浅谈硅料清洗的步骤和方法

apple

浅谈硅料清洗的步骤和方法
    在一个行业一个产品某种意义上来说都有其一个特定性。要解决一个问题，我们首先要了解产品的来与去。就太阳能原料而言，我们从以下方面来谈它的来去，就是通常我们说的输入。

    原生多晶：按常规考虑，原生多晶在生产过程中，生产厂家的成品已经经过清洗处理，在拉单晶和铸多晶时，直接投入即可。但问题是：1、生产厂家处理了没有？2、生产厂家处理的结果是什么？3、在物流、储存时有没有出现杂质侵入等原因。通常一般厂家不放心直接使用，需要把此料进行一次酸洗后才放心。硅料表面和缝隙中压留酸分子，然后再用超声波通过循环纯水进行漂洗。还有一个问题，我们在酸洗和漂洗过程中的硅料不可能悬空在溶液中，如果杂质刚好在两个硅料或硅料与洗篮接触点，那不是还没洗到吗？所以一般要动一下，可能很少有人知道这动的原因，或根本没有在意。

    头尾料：在生产硅片中要对硅棒或硅锭进行切方处理，剩下的叫头尾、边皮料。因为大家知道硅料是可以再生利用，所以切下的头尾料要再利用怎么办？那就是清洗。我们先分析头尾料上的杂质：1、切割后金属离子的转移；2、切割液的残留；3、物流留下的污物。这三个问题怎样处理？切割液的残留和物流留下的污物用超声碱洗解决，金属离子用酸洗解决。

    碎片料：在我们切片、脱胶、清洗、物流过程中，因为种种原因会产生碎片，碎片的主要特性是粘合，主要杂质为切割砂液，我们可以利用碎片在溶液中的翻转漂浮对其分离清洗，达到它的清洁度一致性。

埚底料：埚底料的主要去除对象是石英，在对埚底料进行处理时，应对大块石英进行打磨，然后在酸液中进行长时间浸泡处理。

    综合上述情况：我们注意到了在各种不同类的情况下，要用不同工艺来解决。我们在这洗料过程中要把握：1、料要动2、漂要清3、流程要准确。

    其他料：除以上四种料以外还有废电池片、IC料及半导体芯片等一些硅料芯片，要对其除金属、蓝薄、银浆等前期处理。 本文来自环球光伏网

以下流程仅供参考：

一、硅料的浸泡

    随着多晶硅产能逐渐增加，原料对生产商而言有更多的选择，同时也会放弃一些利用价值低的废料。但对处理相对简单，低成本的可再利用料仍可以降低成本，这些主要是坩埚底料和半导体废片料等。

    我们在对埚底料和半成品半导体硅片进行除石英和金属电路处理上通常采用洗篮和花篮静止泡洗12小时（根据酸的浓度和比例）。这种方法是最简易和节约成本的。问题在于静止过程中料的表面和酸反应、酸的处理能力需要长时间慢慢释放。在此种情况下，如果加入循环泵，用于搅拌酸液，缩短浸泡时间更能起到均匀处理的作用。

如果用以上常规方法对小颗粒埚底料、碎电池片料和有电路半导体料进行浸泡就很难处理或者会造成更多的浪费。因为在处理杂质过程中，酸在料的中心点的处理能力大大减弱，而在外围酸的强度没有改变，同时也损耗硅料。针对此种情况要采用翻转式浸泡，利用浮力翻动，使得料在酸液中能进行均匀浸泡处理。
见图1-1-1、图1-2-1

二、硅料的碱洗

    在生产太阳能单晶多晶硅片过程中，都会产生晶棒的头尾边皮和切割后的残余。其表面在加工过程中残留了切割液、金属离子、指纹和附带杂质等。

    1、通常是把部分料在回用过程中需通过碱洗，从产生至清洗回用这个过程中要注意三个事项：
   A.残余料产生到清洗时间尽量要短；
   B.硅料尽量浸入溶液，不要裸露在空气中；
  C.操作过程中应避免指纹留在硅料上。

    2、清洗过程：
    超声碱洗→超声漂洗→超声漂洗

    3、清洗工艺：（一般情况）

清洗槽 溶液 时间 温度 超声功率
超声碱洗 碱+ID 20min 60℃～80℃ 20w/升
超声漂洗 ID 20min 常温 20w/升
超声漂洗 ID 20min 常温 20w/升

4、清洗的头尾边料：

    碱洗中主要清洗目的是去掉切割液和附带物等杂质。切割下来的料放置时间过久会增加切割液和杂质的附着力，比如用完餐的碟子上的油脂，凝固了以后清洗时间会延长，清洗难度也增加了。如果时间过长、温度不宜或环境不好还会造成氧化等化学反应，就像日常用的水龙头，经常擦洗会一直光亮，长时间不擦洗，被氧化成花纹等不良后果，很难恢复到以前的样子。关于指纹的清洗工艺更难，原因有二：1、每个人分泌的手汗不同；2、每个人手指接触的地方不同。指纹带来的杂质比较复杂，有酸性、有碱性、有油性，并且这些杂质会在料表面产生物理和化学反应。我们对清洗没有指纹的硅料，用一种通用工艺就可以处理的。因此在清洗行业里指纹是最难清洗的一种杂质，要处理长时间裸放的硅料我们的工艺要增加浸泡槽，使杂质的附着力柔化。

    对有裂纹的硅料和坩底料的碱洗尽量要让纹路裂开，因为杂质或氧化物在裂纹里很难清洗干净。如果没有氧化物在碱洗过程中碱液也会侵入到裂纹里，从而漂洗工艺里增加了难度。

5、清洗碎片料：

    在切割、脱胶和清洗等过程中产生的碎片，通常是放在单槽或多槽超声波中清洗。此方面存在的问题在于碎片有两个平面，它们容易粘合。在粘合处的杂质、油污很难被清洗出来。通过人工来处理一方面劳动强度大，另一方面硅片会更碎，更难处理。我们介绍的方法是把碎片放入一个特定篮筐内，让其在溶液中翻转，利用溶液浮力和篮筐的翻转让硅片在溶液中漂浮，从而达到分离，完全清洗干净粘合面的杂质和油污。   
    来自：环球光伏网