物体表面的油污，优选地，脱脂剂可以为脂肪醇乙基氧化物，其含量为2-15重量％，该含量的脱脂剂不会损伤硅片表面的质地，而且可以使大量的油脂乳化分散，从而使油垢易于脱离硅片的表面。优选地，脂肪醇乙基氧化物选自脂肪醇聚氧乙烯醚和异构醇聚氧乙烯醚中的一种或两种。该脂肪醇乙基氧化物能够更好的去除硅片表面的有机物质，同时不损伤硅片表面。本发明的清洗助剂可以为常规的选择，包括含磷清洗助剂和无磷清洗助剂，其可以有效的提高清洗剂的清洗效果，优选地，本发明的清洗助剂选为高级脂肪磷酸酯，更优选地，清洗助剂为月桂醇醚磷酸酯，该物质具有优良的去污、乳化、分散、净洗、耐酸、耐碱等性能，其与无机碱相互协同，可以对碱起到缓冲的效果，即可以避免碱对硅片深度氧化而损坏硅片，同时，能够辅助碱以进一步提高碱对硅片的清洗效果。本发明中还含有分散螯合剂1-12重量％，分散螯合剂是一种高效多用途的有机螯合物，它可以软化水质，对金属离子有很强的螯合力及浮渣分散力，能缓慢地溶解并清除设备内的硅垢、钙皂沉淀物以及低聚物，防止金属盐对硅片表面的再粘污。优选地，分散螯合剂为乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸盐或其混合物，其含量为10重量％，乙二胺四乙酸及乙二胺四乙酸盐是一种优良的金属离子螯合剂，其中乙二胺四乙酸盐可以为乙二胺四乙酸钠、乙二胺四乙酸二钠等，采用该含量及组分的分散螯合剂可以提高清洗剂的清洗能力，同时能够防止硅盐对清洗后的硅片再次沾粘，影响清洗效果。本发明实施例的清洗剂，通过提高清洗剂的游离碱度，可以有效的去除附着在硅片表面的硅粉和有机物等残留物，大大提高清洗剂对硅片的清洗效果，同时能够防止污物的再次附着，同时，引入清洗助剂高级脂肪磷酸酯，加快了清洗剂与硅片表面脏污的反应速度，提高了硅片表面脏污的清洗效果，使硅片返片率由1％以上降至0.2％，极大地改善了产品质量及生产效率。根据本发明第二方面实施例的清洗剂的制备方法，包括以下步骤：步骤s1，提供无机碱水溶液。其中，无机碱为氢氧化钾，其浓度为8-15重量％。步骤s2，提供有机碱、脱脂剂和清洗助剂。有机碱为三乙醇胺，其浓度为2-9重量％，脱脂剂的浓度为2-15重量％，所述清洗助剂的浓度为0-4重量％。步骤s3，将步骤s2的物料加入所述无机碱水溶液中搅拌，得到所述硅片清洗剂，且所述清洗剂的游离碱度为50pt以上。具体地，将有机碱氢氧化钾与水混合降温至25-30℃得到浓度为8-15重量％的无机碱水溶液，再将有机碱、脱脂剂和清洗助剂加入无机碱水溶液中搅拌均匀，过滤得到清洗剂。该方法中的各组分的比例以及作用在上述实施例中已详细的说明，在此不再赘述。根据本发明的清洗剂的制备方法，制备工艺简单，容易操作，适用于工业化生产，且通过该方法制备出的清洗剂，清洗效果较好，可以使硅片返片率由1％以上降至0.2％以下，极大地改善了产品质量。本发明的上述材料及组分均为市售或根据本领域的技术人员公知的方法制备得到，对此为本领域的公知，在此不再赘述。根据本发明第三方面的实施例的清洗剂在清洗硅片中的应用，其中硅片为金刚石线锯加工得到，使用时，将清洗剂的温度控制在55±5℃，再将清洗剂加入清洗线药槽中，调整清洗剂的浓度为3％-5％，每槽超声时间控制在180s-260s,可以有效的去除硅片表面的硅粉及残留有机物，返片率低于0.2％。为使本领域的技术研究人员能够更好的理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。本发明中的游离碱度采用酸碱度滴定法进行测试，取试样10ml，用0.1mol/l盐酸标准溶液，用移液管吸取10ml清洗剂于250ml锥形瓶中，加3-4滴酚酞指示剂。用盐酸标准溶液滴定由粉红色变为无色即为终点，记下消耗盐酸标准溶液毫升数计算出清洗剂的游离碱度。脂肪醇聚氧乙烯醚的生产厂家为绍兴市宇洲化工有限公司，型号为iw。实施例11)准备氢氧化钾8kg，三乙醇胺2kg，脂肪醇聚氧乙烯醚15kg，月桂醇醚磷酸酯4kg和水71kg。2)将上述的氢氧化钾与水混和均匀后降温至室温形成氢氧化钾水溶液，再将三乙醇胺、脂肪醇聚氧乙烯醚和月桂醇醚磷酸酯加入氢氧化钾水溶液中，继续搅拌30min，再静止30min，然后微孔过滤，得到清洗剂。通过上述酸碱度滴定法测定，其游离碱度为50pt。将上述清洗剂温度调整到55℃，将清洗剂加入清洗线药槽中，浓度为5％，每槽超声时间180s，清洗的硅片结果，如表1中序号1的数据。此外，为了对比，还对泰林德清洗剂有限公司，型号为tpc128的清洗剂通过与上述同样方法清洗硅片，清洗硅片的结果如表1中序号2对应的数据。表1序号清洗刀数交片数量返洗数量返洗片占比12145452161240.02％221454623588491.62％其中，每一个清洗刀数是2500-2600片硅片，清洗后的硅片去除损坏的硅片，剩余的清洗后的完整硅片数量即为交片数量，通过全自动硅片检测分选机(生产厂家：无锡市南亚科技有限公司，型号为tf-3000)对清洗后的硅片的洁净度进行检测，再经过目测硅片表面的洁净度，表面不光洁的进行反洗，以下实施例均采用此检测方法。由表1可以看出，本发明的清洗剂的清洗效果明显优于现有的清洗剂的清洗效果，其返片率为0.02％。实施例21)准备氢氧化钾10kg，三乙醇胺3kg，脂肪醇聚氧乙烯醚8kg，月桂醇醚磷酸酯2.5kg和水76.5kg。2)将上述的氢氧化钾与水混和均匀后降温至室温形成氢氧化钾水溶液，再将三乙醇胺、脂肪醇聚氧乙烯醚和月桂醇醚磷酸酯加入氢氧化钾水溶液中，继续搅拌30min，再静止30min，然后微孔过滤，得到清洗剂。通过上述酸碱度滴定法测定，其游离碱度为75pt。将上述清洗剂温度调整到60℃，将清洗剂加入清洗线药槽中，浓度为3％，每槽超声时间260s，清洗的硅片结果，如表2中序号1的数据。此外，为了对比，还对常州君合达克罗涂覆工程技术有限公司，型号为jh-15的清洗剂通过与上述同样方法清洗硅片，清洗硅片的结果如表2中序号3对应的数据。表2序号清洗刀数交片数量返洗数量返洗片占比12145452161240.02％321454624677231.41％由表2可以看出，本发明的清洗剂的清洗效果明显优于现有的清洗剂的清洗效果，其返片率为0.02％。实施例31)准备氢氧化钾15kg，三乙醇胺9kg，异构醇聚氧乙烯醚2kg，月桂醇醚磷酸酯1kg,乙二胺四乙酸12kg和水61kg。2)将上述称取的氢氧化钾与水混和均匀后降温至室温形成氢氧化钾水溶液，再将三乙醇胺、异构醇聚氧乙烯醚、月桂醇醚磷酸酯和乙二胺四乙酸加入氢氧化钾水溶液中，继续搅拌30min，再静止30min，然后微孔过滤，得到清洗剂。通过上述酸碱度滴定法测定，其游离碱度为85pt。将上述清洗剂温度调整到50℃，将清洗剂加入清洗线药槽中，浓度为4％，每槽超声时间200s，清洗的硅片结果，如表3中序号1的数据。此外，为了对比，还对东莞市亚光环保科技有限公司，型号为kd-036的清洗剂通过与上述同样方法清洗硅片，清洗硅片的结果如表3中序号4对应的数据。表3序号清洗刀数交片数量返洗数量返洗片占比12155471202300.04％421554892170281.28％由表3可以看出，本发明的清洗剂的清洗效果明显优于现有的清洗剂的清洗效果，其返片率为0.04％。实施例41)准备氢氧化钾12kg，三乙醇胺8kg，异构醇聚氧乙烯醚3kg，乙二胺四乙酸钠12kg和水61kg。2)将上述的氢氧化钾与水混和均匀后降温至室温形成氢氧化钾水溶液，再将三乙醇胺、异构醇聚氧乙烯醚和乙二胺四乙酸钠加入氢氧化钾水溶液中，继续搅拌30min，再静止30min，然后微孔过滤，得到清洗剂。通过上述酸碱度滴定法测定，其游离碱度为80pt。将上述清洗剂温度调整到53℃，将清洗剂加入清洗线药槽中，浓度为4％，每槽超声时间210s，清洗的硅片结果，如表4中序号1的数据。此外，为了对比，还对宁波市宏阳清洗设备有限公司，型号为hy-702的清洗剂通过与上述同样方法清洗硅片，清洗硅片的结果如表4中序号5对应的数据。表4序号清洗刀数交片数量返洗数量返洗片占比12155471202300.04％521554921089261.63％由表4可以看出，本发明的清洗剂的清洗效果明显优于现有的清洗剂的清洗效果，其返片率为0.04％。虽然已参考具体的实施方式描述了本发明，但本领域技术人员将理解，在不偏离本发明的范围下，可进行各种变化，并且等价物可替代其要素。因此，本发明不局限于所公开的具体的实施方式，而是其包括落入所附权利要求范围内的所有实施方式。当前第1页12