CN102114481B - 一种硅片的清洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种硅片的清洗方法，其包括：将硅片放入用Anji-SCA清洗液与去离子水按1∶100混合液中。本发明的硅片的清洗方法有效降低硅片表面金属离子含量；确保了硅片很好的润湿效果；去除了硅片表面残留的颗粒；降低了表面张力。

Description

一种硅片的清洗方法

技术领域

本发明涉及一种硅片的清洗方法，进一步涉及一种太阳能切割硅片的清洗方法。

背景技术

太阳能作为永远的朝阳产业，具有广阔的市场前景，也蕴含着丰富的投资机会，极具潜力的太阳能市场，全球太阳能厂商强势登场所需硅片超声波清洗设备需求旺盛。

太阳能作为一种可再生的新能源，越来越引起人们的关注。随着廉价石油时代的一去不复返，能源日益紧缺和环保压力，促使各国都开始力推可再生能源，其中开发和利用太阳能已成为可再生能源中炙手可热的″新宠″。有关专家预测2030年，全世界的主要电力，将源于太阳能。光伏发电是太阳能利用的一种方式，因其节能和环保的效果，受到广泛的重视。最近几年光伏发电发展迅速，光伏技术不断进步，光伏发电的成本不断的降低，各国纷纷出台各种政策支持，使得光伏发电成为最近几年发展最迅速的产业。各国纷纷出台相关的政策和规划，积极发展光伏产业。在国际大环境下，立足国内的能源现实，中国政府也出台相关政策支持可再生能源的发展。当电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈时，越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力。中国蕴藏着丰富的太阳能资源，太阳能利用前景广阔。中国太阳能利用进入大规模实用阶段的条件已经成熟。中国已经成为世界上产量最大的太阳能消费品生产国，形成了广阔的农村太阳能光伏产品消费市场，并网太阳能光伏发电站及建筑物屋顶并网太阳能光伏发电工程也已开始启动。2002-2009年间，中国光伏产业迅猛发展，已经成为世界光伏产业和市场发展最快的国家之一。

近两年，中国一些城市也开始出台鼓励使用太阳能发电的政策，据去年出台的《中华人民共和国可再生能原法》规定，太阳能发的电将会优先并入电网，电网企业将会全额收购太阳能发电量，再将费用分摊到常规发电上。

市政工程、新建环保节能小区、城乡新能源用户，电力电子工业，化工业，通讯、气象、地质野外作业单位，环保业，半导体业，建筑业、建材业，金属、非金属材料业，大专院校及相关研究机构，能源、动力及节能行业，政府决策及管理机构，金融、银行、投资咨询机构展示内容太阳能光伏产品：光伏模块及组件、光伏模块及组件生产设备、农村光伏发电系统、光伏设备安装及配件、并网光伏系统及光伏输配电器材等；光伏电源/电池、充电器、控制器、逆变器、水泵、太阳能发电系统设备、太阳能转换设备、燃料电池、硅太阳电池、薄膜太阳电池、多晶硅单晶硅原材料、电池板切割机、检测设备；太阳能光电产品：太阳能路灯、草坪灯、庭院灯、航标灯、农用杀虫灯、信号灯、交通警示灯太阳能信息显示屏等；太阳能工程：光伏发电系统工程、太阳能取暖系统工程及再生能源产品和应用、太阳能工程设计方案等；太阳能热利用产品：太阳能外墙及屋顶组件、测量及控制系统、太阳能系统控制软件；风力发电及光伏发电互补系统：风力发电设备、海上风力发电设备、风光互补发电系统、小型水力发电技术与设备、地热能、生物质能开发与利用技术设备相关产品。

太阳能光伏电池的制造链为：石英砂——多晶硅——切割变为硅片(或者变为单晶硅)——电池以及电池组件(单个电池片无法发电)，再将组件组合，最后安装在工程项目上用于发电。

太阳能硅片切割一般是使用硬度高、粒度小且粒径分布集中的碳化硅微粉作为主要切削介质，为使碳化硅微粉在切削过程中分散均匀，同时及时带走切削过程中产生的巨大的摩擦热，通常需先将碳化微粉按照一定比例加入到切割液中，并充分分散，配置成均匀稳定的切割砂浆后再用于硅片切割。使用碳化硅微粉作为介质在太阳能硅片线切割过程中，整个机理是使碳化硅微粉颗粒持续快速冲击硅棒表面，利用碳化硅颗粒的坚硬特性和锋利菱角将硅棒逐步截断，这一过程会伴随着较大的摩擦热释放，同时由于碳化硅颗粒与硅棒之间的碰撞和摩擦而产生的破碎碳化硅颗粒和硅颗粒也将混入切割体系中。为了避免被切割开的硅片受切割体系温度升高的影响而发生翘曲和其表面被细碎颗粒过度研磨而影响其光洁度，必须设法将切割热及破碎颗粒及时带出切割体系，因此切割液的主要作用是使砂浆具有良好的流动性，碳化硅颗粒能够在切割体系中均匀稳定的分散，在钢线的高速运动中以均匀平稳的切割力场作用于硅棒表面，同时及时带走切割热和破碎颗粒，保证硅片的表面质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是确保硅片很好的润湿效果，去除硅片表面残留的颗粒，降低表面张力。

本发明的硅片的清洗方法，包括：步骤1：将硅片放入用Anji-SCA清洗液与去离子水按1∶100混合液中。

本发明中，所述的步骤1之后，进一步包括：步骤2：用去离子水冲洗硅片。所述的去离子水为15欧姆的去离子水；冲洗硅片的时间为30分钟。

本发明中，所述的步骤2之后，进一步包括：步骤3：将硅片放入混合液中脱胶。所述的混合液为柠檬酸∶乳酸∶去离子水按比例2∶1∶10混合的混合液；所述的脱胶时间为30分钟；所述的脱胶温度为65度。

本发明中，所述的步骤3之后，进一步包括：步骤4：将脱胶后硅片在去离子水中整理后，放入硅片篮中。所述的在去离子水中整理的温度为25度。

本发明中，所述的步骤4之后，进一步包括：步骤5：将硅片篮在去离子水中浸泡。所述的去离子水的温度为25度；所述的浸泡时间为300秒。

本发明中，所述的步骤5之后，进一步包括：步骤6：将硅片篮放入混合液中，加兆声波浸泡。所述的混合液为Anji-SCA清洗液与去离子水按1：20比例混合的混合液；所述的混合液的温度为25度；所述的浸泡时间为200秒。

本发明中，所述的步骤6之后，进一步包括：步骤7：将硅片篮在去离子水中浸泡。所述的去离子水的温度为25度；所述的浸泡时间为200秒。

本发明中，所述的步骤7之后，进一步包括：步骤8：将硅片篮在混合液中，加兆声浸泡。所述的混合液为NH₄OH∶H₂O₂∶去离子水按比例0.05∶1∶1混合的混合液，所述混合液的温度为50度，所述浸泡时间为300秒。

本发明中，所述的步骤8之后，进一步包括：步骤9：将硅片篮在去离子水中加兆声浸泡。所述的去离子水的温度为40度；所述的浸泡时间为300秒。

本发明中，所述的步骤9之后，进一步包括：步骤10：将硅片篮在柠檬酸中，加兆声浸泡。所述的柠檬酸溶液中柠檬酸的浓度为40％；所述柠檬酸的温度为75度；所述的浸泡时间为300秒。

本发明中，所述的步骤10之后，进一步包括：步骤11：将硅片篮在去离水中浸泡。所述的去离子水的温度为50度；所述的浸泡时间为300秒。

本发明中，所述的步骤11之后，进一步包括：步骤12：用去离子水冲洗硅片篮。所述的去离子水的温度为50度；所述的冲洗时间为300秒。

本发明中，所述的步骤12之后，进一步包括：步骤13：将硅片旋干，送检。

本发明中，所述的硅片为太阳能切割硅片。

本发明的积极进步效果在于：有效降低硅片表面金属离子含量；确保了硅片很好的润湿效果；去除了硅片表面残留的颗粒；降低了表面张力。

具体实施方式

下面用实施例来进一步说明本发明，但本发明并不受其限制。

实施例1

步骤1：将切割后带砂浆的单晶硅片放到用Anji-SCA清洗液与去离子水按1∶100混合液中，带到清洗硅片处。所述单晶硅片的尺寸为156×156±0.5mm。

步骤2：用15欧姆的去离子水冲洗硅片30分钟。

步骤3：将硅片放入柠檬酸∶乳酸∶去离子水按比例2∶1∶10混合的溶液中脱胶30分钟，温度为65度。

步骤4：脱胶后将硅片在25度去离子水中整理，放到硅片篮中。

步骤5：硅片篮在25度去离子水中浸泡300秒。

步骤6：硅片篮在25度Anji-SCA清洗液与去离子水按1∶20比例混合液中，加兆声波浸泡200秒。

步骤7：硅片篮在25度去离子水中浸泡200秒。

步骤8：硅片篮在50度NH₄OH∶H₂O₂∶去离子水按比例0.05∶1∶1混合液中，加兆声波浸泡300秒。

步骤9：硅片篮在40度去离子水中加兆声波浸泡300秒。

步骤10：硅片篮在75度浓度为40％的柠檬酸中，加兆声波浸泡300秒。

步骤11：硅片篮在50度去离子水中浸泡300秒。

步骤12：去50离子水冲洗硅片篮300秒后。

步骤13：用旋转法将硅片旋干，送检。

实施例2

步骤1：将切割后带砂浆的多晶硅片放到用Anji-SCA清洗液与去离子水按1∶100混合液中，带到清洗硅片处。所述单晶硅片的尺寸为156×156±0.5mm。

步骤2：用15欧姆的去离子水冲洗硅片30分钟。

步骤3：将硅片放入柠檬酸∶乳酸∶去离子水按比例2∶1∶10混合的溶液中脱胶30分钟，温度为65度。

步骤4：脱胶后将硅片在25度去离子水中整理，放到硅片篮中。

步骤5：硅片篮在25度去离子水中浸泡300秒。

步骤6：硅片篮在25度Anji-SCA清洗液与去离子水按1：20比例混合液中，加兆声波浸泡200秒。

步骤7：硅片篮在25度去离子水中浸泡200秒。

步骤8：硅片篮在50度NH₄OH∶H₂O₂∶去离子水按比例0.05∶1∶1混合液中，加兆声波浸泡300秒。

步骤9：硅片篮在40度去离子水中加兆声波浸泡300秒。

步骤10：硅片篮在75度浓度为40％的柠檬酸中，加兆声波浸泡300秒。

步骤11：硅片篮在50度去离子水中浸泡300秒。

步骤12：去50离子水冲洗硅片篮300秒后。

步骤13：用旋转法将硅片旋干，送检。

效果实施例

尺寸

电阻率

少子寿命

氧含量

碳含量

TTV

实施例1

156×156± 0.5mm

0.5-3Ω/cm

≥10μs

≤1×1018 原子/cm 3

≤5×1017 原子/cm 2

≤40μm

实施例2

156×156± 0.5mm

0.5-3Ω/cm

≥2μs

≤1×1018 原子/cm 3

≤5×1017 原子/cm 3

≤40μm

由效果实施例可以看出，单、多晶硅片按本发明清洗工艺进行清洗，有效地提高了硅片的少子寿命，降低了氧和碳的含量，提高了硅片的质量，保证了后段电池片的性能。

Claims (21)

1.一种硅片的清洗方法，其特征在于，所述清洗方法包括：步骤1：将硅片放入用Anji-SCA清洗液与去离子水按1：100混合液中，

所述的步骤1之后，进一步包括：步骤2：用去离子水冲洗硅片，所述的去离子水为15欧姆的去离子水；冲洗硅片的时间为30分钟，

所述的步骤2之后，进一步包括：步骤3：将硅片放入混合液中脱胶，所述的混合液为柠檬酸：乳酸：去离子水按比例2：1：10混合的混合液；所述的脱胶时间为30分钟；所述的脱胶温度为65度。

2.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于：所述的步骤3之后，进一步包括：步骤4：将脱胶后硅片在去离子水中整理后，放入硅片篮中。

3.根据权利要求2所述的清洗方法，所述的在去离子水中整理的温度为25度。

4.根据权利要求2所述的清洗方法，其特征在于：所述的步骤4之后，进一步包括：步骤5：将硅片篮在去离子水中浸泡。

5.根据权利要求4所述的清洗方法，所述的去离子水的温度为25度；所述的浸泡时间为300秒。

6.根据权利要求4所述的清洗方法，其特征在于：所述的步骤5之后，进一步包括：步骤6：将硅片篮放入混合液中，加兆声波浸泡。

7.根据权利要求6所述的清洗方法，所述的混合液为Anji-SCA清洗液与去离子水按1：20比例混合的混合液；所述的混合液的温度为25度；所述的浸泡时间为200秒。

8.根据权利要求6所述的清洗方法，其特征在于：所述的步骤6之后，进一步包括：步骤7：将硅片篮在去离子水中浸泡。

9.根据权利要求8所述的清洗方法，所述的去离子水的温度为25度；所述的浸泡时间为200秒。

10.根据权利要求8所述的清洗方法，其特征在于：所述的步骤7之后，进一步包括：步骤8：将硅片篮在混合液中，加兆声浸泡。

11.根据权利要求10所述的清洗方法，所述的混合液为NH₄OH：H₂O₂：去离子水按比例0.05：1：1混合的混合液，所述混合液的温度为50度，所述浸泡时间为300秒。

12.根据权利要求10所述的清洗方法，其特征在于：所述的步骤8之后，进一步包括：步骤9：将硅片篮在去离子水中加兆声浸泡。

13.根据权利要求12所述的清洗方法，所述的去离子水的温度为40度；所述的浸泡时间为300秒。

14.根据权利要求12所述的清洗方法，其特征在于：所述的步骤9之后，进一步包括：步骤10：将硅片篮在柠檬酸中，加兆声浸泡。

15.根据权利要求14所述的清洗方法，所述的柠檬酸溶液中柠檬酸的浓度为40％；所述柠檬酸的温度为75度；所述的浸泡时间为300秒。

16.根据权利要求14所述的清洗方法，其特征在于：所述的步骤10之后，进一步包括：步骤11：将硅片篮在去离水中浸泡。

17.根据权利要求16所述的清洗方法，所述的去离子水的温度为50度；所述的浸泡时间为300秒。

18.根据权利要求16所述的清洗方法，其特征在于：所述的步骤11之后，进一步包括：步骤12：用去离子水冲洗硅片篮。

19.根据权利要求18所述的清洗方法，所述的去离子水的温度为50度；所述的冲洗时间为300秒。

20.根据权利要求18所述的清洗方法，其特征在于：所述的步骤12之后，进一步包括：步骤13：将硅片旋干，送检。

21.根据权利要求1所述的清洗方法，所述的硅片为太阳能切割硅片。