一种适用于太阳能级大尺寸硅片多线切割用冷却液的制作方法

1.本发明涉及一种冷却液，具体涉及一种适用于太阳能级大尺寸硅片多线切割用冷却液。


背景技术：

2.硅片切割是太阳能光伏电池制造工艺中的关键部分，该工艺用于处理单晶硅或者多晶硅的固体硅锭，线锯首先把硅锭切成方块，然后切成很薄的硅片，切割单多晶硅片技术中有两种辅材对整个切割过程起到关键性作用，一种是金刚石线，一种就是冷却液，两者如果不能达到很好的协同作用，就会产生各种切割不良甚至断线风险。
3.目前金刚线切割大尺寸、薄硅片的切割过程中由于缸体切割过程硅粉浓度高，对硅粉分散性和润湿性的要求大幅增加，市面上的常规分散剂和润湿剂不能满足现场的使用需求，容易造成脏片、润湿和润滑能力不足导致的断线和加切，形成色差、崩边、脏污、线痕等数据增高，良品率低。
4.针对目前硅片大尺寸和薄片化趋势，在线切割中对冷却液提出了更高的要求，需要具备分散性强、高润滑、冷却性能好和易清洗作用。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术存在的缺点，提出一种适用于太阳能级大尺寸硅片多线切割用冷却液，该冷却液大尺寸硅片的切割具有分散能力、润滑能力好，对有害组分的螯合效果好，有效提高了润湿性能和细微泡沫控制性能。
6.本发明解决以上技术问题的技术方案是：一种适用于太阳能级大尺寸硅片多线切割用冷却液，按重量份数计包括，分散剂：18-25份，润湿剂：10-20份，余量为纯水，以上各组分之和为100份。
7.本发明进一步限定的技术方案为：前述适用于太阳能级大尺寸硅片多线切割用冷却液中，分散剂为环糊精聚醚分散剂，以多糖类物质为起始剂，接枝环氧乙烷和环氧丙烷的聚合物，结构如下所示：
其中，聚氧乙烯醚聚合度n为5至12，聚氧丙烯基醚聚合度m为0至5。
8.前述适用于太阳能级大尺寸硅片多线切割用冷却液中，多糖类物质为环糊精。
9.前述适用于太阳能级大尺寸硅片多线切割用冷却液中，润湿剂为环氧丁烷封端的双挂二元醇聚氧乙烯醚，该润湿剂以二元醇为起始剂，二元醇两端接枝环氧乙烷，然后再用环氧丁烷封端的聚合物，结构如下所示：其中，二元醇烷基碳链结构单元为7至10，聚氧乙烯醚的聚合度y为3至8。
10.前述适用于太阳能级大尺寸硅片多线切割用冷却液中，润湿剂中的起始二元醇为1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇中的至少一种。
11.本发明的有益效果是：本发明的分散剂采用环糊精聚醚分散剂，其中环糊精具有大分子空间结构，多吸附活性位点，自身在水溶液中可以与水形成溶胀分子凝胶团，充当切割过程中的润滑剂和硅粉分散剂，并能吸附切割过程中由于钢线或者水质中的重金属离子，可以大幅减少对线切割过程、硅粉分散、以及硅片表面吸附物对制绒白斑的影响；分散剂接环氧乙烷和环氧丙烷的聚合物，这两种支链增强了它的清洗分散和渗透能力，环氧丙烷的引入也使得它的具有低泡性能，泡沫低、可自消除。因此使得本发明的冷却液对于大尺寸硅片的切割具有超凡的分散能力和润滑能力，以及对有害组分的螯合效果。
12.本发明采用的环氧丁烷封端双挂二元醇聚氧乙烯醚润湿剂，因含有环氧乙烷，所以其有优良的渗透、乳化、清洗力强等能力，环氧丁烷则使其拥有低泡性能，流动能力、润湿性增强，本发明的润湿剂具有极其优秀的润湿效果，长碳链结构烷基亲油基结构，配合环氧丁烷封端，润湿性能和细微泡沫控制性能均有较大提升，在大尺寸切割过程中，可以提供优异的润湿和控泡效果。
13.同时本发明冷却液的组成相较于现有技术而言简单，不含有机硅消泡剂、金属抑制剂等，大大降低了切割废液中的cod排放，使得切割废液易处理。
14.本发明的冷却液具有良好的分散能力避免了在切割大片的过程中硅粉的团聚和沉积，引起管道堵塞，防止了后续制绒工艺中因冷却液残留所引起的白斑亮点等缺陷；此外，由于冷却液添加量少，稀释比例高，且原料中不含有机硅类的物质，所以切割所产生的废液的cod也大大降低，在后续的处理中也更节约成本，环保。
具体实施方式
15.实施例1本实施例提供一种适用于太阳能级大尺寸硅片多线切割用冷却液，按重量份数计包括，分散剂：20份，润湿剂：12份，余量为纯水，以上各组分之和为100份。
16.在本实施例中，分散剂为环糊精聚醚分散剂，以环糊精为起始剂，接枝环氧乙烷和环氧丙烷的聚合物，结构如下所示：其中，聚氧乙烯醚聚合度n=7，聚氧丙烯基醚聚合度m=4。
17.在本实施例中，润湿剂为环氧丁烷封端的双挂二元醇聚氧乙烯醚，该润湿剂的起始剂为1,7-庚二醇，1,7-庚二醇两端接枝环氧乙烷，然后再用环氧丁烷封端的聚合物，结构如下所示：其中，二元醇烷基碳链结构单元x=7，聚氧乙烯醚的聚合度y为6。
18.实施例2本实施例提供一种适用于太阳能级大尺寸硅片多线切割用冷却液，按重量份数计包括，分散剂：22份，润湿剂：15份，余量为纯水，以上各组分之和为100份。
19.在本实施例中，分散剂为环糊精聚醚分散剂，以环糊精为起始剂，接枝环氧乙烷和环氧丙烷的聚合物，结构如下所示：
其中，聚氧乙烯醚聚合度n=6，聚氧丙烯基醚聚合度m=4。
20.在本实施例中，润湿剂为环氧丁烷封端的双挂二元醇聚氧乙烯醚，该润湿剂的起始剂为1,8-辛二醇，1,8-辛二醇两端接枝环氧乙烷，然后再用环氧丁烷封端的聚合物，结构如下所示：其中，二元醇烷基碳链结构单元x=8，聚氧乙烯醚的聚合度y为7。
21.实施例3本实施例提供一种适用于太阳能级大尺寸硅片多线切割用冷却液，按重量份数计包括，分散剂：18份，润湿剂：20份，余量为纯水，以上各组分之和为100份。
22.在本实施例中，分散剂为环糊精聚醚分散剂，以环糊精为起始剂，接枝环氧乙烷和环氧丙烷的聚合物，结构如下所示：其中，聚氧乙烯醚聚合度n=8，聚氧丙烯基醚聚合度m=3。
23.在本实施例中，润湿剂为环氧丁烷封端的双挂二元醇聚氧乙烯醚，该润湿剂的起始剂为1,9-壬二醇，1,9-壬二醇两端接枝环氧乙烷，然后再用环氧丁烷封端的聚合物，结构如下所示：其中，二元醇烷基碳链结构单元x=9，聚氧乙烯醚的聚合度y=5。
24.实施例4本实施例提供一种适用于太阳能级大尺寸硅片多线切割用冷却液，按重量份数计包括，分散剂：23份，润湿剂：17份，余量为纯水，以上各组分之和为100份。
25.在本实施例中，分散剂为环糊精聚醚分散剂，以环糊精为起始剂，接枝环氧乙烷和环氧丙烷的聚合物，结构如下所示：其中，聚氧乙烯醚聚合度n=10，聚氧丙烯基醚聚合度m=5。
26.在本实施例中，润湿剂为环氧丁烷封端的双挂二元醇聚氧乙烯醚，该润湿剂的起始剂为1,10-癸二醇，1,10-癸二醇两端接枝环氧乙烷，然后再用环氧丁烷封端的聚合物，结构如下所示：其中，二元醇烷基碳链结构单元x=10，聚氧乙烯醚的聚合度y=4。
27.冷却液的制备按现有技术进行制备，将得到的冷却液与市售冷却液进行对比，将上述实施例1-4中的冷却液，在大尺寸硅片切割与市售冷却液进行了切割对比验证，具体数据如表1所示；表1实施例冷却液在大尺寸160μm片厚的硅棒进行了切割的实验数据
由实验数据可知，使用实施例1至4所配的冷却液切割时，在相同设备、工艺和其他辅料的前提下，实施例2在182尺寸硅片的a率更高，断线率更低，加切率有效降低，脏污率有效降低；实施例4在1210尺寸硅片的a率更高，断线率更低，加切率有效降低，脏污率有效降低，切割下来的硅片表面均干净、无团聚硅粉，有利于后续的脱胶及清洗工艺的进行，由于本发明冷却液所使用的原料自身具有的优异的控泡消泡能力，所以切割过程中也不需要再添加有机硅类消泡剂，而且本发明用液使用量少，这大大降低了冷却液所产生的废液的cod，废液后处理简单、环保；从表1中可以看出，对比同期常规3种市售冷却液，本发明的冷却液在各项指标均有一定优势，因此本发明的冷却液值得推广使用。
28.除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。