CN102489468A

CN102489468A - 一种石墨材质基板表层氮化硅的清洗方法

Info

Publication number: CN102489468A
Application number: CN2011104392022A
Authority: CN
Inventors: 赵强; 李龙
Original assignee: Baoding Tianwei Yingli New Energy Resources Co Ltd
Current assignee: Baoding Tianwei Yingli New Energy Resources Co Ltd
Priority date: 2011-12-23
Filing date: 2011-12-23
Publication date: 2012-06-13
Anticipated expiration: 2031-12-23
Also published as: CN102489468B

Abstract

本发明实施例公开了一种石墨材质基板表层氮化硅的清洗方法，包括：在清洗槽内采用氢氟酸溶液对表层覆有氮化硅的石墨材质基板进行清洗，直至去除石墨材质基板表层的氮化硅。本发明所提供的方法采用化学方法去除氮化硅，即：利用氢氟酸与氮化硅的化学反应来清洗氮化硅，由于氢氟酸不与石墨发生反应，所以不会对石墨材质的基板造成影响，保持了基板原有的物理性质，不会降低基板的使用寿命。

Description

一种石墨材质基板表层氮化硅的清洗方法

技术领域

本发明属于太阳能电池制作领域，尤其涉及一种石墨材质基板表层氮化硅的清洗方法。

背景技术

近年来，太阳能电池片生产技术不断进步，生产成本不断降低，转换效率不断提高，使得光伏发电的应用日益普及并迅猛发展，逐渐成为电力供应的重要来源。太阳能电池片可以在阳光的照射下，把光能转换为电能，实现光伏发电。

太阳能电池片的生产工艺比较复杂，简单说来，目前的太阳能电池片的生产过程可以分为以下几个主要步骤：

S11、超声清洗，利用超声波清洗硅片表面；

S12、制绒面，通过化学反应在原本光滑的硅片表面形成凹凸不平的结构，以增强光的吸收；

S13、扩散，将P型的硅片放入扩散炉内，通过硅原子之间的空隙使N型杂质原子由硅片表面层向硅片内部扩散，形成PN结，使电子和空穴在流动后不再回到原处，这样便形成电流，也就使硅片具有光伏效应；

S14、等离子刻蚀，去除扩散过程中在硅片边缘形成的将PN结短路的导电层；

S15、去磷硅玻璃，化学清洗硅片表面，去掉反应形成的磷硅玻璃；

S16、PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，等离子增强的化学气相沉积)，即沉积减反射膜，利用薄膜干涉原理，减少光的反射，起到钝化作用，增大电池的短路电流和输出功率，提高转换效率；

S17、丝网印刷烧结，采用银浆印刷正电极和背电极，采用铝浆印刷背场，以收集电流并起到导电的作用，在高温下使印刷的电极与硅片之间形成欧姆接触；

S18、测试分选。

在PECVD过程中，会在电池片表面镀上一层氮化硅膜。与此同时，电池片所在的载片基板上没有放置电池片的地方也会镀上氮化硅，随着载片基板表面的氮化硅逐渐变厚，载片基板受到的局部压力也会变大，如此会导致载片基板弯曲变形，变形的载片基板又会导致电池片镀膜时出现膜厚不均匀甚至碎片的现象发生，所以要对载片基板表面的氮化硅做定时的清洗。

现有的载片基板均为石墨材质的基板，其清洗方式为：

利用干冰清洗机将干冰高速地喷涂到载片基板的氮化硅上，所述干冰会进入载片基板的氮化硅中，干冰由固态变为气态的二氧化碳时，体积会增加，使氮化硅膨胀破裂，逐渐脱落，从而达到去除氮化硅的目的。

发明人发现，在利用现有方法清洗石墨材质的基板后，基板的使用寿命会减小。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种石墨材质基板表层氮化硅的清洗方法，以解决采用现有方法对石墨材质基板进行清洗后基板使用寿命减小的问题。

一种石墨材质基板表层氮化硅的清洗方法，该方法包括：

在清洗槽内采用氢氟酸溶液对表层覆有氮化硅的石墨材质基板进行清洗，直至去除石墨材质基板表层的氮化硅。

优选的，上述方法中，所述氢氟酸溶液的浓度为3％～15％。

优选的，上述方法中，在清洗槽内采用氢氟酸溶液对表层覆有氮化硅的石墨材质基板进行清洗，具体包括：

将石墨材质基板置于清洗槽内，且使石墨材质基板上覆有氮化硅的一面朝下放置；

向所述清洗槽内通入清水，使所述清水淹没所述石墨材质基板，并记录通入清水的体积；

向所述清洗槽内通入浓度为40％的氢氟酸，且使通入的氢氟酸的体积与清洗槽内清水的体积比为1∶4～1∶10。

采用体积比在1∶4～1∶10之间的浓度为40％的氢氟酸和清水配制氢氟酸溶液；

将配制好的氢氟酸溶液通入清洗槽内，使所述氢氟酸溶液淹没所述石墨材质基板。

优选的，上述方法中，在清洗槽内采用氢氟酸溶液去除石墨材质基板表层的氮化硅，具体包括：

使表层覆有氮化硅的石墨材质基板在氢氟酸溶液中浸泡8h～16h。

优选的，上述方法中，所述去除石墨材质基板表层的氮化硅之后还包括：

将清洗槽内的氢氟酸溶液排放出去；

向所述清洗槽内通入清水，且使所述清水淹没所述石墨材质基板；

使所述石墨材质基板在所述清水中浸泡8h。

优选的，上述方法中，使所述石墨材质基板在所述清水中浸泡8h之后还包括：

将清洗槽内的清水排放出去；

再次向所述清洗槽内通入清水，且使通入的清水淹没所述石墨材质基板；

再次使所述石墨材质基板在清水中浸泡8h。

优选的，上述方法中，再次使所述石墨材质基板在清水中浸泡8h，之后还包括：

将所述石墨材质基板从清洗槽内捞出并晾干。

优选的，上述方法中，所述清洗槽的制作材料为耐强酸材料。

优选的，上述方法中，所述清洗槽的制作材料为聚氯乙烯。

由上述方案可以看出，本发明所提供的石墨材质基板表层氮化硅的清洗方法，包括：在清洗槽内采用氢氟酸溶液对表层覆有氮化硅的石墨材质基板进行清洗，直至去除石墨材质基板表层的氮化硅。本发明所提供的方法采用化学方法去除氮化硅，即：利用氢氟酸与氮化硅的化学反应来清洗氮化硅，由于氢氟酸不与石墨发生反应，所以不会对石墨材质的基板造成影响，保持了基板原有的物理性质，不会降低基板的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明所提供的一种石墨材质基板表层氮化硅的清洗方法流程图；

图2是本发明所提供的另一种石墨材质基板表层氮化硅的清洗方法流程图；

图3是本发明所提供的又一种石墨材质基板表层氮化硅的清洗方法流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

正如背景技术部分所述，在利用现有方法清洗石墨材质的基板后，基板的使用寿命会减小。

发明人研究发现，在利用现有方法清洗石墨材质的基板时，固态的干冰变为气态的二氧化碳，如此使得氮化硅膨胀爆裂，但是与此同时，石墨材质的基板也会受到固态的干冰变为气态的二氧化碳时的作用，由于石墨为一层一层的压缩结构，因此，当其长时间被“干冰清洗机”清洗后，层层压缩的石墨结构将变得松散，导致其坚硬度下降，因而降低了石墨材质基板的使用寿命。

基于上述研究的基础，本发明公开了一种石墨材质基板表层氮化硅的清洗方法，该方法包括：

由上述方案可以看出，本发明所提供的方法采用化学方法去除氮化硅，即：利用氢氟酸与氮化硅的化学反应来清洗氮化硅，由于氢氟酸不与石墨发生反应，所以不会对石墨材质的基板造成影响，保持了基板原有的物理性质，不会降低基板的使用寿命。

以上是本申请的核心思想，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

实施例一：

参考图1，图1为本发明所提供的一种石墨材质基板表层氮化硅的清洗方法流程图，该方法具体包括如下步骤：

S11、将石墨材质基板置于清洗槽内，且使石墨材质基板上覆有氮化硅的一面朝下放置。

所述清洗槽的制作材料为耐强酸材料，本实施例优选为聚氯乙烯。

S12、向所述清洗槽内通入清水，使所述清水淹没所述石墨材质基板，并记录通入清水的体积。

S13、向所述清洗槽内通入浓度为40％的氢氟酸，且使通入的氢氟酸的体积与清洗槽内清水的体积比为1∶4～1∶10，使得氢氟酸溶液的浓度达到3％～15％。

氮化硅在氢氟酸溶液内会与氢氟酸发生反应，反应方程式为：

S1₃N₄+16HF＝3SIF₄↑+4NH₄F，

反应生成的四氟化硅为气体，氟化铵可溶于水，如此，即可去除石墨材质表面的氮化硅。

需要说明的是，如果在步骤S13中通入氢氟酸的速度太快，则会使清洗槽内溶液浓度分布不均匀，这样将对工作人员的人身安全造成威胁，因此通入氢氟酸的时候需要缓慢的通入，以保证工作人员的安全；此外，通入的氢氟酸也可以是其他浓度的氢氟酸，例如：浓度为47％左右的氢氟酸。

S14、使表层覆有氮化硅的石墨材质基板在氢氟酸溶液中浸泡8h～16h，当氮化硅被清洗掉之后，捞出石墨材质基板，晾干。

本实施例可以通过肉眼观察判断氮化硅是否被清洗掉。

本实施例采用化学方法去除氮化硅，即：利用氢氟酸与氮化硅的化学反应来清洗氮化硅，由于氢氟酸不与石墨发生反应，所以不会对石墨材质的基板造成影响，保持了基板原有的物理性质，不会降低基板的使用寿命。

此外，应用此方法来清洗石墨材质基板表层的氮化硅，并不需要购买干冰清洗机等物理清洗方法所需要的设备以及干冰，因此又降低了清洗成本。

实施例二：

参考图2，图2为本发明所提供的另一种石墨材质基板表层氮化硅的清洗方法流程图，该方法具体包括如下步骤：

S21、将石墨材质基板置于清洗槽内，且使石墨材质基板上覆有氮化硅的一面朝下放置。

S22、采用体积比在1∶4～1∶10之间的浓度为40％的氢氟酸和清水配制氢氟酸溶液，配好的氢氟酸溶液浓度为3％～15％。

优选的，可以采用体积比在1∶6～1∶7之间的浓度为40％的氢氟酸和清水配制氢氟酸溶液；更优选的，采用体积比为1∶6.5的浓度为40％的氢氟酸和清水配制氢氟酸溶液。

S23、将配制好的氢氟酸溶液通入清洗槽内，使所述氢氟酸溶液淹没所述石墨材质基板。

S24、将表层覆有氮化硅的石墨材质基板在氢氟酸溶液中浸泡8h～16h，清洗掉氮化硅之后，将石墨材质基板捞出，晾干。

此外，本实施例还可以将需要清洗的石墨材质基板放入已经配制好的氢氟酸溶液中，但是，如此会对操作人员造成危险，为了安全起见，应避免使用此方法。

实施例三：

参考图3，图3为本发明所提供的又一种石墨材质基板表层氮化硅的清洗方法流程图，该方法具体包括如下步骤：

S31、将清洗槽置于有排风装置的容器中。

S32、将石墨材质基板置于清洗槽内，开启排风装置，并向所述清洗槽内通入氢氟酸溶液。

具体的，该步骤的实施过程可参考实施例二中步骤S21～S23，当然，也可以依照实施例一中步骤S11～S13来实施。

所述排风装置在向所述清洗槽内通入氢氟酸溶液之前开启，所述排风装置也可以在步骤S31之后即开启。

开启所述排风装置后，还可以调节排风速度，一般将排风速度设置在5m/s～10m/s之间。

由于清洗槽内氢氟酸溶液易挥发，产生氟化氢气体，且清洗槽内氢氟酸与氮化硅的反应生成物有四氟化硅气体，并且氟化氢气体和四氟化硅气体均有刺激性气味，所以本实施例所提供的方法可以保护操作人员的安全。

S33、使表层覆有氮化硅的石墨材质基板在氢氟酸溶液中浸泡8h～16h。

一般情况下，使表层覆有氮化硅的石墨材质基板在氢氟酸溶液中浸泡8h～16h，即可清洗掉石墨材质基板表层的氮化硅。

S34、将清洗槽内的氢氟酸溶液排放出，并采用清水对石墨材质基板进行第一次清洗。

具体实施过程中，首先将清洗槽内的氢氟酸溶液排放出去；之后向所述清洗槽内通入清水，且使所述清水淹没所述石墨材质基板；使所述石墨材质基板在所述清水中进行第一次清洗，第一次清洗的时间可以为8h左右。

S35、将清洗槽内的清水排放出，再次采用清水对石墨材质基板进行第二次清洗。

具体实施过程中，首先将清洗槽内对石墨材质基板进行第一次清洗所用的清水排放出去；然后向所述清洗槽内再次通入清水，且使通入的清水淹没所述石墨材质基板；使所述石墨材质基板在所述清水中进行第二次清洗，第二次清洗的时间为8h左右。

通过步骤S34和S35中对石墨材质基板的清洗，可以将基板表面附着的氢氟酸和氟化铵去掉，尽可能的保持了石墨材质基板的物理特性，保持了其应有的寿命。

S36、将所述石墨材质基板从清洗槽内捞出并晾干。

综上可知，本发明所提供的石墨材质基板表层氮化硅的清洗方法，利用氢氟酸与氮化硅的化学反应来实现去除石墨材质基板表层的氮化硅，由于在去除氮化硅的过程中氢氟酸不与石墨发生反应，所以不会对石墨材质基板造成影响，保持了基板原有的物理性质，进而不会降低基板的使用寿命。

本发明各实施例中对石墨材质基板表层氮化硅的清洗方法的描述各有侧重点，相关、相似之处可相互参考。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种石墨材质基板表层氮化硅的清洗方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述清洗方法，其特征在于，所述氢氟酸溶液的浓度为3％～15％。

3.根据权利要求1所述清洗方法，其特征在于，在清洗槽内采用氢氟酸溶液对表层覆有氮化硅的石墨材质基板进行清洗，具体包括：

4.根据权利要求1所述清洗方法，其特征在于，在清洗槽内采用氢氟酸溶液对表层覆有氮化硅的石墨材质基板进行清洗，具体包括：

5.根据权利要求1所述清洗方法，其特征在于，在清洗槽内采用氢氟酸溶液去除石墨材质基板表层的氮化硅，具体包括：

6.根据权利要求1所述清洗方法，其特征在于，所述去除石墨材质基板表层的氮化硅之后还包括：

将清洗槽内的氢氟酸溶液排放出去；

使所述石墨材质基板在所述清水中浸泡8h。

7.根据权利要求6所述清洗方法，其特征在于，使所述石墨材质基板在所述清水中浸泡8h之后还包括：

将清洗槽内的清水排放出去；

再次使所述石墨材质基板在清水中浸泡8h。

8.根据权利要求7所述清洗方法，其特征在于，再次使所述石墨材质基板在清水中浸泡8h，之后还包括：

将所述石墨材质基板从清洗槽内捞出并晾干。

9.根据权利要求1～8任一项所述清洗方法，其特征在于，所述清洗槽的制作材料为耐强酸材料。

10.根据权利要求9所述清洗方法，其特征在于，所述清洗槽的制作材料为聚氯乙烯。