申请日2017.08.17
公开(公告)日2017.12.15
IPC分类号C02F1/42; C02F5/10; C02F5/12; C02F5/14; C02F9/04; H01L31/18; C02F103/34
摘要
本发明公开的浓水处理方法，其向纯水制备过程中产生的浓水中加入离子交换树脂和/或络合剂，将浓水处理成硅片脱胶用水，硅片脱胶用水的电导率不超过1mS/cm，硬度不超过300mg/L。本发明公开的硅片脱胶方法，至少包括硅片脱胶用水的制备步骤，硅片脱胶用水的制备采用如上所述的浓水处理方法;在脱胶装置中，用制备得到的硅片脱胶用水对切割完毕的硅片进行包括喷淋、漂洗步骤的脱胶工序。本发明的浓水处理方法实现了浓水在硅片脱胶工序中的合理应用，减少了自来水或中水的使用量，环保减排，节约成本。本发明的硅片脱胶方法通过控制浓水的使用温度、使用时间和离子浓度，保证了浓水回收使用时对正常生产无不良影响。
权利要求书
1.浓水处理方法，其特征在于，其向纯水制备过程中产生的浓水中加入离子交换树脂和/或络合剂，将所述浓水处理成硅片脱胶用水，所述硅片脱胶用水的电导率不超过1mS/cm，硬度不超过300mg/L。
2.如权利要求1所述的浓水处理方法，其特征在于，当所述浓水的电导率低于0.5mS/cm、且硬度低于100mg/L时，仅向所述浓水中加入所述络合剂，将所述浓水处理成所述硅片脱胶用水。
3.如权利要求1所述的浓水处理方法，其特征在于，当所述浓水的电导率不低于0.5mS/cm、且硬度不低于100mg/L时，首先向所述浓水中加入所述离子交换树脂，再加入所述络合剂，将所述浓水处理成所述硅片脱胶用水。
4.如权利要求1或3所述的浓水处理方法，其特征在于，所述离子交换树脂选用苯乙烯体系树脂、丙烯酸—甲基丙烯酸酯体系树脂、苯酚—间苯二胺体系树脂、环氧氯丙烷体系树脂中的一种或多种。
5.如权利要求1至3中任一项所述的浓水处理方法，其特征在于，所述络合剂选用柠檬酸、乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二钠、葡萄糖酸钠、乙二胺四甲叉膦酸钠、二乙烯三胺五甲叉膦酸盐中的一种或多种。
6.硅片脱胶方法，其特征在于，至少包括硅片脱胶用水的制备步骤，所述硅片脱胶用水的制备采用如权利要求1至5任一项所述的浓水处理方法;在脱胶装置中，用制备得到的所述硅片脱胶用水对切割完毕的硅片进行包括喷淋、漂洗步骤的脱胶工序。
7.如权利要求6所述的硅片脱胶方法，其特征在于，所述硅片脱胶用水用于喷淋，水的温度不超过60℃;所述硅片脱胶用水用于漂洗，所述硅片在所述硅片脱胶用水中的浸泡时间不超过90min。
8.如权利要求6或7所述的硅片脱胶方法，其特征在于，纯水制备过程中产生的浓水电导率低于0.5mS/cm、硬度低于100mg/L时，向所述浓水中加入作为络合剂的柠檬酸、乙二胺四乙酸和葡萄糖酸钠，获得所述硅片脱胶用水。
9.如权利要求6或7所述的硅片脱胶方法，其特征在于，纯水制备过程中产生的浓水电导率为0.5～1mS/cm、硬度为100～300mg/L时，所述浓水处理成所述硅片脱胶用水的方法具体为：首先加入作为离子交换树脂的苯乙烯体系树脂和丙烯酸—甲基丙烯酸酯体系树脂;再加入作为络合剂的柠檬酸、乙二胺四乙酸二钠、葡萄糖酸钠和乙二胺四甲叉膦酸钠。
10.根据权利要求6或7所述硅片脱胶方法，其特征在于，纯水制备过程中产生的浓水电导率超过1mS/cm、硬度超过300mg/L时，所述浓水 处理成所述硅片脱胶用水的方法具体为：首先加入作为离子交换树脂的苯乙烯体系树脂、丙烯酸—甲基丙烯酸酯体系树脂、苯酚—间苯二胺体系树脂和环氧氯丙烷体系树脂;再加入作为络合剂的柠檬酸、乙二胺四乙酸二钠、葡萄糖酸钠和二乙烯三胺五甲叉膦酸钠。
说明书
浓水处理方法及硅片脱胶方法
技术领域
本发明属于光伏太阳能电池片制造技术领域，具体涉及一种浓水处理方法，还涉及一种利用该浓水处理方法处理得到的脱胶用水进行硅片脱胶的方法。
背景技术
随着世界经济的不断发展，现代化建设对高效能源需求不断增长。光伏发电作为绿色能源以及人类可持续发展的主要能源之一，日益受到世界各国的重视并得到大力发展。单晶硅片、多晶硅片作为光伏发电的太阳能电池片的基础材料，拥有广泛的市场需求。
硅片清洗工序是生产硅片的最后一道工序，在这道工序中主要用到两种清洗设备，一种是太阳能硅片脱胶机，其作用主要是把经过多线切割后的硅片进行预清洗和脱胶处理;另一种是太阳能硅片清洗机，其作用主要是把脱胶后分开的硅片使用加热后的去离子水和药剂进行超声波清洗及烘干处理。硅片在脱胶机内，需要对硅片进行多次的喷淋和漂洗，所用水多为自来水或中水，并且对水温有一定要求，如果水温过低，冲淋后极容易出现硅片粘胶侧崩边问题，造成严重损失。
在太阳能电池的制造过程中，需用大量的纯水。在现有生产条件下，纯水是通过大型超纯水设备采用EDI技术与离子交换技术相结合的方式制备，利用电压将水中的电离子进行定向迁移，经离子交换树脂的吸附作用，水中的电离子趋向阴离子过滤膜和阳离子过滤膜，最终形成浓水排出。浓水是纯水制备过程的副产物，鉴于浓水中各种离子浓度较高，直接应用于生产会对产品质量带来一定的隐患，致使浓水很少被使用到生产工艺中，只能将大量的浓水排放掉。这不仅造成水资源的浪费，提高了太阳能电池的制造成本;而且，随着自来水价位的逐年增长，也使得企业水费负担越来越重。因此，探寻浓水在太阳能电池制造过程中的应用，对于节约水资源、降低生产成本都有十分重要的意义。
发明内容
现有技术纯水制造过程中产生的浓水因其离子浓度较高、硬度大，不能满足硅片脱胶工序的水质要求;而大量浓水的白白排放，既是对水资源的浪费，同时也提高了企业用水成本。考虑到硅片脱胶工序用水对水质的要求并不是太苛刻，这也为浓水在硅片脱胶工序中的应用提供了可能，因此本发明的目的在于提供一种浓水处理方法。
本发明从研究浓水脱胶对硅片清洗效果的影响出发，探寻脱胶用水的电导率、硬度与水温、脱胶时间的关系，进而还提供一种利用该浓水处理方法处理得到的脱胶用水进行硅片脱胶的方法。
本发明所采用的一种技术方案是：浓水处理方法，其向纯水制备过程中产生的浓水中加入离子交换树脂和/或络合剂，将浓水处理成硅片脱胶用水，硅片脱胶用水的电导率不超过1mS/cm，硬度不超过300mg/L。
本发明的特点还在于，
当浓水的电导率低于0.5mS/cm、且硬度低于100mg/L时，仅向浓水中加入络合剂，将浓水处理成硅片脱胶用水。
当浓水的电导率不低于0.5mS/cm、且硬度不低于100mg/L时，首先向浓水中加入离子交换树脂，再加入络合剂，将浓水处理成硅片脱胶用水。
离子交换树脂选用苯乙烯体系树脂、丙烯酸—甲基丙烯酸酯体系树脂、苯酚—间苯二胺体系树脂、环氧氯丙烷体系树脂中的一种或多种。
络合剂选用柠檬酸、乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二钠、葡萄糖酸钠、乙二胺四甲叉膦酸钠、二乙烯三胺五甲叉膦酸盐中的一种或多种。
本发明所采用的另一种技术方案是：硅片脱胶方法，至少包括硅片脱胶用水的制备步骤，硅片脱胶用水的制备采用如上所述的浓水处理方法;在脱胶装置中，用制备得到的硅片脱胶用水对切割完毕的硅片进行包括喷淋、漂洗步骤的脱胶工序。
本发明的特点还在于，
硅片脱胶用水用于喷淋，水的温度不超过60℃;硅片脱胶用水用于漂洗，硅片在硅片脱胶用水中的浸泡时间不超过90min。
纯水制备过程中产生的浓水电导率低于0.5mS/cm，硬度低于100mg/L时，向浓水中加入作为络合剂的柠檬酸、乙二胺四乙酸和葡萄糖酸钠，获得硅片脱胶用水。
纯水制备过程中产生的浓水电导率为0.5～1mS/cm，硬度为100～300mg/L时，浓水处理成硅片脱胶用水的方法具体为：首先加入作为离子交换树脂的苯乙烯体系树脂和丙烯酸—甲基丙烯酸酯体系树脂;再加入作为络合剂的柠檬酸、乙二胺四乙酸二钠、葡萄糖酸钠和乙二胺四甲叉膦酸钠。
纯水制备过程中产生的浓水电导率超过1mS/cm，硬度超过300mg/L时，浓水处理成硅片脱胶用水的方法具体为：首先加入作为离子交换树脂的苯乙烯体系树脂、丙烯酸—甲基丙烯酸酯体系树脂、苯酚—间苯二胺体系树脂和环氧氯丙烷体系树脂;再加入作为络合剂的柠檬酸、乙二胺四乙酸二钠、葡萄糖酸钠和二乙烯三胺五甲叉膦酸钠。
与现有技术相比，本发明的浓水处理方法以及硅片脱胶方法，至少具有下述的优点或有益效果：
本发明的浓水处理方法，其来源为纯水制备过程中产生的浓水。通过离子交换树脂、络合剂将浓水处理成硅片脱胶用水，这种脱胶用水的电导率不超过1mS/cm，硬度不超过300mg/L。其中，离子交换树脂可以选用苯乙烯体系树脂、丙烯酸—甲基丙烯酸酯体系树脂、苯酚—间苯二胺体系树脂、环氧氯丙烷体系树脂。络合剂选用柠檬酸、乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二钠、葡萄糖酸钠、乙二胺四甲叉膦酸钠、二乙烯三胺五甲叉膦酸盐。
本发明将该硅片脱胶用水应用于硅片脱胶工序的喷淋、漂洗步骤，该脱胶用水用于喷淋，水的温度不超过60℃;该脱胶用水用于漂洗，硅片在水中的浸泡时间不超过90min。
因此，本发明的浓水处理方法实现了浓水在硅片脱胶工序中的合理应用，减少了自来水或中水的使用量，环保减排，节约成本。本发明的硅片脱胶方法通过控制浓水的使用温度、使用时间和离子浓度，保证了浓水回收使用时对正常生产无不良影响。
具体实施方式
现有的硅片脱胶工艺是将切割完成后的硅片放入预清洗槽中，预清洗槽中安装有喷淋管，通过喷淋头喷出一定压力的水对硅片进行冲洗，然后通过超声振动、乳酸保温进行脱胶。在整个脱胶工艺中，需要经过喷淋、漂洗、脱胶试剂洗等多个步骤。通过对浓水的水质分析以及多次离子考察试验，发现浓水脱胶时对硅片表面产生影响的主要原因是电导率(离子总数)和硬度(钙镁离子总数)。
为了控制和调节浓水的电导率、硬度，使得纯水制备过程产生的浓水满足硅片脱胶的用水要求，本发明通过离子交换树脂、络合剂将浓水处理成硅片脱胶用水。离子交换树脂可以优选为苯乙烯体系树脂、丙烯酸—甲基丙烯酸酯体系树脂、苯酚—间苯二胺体系树脂、环氧氯丙烷体系树脂中的一种或至少两种。络合剂可以优选为柠檬酸、乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二钠、葡萄糖酸钠、乙二胺四甲叉膦酸钠、二乙烯三胺五甲叉膦酸盐中的一种或至少两种。经处理后，可以获得硅片脱胶用水，需要控制这种硅片脱胶用水的电导率不超过1mS/cm，硬度不超过300mg/L。
在具体应用中，可以针对不同的电导率、硬度的浓水，合理选用不同的离子交换树脂和/或络合剂。下面给出不同电导率、硬度浓水的优选处理方式。
