專利名稱：：硅太陽能電池清洗、制絨、干燥工藝及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及硅太陽能電池清洗、制絨、干燥方法及一體化處理機(jī)。技術(shù)背景太陽能光伏電池是新技術(shù)和可再生環(huán)保型能源的重要組成部分，是當(dāng)今世界最有發(fā)展前景的能源技術(shù)。硅太陽能電池是光伏電池的核心部分，高效的硅太陽能電池需要通過一系列的技術(shù)來完成硅表面處理。目前在硅太陽能電池的表面處理上，主要沿用傳統(tǒng)的RCA方法對硅片進(jìn)行清洗，該工藝完成對硅片的清洗需要耗費大量的化學(xué)試劑和水源，其中大部分化學(xué)試劑對操作者和環(huán)境都會帶來相當(dāng)大污染和危險。當(dāng)前，清洗制絨是一個十分復(fù)雜的過程，制絨工藝采用攪拌、N2鼓泡的方法，高耗能，高污染，加工紋理容易出現(xiàn)粗糙度不一致現(xiàn)象。蝕刻清洗需消耗大量強酸強堿，用水量很大，工藝復(fù)雜，設(shè)備造價相當(dāng)昂貴。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種硅太陽能電池清洗、制絨、干燥工藝及其設(shè)備。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)硅太陽能電池清洗、制絨、干燥工藝，具體的步驟為①兆聲波槽式清洗制絨利用兆聲在去離子水中產(chǎn)生03，并在去離子水中添加NaOH及IPA，03的溶解度在10ppm以上，NaOH與IPA的比例在l:6，NaOH濃度在2X4X，溫度控制在6(TC下進(jìn)行清洗制絨；②制絨后的清洗采用含有HF、03的水溶液，見濃度為2%5%，03的溶解度在510ppm，并在N2鼓泡系統(tǒng)下進(jìn)行清洗；③以上清洗后，在硅片被抬出液面時進(jìn)行干燥處理，干燥槽的上方安裝有一組N2的噴嘴，使硅片被抬出水面后就與高濃度的N2直接接觸，采用含有飽和IPA的N2進(jìn)行干燥處理，然后裝片。進(jìn)一步地，上述的硅太陽能電池清洗、制絨、干燥工藝，步驟①兆聲波槽式清洗制絨，其中兆聲波頻率為1MHZ以上，功率50600W可調(diào)。更進(jìn)一步地，硅太陽能電池清洗、制絨、干燥工藝的設(shè)備，特點是包括兆聲清洗制絨槽、清洗干燥槽及裝片臺，兆聲清洗制絨槽、清洗干燥槽及裝片臺三者呈并排布置，其中，兆聲清洗制絨槽配置有兆聲波發(fā)生裝置，清洗干燥槽配置有N2鼓泡裝置，兆聲清洗制絨槽上方和清洗干燥槽上方分別安裝有清洗籃升降裝置，兩升降裝置與橫移裝置驅(qū)動連接，另外，在清洗干燥槽上方安裝有N2氣氛裝置。本發(fā)明技術(shù)方案突出的實質(zhì)性特點和顯著的進(jìn)步主要體現(xiàn)在本發(fā)明工藝采用兆聲波槽式清洗去損傷層、完成制絨，和N2鼓泡下的槽式清洗、干燥。整個過程中都采用槽式清洗，在生產(chǎn)上最大效益的節(jié)約成本，在前段的清洗、制絨過程中采用了兆聲波，使制絨的均勻性得到充分保障，在制絨后清洗中使用氧化性極強的03，很好的清除K離子，延長硅片的壽命；整個清洗、制絨、干燥過程采用極少量的化學(xué)試劑，有效減少了環(huán)境污染，大大節(jié)約了水資源，工藝十分簡潔。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步說明圖l:本發(fā)明清洗、制絨、干燥設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中各附圖標(biāo)記的含義見下表<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>具體實施方式本發(fā)明提供硅太陽能電池清洗、制絨、干燥工藝，利用兆聲能量產(chǎn)生03，作為腐蝕液對硅片進(jìn)行清洗、制絨，詳細(xì)的工藝過程是首先，兆聲波槽式清洗制絨利用兆聲在去離子水中產(chǎn)生03，兆聲波頻率為1MHZ以上，功率50600W可調(diào)，在去離子水中添加NaOH及IPA，03的溶解度在10ppm以上，NaOH與IPA的比例在1:6，NaOH濃度在2%4%，溫度控制在60'C下進(jìn)行清洗制絨；兆聲波一方面起到產(chǎn)生臭氧的作用，另一方面起到均勻制絨的作用；其次，制絨后的清洗采用含有HF、03的水溶液，HF濃度為2X5%，03的溶解度在510ppm，并在N2鼓泡系統(tǒng)下進(jìn)行清洗；該清洗中，只使用HF、03化學(xué)物品，利用N2鼓泡系統(tǒng)外加噴淋的方法實現(xiàn)清洗；通過以上清洗后，在硅片被抬出液面時進(jìn)行干燥處理，干燥槽的上方安裝有一組N2的噴嘴，使硅片被抬出水面后就與高濃度的N2直接接觸，采用含有飽和IPA的N2進(jìn)行干燥處理，然后裝片。由于HF的作用，片子表面成疏水性，在硅片被抬出液面的同時，自動達(dá)到干燥的效果；干燥槽的上方安裝有一組N2的噴嘴，使得硅片被抬出水面后就與高濃度的N2直接接觸，避免硅片表面被氧化。本發(fā)明采用兆聲波產(chǎn)生臭氧，利用氣穴現(xiàn)象和聲流高能量對水中o2轉(zhuǎn)為o3，o3的特性為不穩(wěn)定氣體，具有強烈的腐蝕性和氧化性。在常溫常壓下，臭氧在水中的飽和水溶解度約為15xl0八一6。臭氧的氧化還原勢H2S04、HCL、11202都要高，因此用臭氧超凈水去除有機(jī)物及金屬的效率比傳統(tǒng)的SPM、HPM等方法要高。另外，該清洗辦法可在室溫下進(jìn)行，比傳統(tǒng)的RCA清洗法有較大優(yōu)勢。在溶液里面還含有一定比例的NaOH和IPA，硅片表面經(jīng)過了03的腐蝕氧化后，在表面形成一層自然氧化膜(Si02)，呈親水性，硅片表面和粒子之間被清洗液浸透。由于硅片表面的自然氧化層與硅片表面的Si被NaOH腐蝕，因此附著在硅片表面的顆粒便落入清洗液中，從而達(dá)到去除粒子的目的。同時由于NaOH對硅片本身的腐蝕，其結(jié)果達(dá)到對硅片進(jìn)行制絨的目的，而IPA起到調(diào)節(jié)晶向反應(yīng)速度的作用。整個清洗制絨過程都伴有兆聲震動，表面形成可靠相近的粗糙程度，出現(xiàn)反射性良好的倒金字塔圖形，由于兆聲波的空化作用，使在硅片制絨過程中反應(yīng)生成的微小的氣泡被振碎，使其制絨均勻。在整個清洗制絨過程中，所用的化學(xué)試劑比較少，溫度要求在03溶解度和制絨溫度中進(jìn)行調(diào)和，選擇6(TC左右進(jìn)行。在槽內(nèi)清洗對雜質(zhì)離子的去除率可達(dá)90%以上，與傳統(tǒng)的CR法媲美。制絨后的清洗，采用常溫下將硅片放入充滿HF/03的清洗槽中，利用N2鼓泡裝置加大清洗均勻性，經(jīng)過一定時間的反應(yīng)后，硅片被慢慢地抬出液面；由于HF酸的作用，硅片表面將呈疏水性，因此，在硅片被抬出液面的同時，自動達(dá)到干燥的效果。最后為避免硅片表面被氧化，干燥槽的上方安裝有一組N2的噴嘴，使得硅片被抬出水面后就與高濃度的N2直接接觸，防止表面被氧化。如圖1所示，硅太陽能電池清洗、制絨、干燥的設(shè)備，主要包括兆聲清洗制絨槽l、清洗干燥槽4及裝片臺10，兆聲清洗制絨槽l、清洗干燥槽4及裝片臺10三者呈并排布置，其中，兆聲清洗制絨槽1配置有兆聲波發(fā)生裝置2，清洗干燥槽1配置有N2鼓泡裝置5，兆聲清洗制絨槽1的上方安裝有清洗籃升降裝置6，清洗干燥槽4的上方安裝有清洗籃升降裝置9，兩升降裝置與橫移裝置7驅(qū)動連接，另外，在清洗干燥槽4的上方安裝有N2氣氛裝置8。放置硅片的清洗籃3，由傳送機(jī)構(gòu)分別按順序送入到兆聲波清洗制絨槽l、N2鼓泡系統(tǒng)的清洗槽，最后進(jìn)入N2氛圍下的干燥裝載系統(tǒng)。具體應(yīng)用時將承載硅片的清洗籃3由升降裝置6送入到清洗制絨槽1中，利用兆聲波發(fā)生裝置2在槽內(nèi)產(chǎn)生03，并在恒溫下對硅片進(jìn)行清洗，制絨。完成清洗制絨后由清洗籃升降裝置6、橫移裝置7將清洗籃移到清洗干燥槽4內(nèi)，利用N2鼓泡裝置5完成清洗干燥。最后將清洗籃提出液面，打開N2氛圍8，在N2下完成裝片工作，并由清洗籃升降裝置9轉(zhuǎn)移清洗籃，將清洗完成的硅片和硅片盒放入裝片臺10。本發(fā)明工藝除了包含水、HF、NaOH、異丙醇(IPA)、03、N2參與腐蝕清洗外，還包含兆聲波產(chǎn)生03并輔助清洗的過程。采用兆聲波槽式清洗去損傷層、完成制絨，所用化學(xué)試劑為NaOH、IPA、03、去離子水。N2鼓泡下的槽式清洗、干燥，所用試劑為HF、03、去離子水、N2。由于整個過程中都采用槽式清洗，在生產(chǎn)上可最大效益的節(jié)省成本，在前段的清洗、制絨過程中采用了兆聲波，使制絨的均勻性得到充分保障，在制絨后清洗中使用氧化性極強的03，可很好的清除K離子，延長硅片的壽命；整個清洗、制絨、干燥過程采用極少量的化學(xué)試劑，有效減少了環(huán)境污染，大大節(jié)約了水資源，工藝簡潔。以上僅是本發(fā)明的具體應(yīng)用范例，對本發(fā)明的保護(hù)范圍不構(gòu)成任何限制。凡采用等同變換或者等效替換而形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明權(quán)利保護(hù)范圍之內(nèi)。權(quán)利要求1.硅太陽能電池清洗、制絨、干燥工藝，其特征在于具體包括以下步驟——1)兆聲波槽式清洗制絨利用兆聲在去離子水中產(chǎn)生O3，并在去離子水中添加NaOH及IPA，O3的溶解度在10ppm以上，NaOH與IPA的比例在1∶6，NaOH濃度在2％～4％，溫度控制在60℃下進(jìn)行清洗制絨；2)制絨后的清洗采用含有HF、O3的水溶液，HF濃度為2％～5％，O3的溶解度在5～10ppm，并在N2鼓泡系統(tǒng)下進(jìn)行清洗；3)以上清洗后，在硅片被抬出液面時進(jìn)行干燥處理，干燥槽的上方安裝有一組N2的噴嘴，使硅片被抬出水面后就與高濃度的N2直接接觸，采用含有飽和IPA的N2進(jìn)行干燥處理，然后裝片。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅太陽能電池清洗、制絨、干燥工藝，其特征在于步驟1)兆聲波槽式清洗制絨，其中兆聲波頻率為1MHZ以上，功率50600W可調(diào)。3.硅太陽能電池清洗、制絨、干燥的設(shè)備，其特征在于包括兆聲清洗制絨槽、清洗干燥槽及裝片臺，兆聲清洗制絨槽、清洗干燥槽及裝片臺三者呈并排布置，其中，兆聲清洗制絨槽配置有兆聲波發(fā)生裝置，清洗干燥槽配置有N2鼓泡裝置，兆聲清洗制絨槽上方和清洗干燥槽上方分別安裝有清洗籃升降裝置，兩升降裝置與橫移裝置驅(qū)動連接，另外，在清洗干燥槽上方安裝有N2氣氛裝置。全文摘要本發(fā)明提供硅太陽能電池清洗、制絨、干燥工藝及設(shè)備，其工藝先兆聲波槽式清洗制絨利用兆聲在去離子水中產(chǎn)生O₃，并在去離子水中添加NaOH及IPA，O₃的溶解度在10ppm以上，NaOH與IPA的比例在1∶6，NaOH濃度在2％～4％，溫度控制在60℃下進(jìn)行清洗制絨；制絨后的清洗采用含有HF、O₃的水溶液，在N₂鼓泡系統(tǒng)下進(jìn)行清洗；在硅片被抬出液面時進(jìn)行干燥處理，干燥槽的上方安裝有一組N₂的噴嘴，使硅片被抬出水面后就與高濃度的N₂直接接觸，采用含有飽和IPA的N₂進(jìn)行干燥處理，然后裝片。清洗、制絨過程采用兆聲波，使制絨的均勻性得到充分保障，制絨后清洗中使用氧化性極強的O₃，很好的清除K離子；整個過程采用極少量的化學(xué)試劑，減少了環(huán)境污染。文檔編號H01L31/18GK101276855SQ20081002519公開日2008年10月1日申請日期2008年4月30日優(yōu)先權(quán)日2008年4月30日發(fā)明者張寶順,曾春紅,王敏銳申請人:蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所