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多晶硅硅片邊角料硅料的清洗方法講解
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在一個行業一個產品某種意義上來說都有其一個特定性。要解決一個問題，我們首先要了解產品的來與去。就太陽能原料而言，我們從以下方面來談它的來去，就是通常我們說的輸入。
原生多晶：按常規考慮，原生多晶在生產過程中，生產廠家的成品已經經過清洗處理，在拉單晶和鑄多晶時，直接投入即可。但問題是：1、生產廠家處理了沒有?2、生產廠家處理的結果是什么?3、在物流、儲存時有沒有出現雜質侵入等原因。通常一般廠家不放心直接使用，需要把此料進行一次酸洗后才放心。硅料表面和縫隙中壓留酸分子，然后再用超聲波通過循環純水進行漂洗。還有一個問題，我們在酸洗和漂洗過程中的硅料不可能懸空在溶液中，如果雜質剛好在兩個硅料或硅料與洗籃接觸點，那不是還沒洗到嗎?所以一般要動一下，可能很少有人知道這動的原因，或根本沒有在意。
頭尾料：在生產硅片中要對硅棒或硅錠進行切方處理，剩下的叫頭尾、邊皮料。因為大家知道硅料是可以再生利用，所以切下的頭尾料要再利用怎么辦?那就是清洗。我們先分析頭尾料上的雜質：1、切割后金屬離子的轉移;2、切割液的殘留;3、物流留下的污物。這三個問題怎樣處理?切割液的殘留和物流留下的污物用超聲堿洗解決，金屬離子用酸洗解決。
碎片料：在我們切片、脫膠、清洗、物流過程中，因為種種原因會產生碎片，碎片的主要特性是粘合，主要雜質為切割砂液，我們可以利用碎片在溶液中的翻轉漂浮對其分離清洗，達到它的清潔度一致性。
堝底料：堝底料的主要去除對象是石英，在對堝底料進行處理時，應對大塊石英進行自動噴砂或者人工打磨，然后在酸液中進行長時間浸泡處理。
綜合上述情況，我們注意到了在各種不同類的情況下，要用不同工藝來解決。我們在這洗料過程中要把握：1、料要動2、漂要清3、流程要準確。
其他料：除以上四種料以外還有廢電池片、IC料及半導體芯片等一些硅料芯片，要對其除金屬、藍薄、銀漿等前期處理。
一、硅料的浸泡
隨著多晶硅產能逐漸增加，原料對生產商而言有更多的選擇，同時也會放棄一些利用價值低的廢料。但對處理相對簡單，低成本的可再利用料仍可以降低成本，這些主要是坩堝底料和半導體廢片料等。
我們在對堝底料和半成品半導體硅片進行除石英和金屬電路處理上通常采用洗籃和花籃靜止泡洗12小時(根據酸的濃度和比例)。這種方法是最簡易和節約成本的。問題在于靜止過程中料的表面和酸反應、酸的處理能力需要長時間慢慢釋放。在此種情況下，如果加入循環泵，用于攪拌酸液，縮短浸泡時間更能起到均勻處理的作用。
如果用以上常規方法對小顆粒堝底料、碎電池片料和有電路半導體料進行浸泡就很難處理或者會造成更多的浪費。因為在處理雜質過程中，酸在料的中心點的處理能力大大減弱，而在外圍酸的強度沒有改變，同時也損耗硅料。針對此種情況要采用翻轉式浸泡，利用浮力翻動，使得料在酸液中能進行均勻浸泡處理。
二、硅料的堿洗
在生產太陽能單晶多晶硅片過程中，都會產生晶棒的頭尾邊皮和切割后的殘余。其表面在加工過程中殘留了切割液、金屬離子、指紋和附帶雜質等。
1、通常是把部分料在回用過程中需通過堿洗，從產生至清洗回用這個過程中要注意三個事項：
A.殘余料產生到清洗時間盡量要短;
B.硅料盡量浸入溶液，不要裸露在空氣中;
C.操作過程中應避免指紋留在硅料上。
2、清洗過程：
超聲堿洗→超聲漂洗→超聲漂洗
3、清洗工藝：(一般情況)
清洗槽 溶液 時間 溫度 超聲功率
超聲堿洗 堿+ID 20min 60℃～80℃ 20w/升
超聲漂洗 ID 20min 常溫 20w/升
超聲漂洗 ID 20min 常溫 20w/升
4、清洗的頭尾邊料：
堿洗中主要清洗目的是去掉切割液和附帶物等雜質。切割下來的料放置時間過久會增加切割液和雜質的附著力，比如用完餐的碟子上的油脂，凝固了以后清洗時間會延長，清洗難度也增加了。如果時間過長、溫度不宜或環境不好還會造成氧化等化學反應，就像日常用的水龍頭，經常擦洗會一直光亮，長時間不擦洗，被氧化成花紋等不良后果，很難恢復到以前的樣子。關于指紋的清洗工藝更難，原因有二：1、每個人分泌的手汗不同;2、每個人手指接觸的地方不同。指紋帶來的雜質比較復雜，有酸性、有堿性、有油性，并且這些雜質會在料表面產生物理和化學反應。我們對清洗沒有指紋的硅料，用一種通用工藝就可以處理的。因此在清洗行業里指紋是最難清洗的一種雜質，要處理長時間裸放的硅料我們的工藝要增加浸泡槽，使雜質的附著力柔化。
對有裂紋的硅料和坩底料的堿洗盡量要讓紋路裂開，因為雜質或氧化物在裂紋里很難清洗干凈。如果沒有氧化物在堿洗過程中堿液也會侵入到裂紋里，從而漂洗工藝里增加了難度。
5、清洗碎片料：
在切割、脫膠和清洗等過程中產生的碎片，通常是放在單槽或多槽超聲波中清洗。此方面存在的問題在于碎片有兩個平面，它們容易粘合。在粘合處的雜質、油污很難被清洗出來。通過人工來處理一方面勞動強度大，另一方面硅片會更碎，更難處理。我們介紹的方法是把碎片放入一個特定籃筐內，讓其在溶液中翻轉，利用溶液浮力和籃筐的翻轉讓硅片在溶液中漂浮，從而達到分離，清洗干凈粘合面的雜質和油污。
要清洗干凈一種硅料首先要分析硅料的種類，繼而選擇適合的工藝和方法。沒有洗不干凈的料只有不正確的洗料方法。對癥下藥才能事半功倍。
三、硅料的酸洗
在生產單晶棒和多晶塊時，使用的硅料的純度須達到99.9999%以上。酸洗的目的主要是去除金屬離子和氧化皮，原生多晶主要是在炸料時產生，頭尾堝底及碎片主要是在切割時等情況產生。
1、酸洗方法：
A、原生多晶在生產廠家經過清洗處理原則上不需要再進行酸洗，對一些包裝損壞或有疑惑的硅料依據情況選擇酸洗方式。一般采用檸檬酸或氫氟酸處理即可，若表面有氧化現象的采用混合酸洗;
B、頭尾、堝底和碎片料，鑄多晶時可以采用單酸洗，拉單晶時必須采用混合酸洗;
C、小顆粒和碎片料在酸洗時一定要多翻動，使其充分反應。
2、酸洗工藝：
A、根據不同硅料的情況配置相應的混合酸比例及選擇酸的種類;
B、 酸反應→純水漂洗→純水沖洗(酸洗到漂洗要注意控制時間避免氧化)
3、酸洗設備：
現今一般企業都采用二槽式手動酸洗產品：即酸槽、水槽另加沖水槽。此設備適用于普通大塊硅料清洗，對小顆粒和碎片硅料清洗有一定難度。再者對操作人員要求相對較高，酸霧和酸液對操作人員的危害系數增多。考慮安全生產和為了保證產品清潔度，在此設備上做了三項工藝改進：
A、在人員安全方面：采用了傳動方式將工件籃放置在升降機構上，自動下降至酸槽，可避免酸液和酸霧對操作人員造成的傷害。處理時間可以定時，到時自動升起。
B、在酸霧處理方面：常規辦法是頂部吸風，致使酸霧在上升過程中易膨脹，泄漏到車間。采用槽體側吸風方法，在酸霧剛產生時就進行吸霧處理，頂部吸風和后吸風加強，空氣對流避免酸霧往前泄漏;
C、在均勻清洗硅料方面：在升降機構上設計一個翻轉動作，硅料一進入槽體即開始翻轉動作，硅料便在酸液中滾動從而達到均勻清洗的目的。在設定的時間內完成清洗，翻轉停止，工件籃升出酸液;
D、在純水漂洗槽內具有同樣自動升降和翻轉功能，達到漂洗目的。
四、硅料的超聲漂洗：
1、在硅料酸洗后，雖然經過了漂洗和沖洗，但在硅料的表面或縫隙等仍有可能殘留酸。如果直接干燥，殘留酸會對硅料進行氧化，因此還需在酸洗后進行超聲漂洗。
2、現在一般廠家采用酸洗后經過二級超聲漂洗后，烘干、包裝，還有一種是在超聲漂洗后，再在ID水中養一段時間后烘干、包裝。實際上這些工序要分清硅料的種類和生產車間的環境等因素而定。對一些相對較大的硅料是可以的，但是硅料不能在酸洗車間停留使其被酸霧污染。
3、若想達到更好的達到超聲漂洗的目的：(1)、相對大的硅料采用純水二級反溢流;(2)、小顆粒料和片料采用純水三級反溢流，硅料要翻動;(3)、超聲清洗和酸洗需要隔離;(4)、避免使金屬與硅料直接接觸產生金屬離子轉移;(5)、對在同一臺設備中完成酸洗、超聲漂洗、干燥的設備，其吸風系統必須選用優良系統。
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