專利名稱：一種太陽能電池硅片清洗液及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體制造工藝中的硅片清洗技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及此種硅片清洗液的配制以及使用該清洗液清洗硅片的方法。
背景技術(shù)：
隨著常規(guī)能源的日益枯竭，清潔方便的太陽能越來越受到人們的關(guān)注。在太陽能電池制造工藝中，硅片作為太陽能電池的核心部件，其各項性能參數(shù)直接影響太陽能電池的發(fā)電效率。太陽能電池的制備過程一般為前道化學(xué)預(yù)處理、擴散制備PN結(jié)、去邊結(jié)處理、去磷硅玻璃、鍍氮化硅薄膜、絲網(wǎng)印刷與燒結(jié)處理，其中前道化學(xué)預(yù)處理工藝包括硅片清洗工藝和制絨工藝。硅片清洗的好壞對后期制絨影響極大。好的絨面能提高太陽能電池對入射光的吸收效率，提高太陽能電池的發(fā)電效率，反之亦然。因此，硅片清洗的好壞對太陽能電池性能有著極大的影響。一般來說，用于制備太陽能電池的硅片是由硅棒切割而成。目前工業(yè)中通常使用線切割技術(shù)，高速運動的金屬切割線在輔助液、粘合劑的輔助下將硅棒切割成厚度為200 微米左右的硅片。通常情況下，硅片表面會存在各種污染物，這些污染物一般來源于切割線與硅片磨損產(chǎn)生的金屬顆粒、硅顆粒，切割過程中使用的輔助劑、粘合劑殘留，以及搬運過程中的各種污染物沉淀等。在硅片儲存、運輸?shù)倪^程中，由于污染物殘留在硅片表面的時間過長，污染物發(fā)生氧化，氧化污染物強力吸附在硅片表面，通過目前的清洗方式無法清洗干凈。這些污染物的存在將會影響后期的加工工藝，使制絨時硅片表面殘留的化合物、金屬污染物與酸堿殘留過多，使硅片表面出現(xiàn)白斑，產(chǎn)生色差現(xiàn)象，降低太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率， 影響成品率及產(chǎn)品質(zhì)量。因此，硅片清洗工藝在太陽能電池制備工藝中至關(guān)重要。目前太陽能電池的清洗方法有以下報道如專利申請?zhí)枮?00910157191報道本發(fā)明提供了一種太陽能電池硅片清洗劑及其使用方法，屬于太陽能電池生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，由如下體積比的組分配制而成 DZl DZ2 水=5 15 1 10 100 ；其中DZl由如下摩爾比的組分組成烷基苯磺酸鈉五水偏硅酸鈉焦磷酸四鉀聚乙烯醇聚乙二醇水=5 7 3 7 6 72 ； DZ2由如下摩爾比的組分組成氫氧化銨雙氧水水=5 15 80。本發(fā)明使用方法如下將切割后的單晶硅片放在清洗劑中進行超聲波清洗，其清洗時間為5分鐘-20分鐘，清洗溫度為40°C -70°C。本發(fā)明清洗時間、清洗溫度與清洗劑中的DZ1、DZ2的濃度相協(xié)調(diào)，以達到有效去除由線切割單晶硅而產(chǎn)生的表面油脂及硅片內(nèi)部金屬雜質(zhì)。上述清洗劑配方復(fù)雜，清洗時間長，清洗溫度高，存在一定的不足之處。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明旨在提供一種能夠有效去除殘留在硅片表面上的有機、無機污染物以及吸附顆粒的硅片清洗液以及使用該清洗液清洗硅片的方法。該清洗液配方簡單，清洗效果好，且清洗方法簡單，清洗時間短，清洗需要的溫度不高。
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為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種太陽能電池硅片清洗液，由硝酸、氫氟酸、過氧化氫以及去離子水混合配制而成，使得清洗液中硝酸的質(zhì)量百分濃度為25% 32.5%，氫氟酸的質(zhì)量百分濃度為 0. 1%，過氧化氫的質(zhì)量百分濃度為15% 25%，余量為去離子水。所述硝酸的質(zhì)量百分濃度優(yōu)選為30%，所述氫氟酸質(zhì)量百分濃優(yōu)選為0.5%，過氧化氫的質(zhì)量百分濃度優(yōu)選為20%，余量為所述去離子水。本發(fā)明的太陽能電池硅片清洗液的使用方法，包括如下步驟(1)用去離子水浸泡清洗硅片，浸泡時間控制在3分鐘-5分鐘；(2)采用上述太陽能電池硅片清洗液浸泡清洗硅片，浸泡溫度為20°C 30°C，浸泡時間為3分鐘 5分鐘。下面對本發(fā)明做進一步的解釋和說明硅片上殘留的有機污染物主要有膠水、合成蠟、油脂、纖維機切削液殘留。在硅片儲存、運輸?shù)倪^程中，由于污染物殘留在硅片表面的時間過長，污染物發(fā)生氧化，氧化污染物強力吸附在硅片表面，通過目前的清洗方式無法清洗干凈。上述清洗液中的硝酸具有強酸性與強氧化性，對殘留在硅片表面的氧化污染物、污染物有良好的去除作用，可以有效的去除硅片表面的各種污染物，清洗液中的過氧化氫可以有效的抑制清洗液中硝酸對硅片的腐蝕，同時過氧化氫與硅片發(fā)生反應(yīng)，生成親水性的氧化膜，該氧化膜隨后又被清洗液中的氫氟酸腐蝕，腐蝕后立刻又發(fā)生氧化，氧化與腐蝕反復(fù)進行，附著在硅片表面的顆粒也隨腐蝕層而落入清洗液中，并且由于氫氟酸對二氧化硅的溶解作用，清洗后的硅片表面無殘留氧化層。上述清洗液可以一次性有效去除硅片表面的各種污染與吸附顆粒，并且操作簡單， 適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)的需要。清洗液中硝酸的量不能太少，太少的話不能有效的清洗掉硅片表面的污染，清洗液中硝酸的質(zhì)量百分濃度為25% 32. 5%較為適宜。硝酸也能夠腐蝕硅片，所以清洗液中必須加入過氧化氫，過氧化氫能有效的抑制硝酸對硅片的腐蝕，保證溶液中的硝酸在去除硅片表面污染的同時不損傷硅片。清洗液中的過氧化氫的含量不能太少，太少的話過氧化氫與硅片的反應(yīng)速度太慢，無法有效的去除硅片表面吸附的顆粒。清洗液中過氧化氫的質(zhì)量百分濃度為15% 25%較適宜。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于1、本發(fā)明提供了一種硅片清洗液以及使用該清洗液清洗硅片的方法，可以有效的去除硅片表面的各種污染與吸附顆粒，為硅片的制絨工藝創(chuàng)造了良好的條件，從而提高了太陽能電池片的優(yōu)質(zhì)率與效率。2、本發(fā)明的清洗液配方簡單，清洗效果好，且清洗方法簡單，清洗時間短，清洗需要的溫度不高。
具體實施例方式下面結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明對進一步的解釋和說明實施例1 本發(fā)明的一種太陽能電池硅片清洗劑，由硝酸、氫氟酸、過氧化氫及去離子水經(jīng)混合配制而成，其中硝酸的質(zhì)量百分濃度為30%，氫氟酸質(zhì)量百分濃度為0.5%，過氧化氫的質(zhì)量百分濃度為20%，余量為所述去離子水。實施例2 本發(fā)明的一種太陽能電池硅片清洗劑，由硝酸、氫氟酸、過氧化氫及去離子水經(jīng)混合配制而成，其中硝酸的質(zhì)量百分濃度為25%，氫氟酸質(zhì)量百分濃度為1%，過氧化氫的質(zhì)量百分濃度為15%，余量為所述去離子水。實施例3 本發(fā)明的一種太陽能電池硅片清洗劑，由硝酸、氫氟酸、過氧化氫及去離子水經(jīng)混合配制而成，其中硝酸的質(zhì)量百分濃度為32. 5%，氫氟酸質(zhì)量百分濃度為0. 1%，過氧化氫的質(zhì)量百分濃度為25%，余量為所述去離子水。實施例4 一種使用實施例1-3所述的清洗劑清洗太陽能電池硅片的方法，包括以下步驟1.首先在一個清洗槽內(nèi)通入一定量的去離子水，去離子水在清洗槽中的高度需超過硅片的高度，確保整個硅片浸泡于去離子水中，浸泡時間控制在3-5分鐘，對硅片進行初步的清洗。2.然后在另一個清洗槽中通入上述硅片清洗液，將硅片放入硅片清洗液中進行清洗。硅片清洗液中的硝酸具有強酸性與強氧化性，可以有效的除去硅片表面的有機、無機污染。清洗液中的過氧化氫可以有效的抑制清洗液中硝酸對硅片的腐蝕，同時過氧化氫與硅片發(fā)生反應(yīng)，生成親水性的氧化膜，該氧化膜隨后又被清洗液中的氫氟酸腐蝕，腐蝕后立刻又發(fā)生氧化，氧化與腐蝕反復(fù)進行，附著在硅片表面的顆粒也隨腐蝕層而落入清洗液中，并且由于氫氟酸的對二氧化硅的溶解作用，清洗后的硅片表面無氧化層。在此具體實施例中，清洗硅片時硅片清洗液的溫度可控制在20 30°C，清洗硅片的時間可控制在3 5分鐘范圍內(nèi)。統(tǒng)計數(shù)據(jù)如下
權(quán)利要求
1.一種太陽能電池硅片清洗液，其特征在于，由硝酸、氫氟酸、過氧化氫以及去離子水混合配制而成，使得清洗液中硝酸的質(zhì)量百分濃度為25% 32. 5%，氫氟酸的質(zhì)量百分濃度為0. 1%，過氧化氫的質(zhì)量百分濃度為15% 25%，余量為去離子水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能電池硅片清洗液，其特征在于，所述硝酸的質(zhì)量百分濃度為30%，所述氫氟酸質(zhì)量百分濃度為0. 5%，過氧化氫的質(zhì)量百分濃度為20%，余量為所述去離子水。
3.權(quán)利要求1或2所述太陽能電池硅片清洗液的使用方法，包括如下步驟(1)用去離子水浸泡清洗硅片，浸泡時間控制在3分鐘-5分鐘；(2)采用權(quán)利要求1或2所述的太陽能電池硅片清洗液浸泡清洗硅片；浸泡溫度為 20°C 30°C，浸泡時間為3分鐘 5分鐘。
全文摘要
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體制造工藝中的硅片清洗技術(shù)領(lǐng)域，具體提供了一種太陽能電池硅片清洗液及使用方法。該太陽能電池硅片清洗液由硝酸、氫氟酸、過氧化氫及去離子水混合配置而成；使得清洗液中硝酸的質(zhì)量百分濃度為25％～32.5％，氫氟酸的質(zhì)量百分濃度為0.1％～1％，過氧化氫的質(zhì)量百分濃度為15％～25％，余量為去離子水。該硅片清洗液的使用方法是先用去離子水浸泡清洗硅片，再用該清洗液浸泡清洗。本發(fā)明不僅可以有效的去除硅片表面的有機、無機污染，而且可以去除附著在硅片表面的金屬、非金屬顆粒，從而提高了太陽能電池片的優(yōu)質(zhì)率與效率。本發(fā)明的清洗液配方簡單，清洗效果好，且清洗方法簡單，清洗時間短，清洗需要的溫度不高。
文檔編號C11D7/60GK102517171SQ201110326419
公開日2012年6月27日 申請日期2011年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月25日
發(fā)明者劉照, 劉賢金, 周子游, 張建湘, 彭志紅 申請人:湖南紅太陽光電科技有限公司