[發(fā)明專利]塊狀硅原料的堿式清洗方法

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• 申請日: 2016-12-23
• 公開（公告）號: CN106623218A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設計）人: 李新培;龐學
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇邇高新能源科技有限公司
• 主分類號: B08B3/08
• 分類號: B08B3/08;B08B3/02;B08B3/10;B08B3/12;F26B21/00;B24B19/22
• 代理公司: 淮安市科文知識產(chǎn)權(quán)事務所32223
• 代理人: 馮曉昀

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及塊狀硅原料的清洗領域，具體涉及一種塊狀硅原料的堿式清洗方法。

背景技術(shù)

光電領域中，硅是非常重要和常用的半導體原料，是太陽能電池最理想的原材料。硅片的制備制備流程一般是先將原料進行清洗，然后將清洗后的原料進行鑄錠，再將鑄錠后的硅錠進行切方，然后再將切方后的硅錠進行切片。整個過程中，原料的洗料非常關鍵。硅原料最好是用原生料，但是原生料的價格太貴，所以生產(chǎn)中還會在原生料的基礎上加入回收料一起進行鑄錠，大大降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本。回收料為硅鑄錠過程中位于硅錠表面的部分，由于這部分硅中夾雜有雜質(zhì)，所以在切方的過程中卻被切下來而棄用。但是這些含有雜質(zhì)的硅料中仍然有部分硅，將雜質(zhì)處理之后，仍然可以作為原料繼續(xù)進行生產(chǎn)，以免原料浪費，降低了生產(chǎn)成本。

目前，因為企業(yè)生產(chǎn)過程中的回收料只占整個硅錠的小部分，所以如果企業(yè)僅僅只靠自家的回收料的話，企業(yè)就需要外購大量的原生料，所以成本仍然很高，因此企業(yè)在外購原生料的同時還會外購回收料。由于回收料表面具有砂漿、鍍膜、重金屬殘留物以及膠的殘留物，所以一般對于回收料的清洗處理需要通過沖洗、酸洗、堿洗和超聲波洗等步驟。其中沖洗可以去除回收料表面的砂漿等易去除的雜質(zhì)，酸洗可以去除重金屬殘留物，堿洗則不僅可以去除回收料的膠的殘留物和回收料的雜質(zhì)、還可以將原料表面殘留的酸進行中和，超聲洗則可以將原料表面縫隙處的雜質(zhì)、以及原料表面殘留的堿液去除。

但是由于經(jīng)過了酸洗，其清洗的步驟相對較多，清洗周期相對較長；另外，酸洗步驟所需要的酸的成本加上酸液處理的成本遠高于購買不含重金屬或僅含極少量重金屬的回收料費用與購買普通回收料費用的差額；而且，由于現(xiàn)在全社會的環(huán)境保護以使加強，所以對于廢水的處理要求更高，而酸性廢水中有多種金屬離子，其處理復雜程度和難度都遠高于堿性廢水。所以現(xiàn)在急需要一種無需酸洗的硅原料清洗工藝。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種塊狀硅原料的堿式清洗方法，用本發(fā)明進行硅原料的清洗時，實現(xiàn)了在硅原料清洗過程中，無需酸的參與，降低了生產(chǎn)成本、提高硅原料的清洗效率，并且降低了廢水的處理難度和處理成本；對于外購的硅原料通過重摻筆進行檢測，以保證硅原料中重金屬的含量不超標，由于鑄錠前的硅原料的重金屬含量不會超標，所以用這些硅原料生產(chǎn)出來的硅片，其重金屬含量也不會超標，保證了硅片的質(zhì)量；硅原料中含有的雜質(zhì)，絕大部分通過打磨的方式進行處理，其處理的效率遠高于以往通過酸洗的化學作用消除雜質(zhì)的效率，少量的雜質(zhì)和膠的殘留物僅需通過堿液浸泡進行去除；堿液浸泡仍無法去除的雜質(zhì)，再次經(jīng)過打磨進行去除，從而保證硅原料的清洗質(zhì)量，并盡量縮短清洗時間；由于砂輪片為耗材，所以打磨的時候，硅原料起初打磨時用的砂輪片為正常打磨過后產(chǎn)生磨損而換下的舊砂輪片，由于剛開始打磨的時候，打磨處為雜質(zhì)表面，與硅料有一定距離，所以即使砂輪片完全磨損之后導致砂輪的金屬托盤與雜質(zhì)接觸不會對硅料產(chǎn)生影響，從而進一步降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本；通過超聲設備清洗之后的硅料，最后經(jīng)過烘干之后，不僅使得硅原料得到了干燥，并且也對即將鑄錠的硅料起到了預熱作用，從而降低了硅料鑄錠時候的能耗；通過超聲設備的清洗，使得硅原料中的一些縫隙中殘留的雜質(zhì)都能被清洗出來，保證了硅原料的清洗效果；通過保證堿液的溫度和pH值在一定范圍內(nèi)，保證了堿液的最佳清洗效果。

本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

塊狀硅原料的堿式清洗方法，包括以下步驟：

1）將塊狀的硅原料中含有雜質(zhì)的部分進行打磨；將打磨后的硅原料放入清水池內(nèi)沖洗，并在沖洗后對硅原料的表面進行觀察；

2）根據(jù)觀察：將含有少量雜質(zhì)甚至不含有雜質(zhì)的硅原料放入堿液池內(nèi)進行浸泡，對硅原料表面殘留的雜質(zhì)和膠液殘留物進行泡洗；將讓含有大量雜質(zhì)的硅原料重復步驟1）的操作；

3）將步驟2）中的放入堿液池內(nèi)的硅原料浸泡15~25分鐘，并對經(jīng)過堿液池浸泡的硅原料取出并進行觀察；

4）根據(jù)觀察：將表面光亮、沒有殘留污垢且不含有雜質(zhì)的硅原料依次放入清水池中沖洗和超聲清洗設備中清洗；將含有微量雜質(zhì)的硅原料再次進行打磨；將仍含有少量雜質(zhì)的硅原料重復步驟3）的操作；

5）將雜質(zhì)完全打磨掉的硅原料放入清水池內(nèi)沖洗，并在沖洗后對硅原料的表面進行觀察；

6）根據(jù)觀察：將表面光亮、沒有殘留污垢且不含雜質(zhì)的硅原料進行超聲清洗設備中清洗；將表面仍有殘留污垢的硅原料放入堿液池內(nèi)進行堿洗，對硅原料表面殘留的膠液殘留物進行泡洗；