CN102842652A - 硅片的制绒酸洗的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硅片的制绒酸洗的方法。该方法包括使硅片依次经过下述步骤处理：预清洗、第一次水洗、碱制绒、第二次水洗、第一次酸洗、第二次酸洗、第三次水洗、慢提拉、以及烘干。应用本发明的技术方案，硅片的制绒酸洗的方法只需添加一个酸槽，采用两步酸洗工艺，就可以有效的提高酸槽的使用寿命，并且能够有效地降低由于硅片表面的杂质清除不彻底造成的单晶N型电池的漏电流问题，从而提高硅片的合格率。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池制备技术领域，具体而言，涉及一种硅片的制绒酸洗的方法。
背景技术
单晶N型电池由于具有光致零衰减的优点，在各类电池中有着举足轻重的地位，但其制备工艺复杂，并且对电池表面的杂质有着严格的要求。
如图1所示，现有技术中硅片的制绒酸洗方法通常包括：预清洗、第一次水洗、碱制绒、第二次水洗、第一次酸洗、第三次水洗、慢提拉、以及烘干。其中，制绒工序为单晶N型电池制备的一个化学工序。通常是利用碱溶液（KOH/NaOH溶液）对单晶硅（Si）的各向异性腐蚀特性在单晶硅表面生成表面组织化结构，如金字塔结构、倒金字塔结构，从而在Si片表面形成陷光结构，减小硅片表面光的反射。但是硅片经过制绒工序后表面会含有大量的金属离子、氧化物、碱残留等，除去这些杂质尤为重要。
目前，制绒后通常通过酸洗工艺去除上述杂质，而酸洗工艺大都采用HF/HCl酸洗工艺，所用HF浓度为5%左右，HCl浓度为8%左右，通过一步酸溶液清洗同时去除硅片表面的杂质及氧化物。因为，HCl中的氯离子可以除去金属离子，HF可以还原硅片表面的氧化物。但是，此种方法对氧化层及碱残留的去除不太彻底，从而影响电池的电性能参数；另外，仅仅进行这一步酸洗容易引入氯离子，会在后续扩散工艺中造成影响。
发明内容
本发明旨在提供一种硅片的制绒酸洗的方法，以解决现有技术中酸洗对氧化层及碱残留的去除不太彻底的技术问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种硅片的制绒酸洗的方法。该方法包括硅片依次经过下述步骤处理：预清洗、第一次水洗、碱制绒、第二次水洗、第一次酸洗、第二次酸洗、第三次水洗、慢提拉、以及烘干。
进一步地，第一次酸洗包括：采用含有8~12wt%HCl和1~2wt%HF的混合酸溶液或含有8~12wt%HCl酸溶液浸泡硅片，浸泡时间为3~5分钟。
进一步地，混合酸溶液中含有10wt%的HCl和2wt%的HF。
进一步地，第二次酸洗包括：采用含有3~5wt%HF的酸溶液浸泡硅片，浸泡时间为3~5分钟。
进一步地，酸溶液中含有4wt%HF。
进一步地，预清洗步骤包括：将硅片放入含有1.4wt%KOH和6.3wt%H2O2的溶液中，在58℃的温度条件下处理3.5~5分钟。
进一步地，第一次水洗步骤包括：将硅片在30℃的水中清洗3.5~5分钟；第二次水洗步骤包括：将硅片在30℃的水中清洗6.5~10分钟；第三次水洗步骤包括：将硅片在30℃的水中清洗3~5分钟。
进一步地，碱制绒步骤包括：将硅片放入含有3.4wt%KOH和4.5wt%异丙醇的溶液中，在58℃的温度条件下处理3.5~5分钟。
进一步地，慢提拉步骤中温度为60℃，时间为3~5分钟。
进一步地，烘干步骤中温度为60~70℃，时间为7~10分钟。
应用本发明的技术方案，硅片的制绒酸洗的方法只需添加一个酸槽，采用两步酸洗工艺，就可以有效的提高酸槽的使用寿命，并且能够有效地降低由于硅片表面的杂质清除不彻底造成的单晶N型电池的漏电流问题，从而提高硅片的合格率。
附图说明
说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了现有技术中硅片的制绒酸洗方法的流程图；以及
图2示出了根据本发明实施例的硅片的制绒酸洗方法的流程图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
根据本发明一种典型的实施方式，如图2所示，硅片的制绒酸洗的方法包括硅片依次经过下述步骤处理：预清洗、第一次水洗、碱制绒、第二次水洗、第一次酸洗、第二次酸洗、第三次水洗、慢提拉、以及烘干。应用本发明的技术方案，硅片的制绒酸洗的方法只需添加一个酸槽，采用两步酸洗工艺，就可以有效的提高酸槽的使用寿命，并且能够有效地降低由于硅片表面的杂质清除不彻底造成的单晶N型电池的漏电流问题，从而提高硅片的合格率。
根据本发明一种典型的实施方式，第一次酸洗可以采用含有8~12wt%的HCl酸溶液对硅片进行清洗，优选地，包括采用含有8~12wt%的HCl和1~2wt%HF的混合酸溶液浸泡硅片，浸泡时间为3~5分钟。这样一方面可以对硅片表面的金属离子进行清洗，另一方可以有效地去除硅片表面的碱残留和氧化物。优选地，混合酸溶液中含有10wt%的HCl和2wt%HF。第二次酸洗包括采用含有3~5wt%HF的酸溶液浸泡硅片，浸泡时间为3~5分钟。这样可以进一步清洗掉硅片表面的杂质、氧化物、碱残留，从而保证硅片表面无任何杂质及残留，为后续扩散工序提供洁净的制绒片。优选地，酸溶液中含有4wt%HF。
根据本发明一种典型的实施方式，预清洗步骤包括将硅片放入含有1.4wt%KOH和6.3wt%H2O2的溶液中，在58℃的温度条件下处理3.5~5分钟。第一次水洗步骤包括：将硅片在30℃的水中清洗3.5~5分钟；第二次水洗步骤包括：将硅片在30℃的水中清洗6.5~10分钟；第三次水洗步骤包括：将硅片在30℃的水中清洗3~5分钟。碱制绒步骤包括：将硅片放入含有3.4wt%KOH和4.5wt%异丙醇的溶液中，在58℃的温度条件下处理3.5~5分钟。慢提拉步骤中温度为60℃，时间为3~5分钟。烘干步骤中温度为60~70℃，时间为7~10分钟。
以下通过实施例进一步说明本发明的有益效果。
实施例1
1）预清洗：将硅片放入含有1.4wt%KOH和6.3wt%H2O2的溶液中，在58℃的温度条件下处理3.5分钟；
2）第一次水洗：将硅片在30℃的水中清洗3.5分钟；
3）碱制绒：将硅片放入含有3.4wt%KOH和4.5wt%异丙醇的溶液中，在58℃的温度条件下处理3.5分钟；
4）第二次水洗：将硅片在30℃的水中清洗6.5分钟；
5）第一次酸洗：采用含有8wt%的HCl和2wt%HF的混合酸溶液浸泡硅片，浸泡时间为3~5分钟；
6）第二次酸洗：采用含有3wt%HF的酸溶液浸泡硅片，浸泡时间为5分钟；
7）第三次水洗：将硅片在30℃的水中清洗3分钟；
8）慢提拉：温度为60℃，时间为5分钟；
9）烘干：温度为60℃，时间为7分钟。
硅片合格率：95%。
实施例2
1）预清洗：将硅片放入含有1.4wt%KOH和6.3wt%H2O2的溶液中，在58℃的温度条件下处理3.5~5分钟；
2）第一次水洗：将硅片在30℃的水中清洗5分钟；
3）碱制绒：将硅片放入含有3.4wt%KOH和4.5wt%异丙醇的溶液中，在58℃的温度条件下处理5分钟；
4）第二次水洗：将硅片在30℃的水中清洗10分钟；
5）第一次酸洗：采用含有12wt%的HCl和1wt%HF的混合酸溶液浸泡硅片，浸泡时间为3~5分钟；
6）第二次酸洗：采用含有5wt%HF的酸溶液浸泡硅片，浸泡时间为3分钟；
7）第三次水洗：将硅片在30℃的水中清洗5分钟；
8）慢提拉：温度为60℃，时间为5分钟；
9）烘干：温度为70℃，时间为10分钟。
硅片合格率：94%。
实施例3
1）预清洗：将硅片放入含有1.4wt%KOH和6.3wt%H2O2的溶液中，在58℃的温度条件下处理4分钟；
2）第一次水洗：将硅片在30℃的水中清洗4分钟；
3）碱制绒：将硅片放入含有3.4wt%KOH和4.5wt%异丙醇的溶液中，在58℃的温度条件下处理3.5~5分钟；
4）第二次水洗：将硅片在30℃的水中清洗8分钟；
5）第一次酸洗：采用含有10wt%的HCl和2wt%HF的混合酸溶液浸泡硅片，浸泡时间为4分钟；
6）第二次酸洗：采用含有4wt%HF的酸溶液浸泡硅片，浸泡时间为4分钟；
7）第三次水洗：将硅片在30℃的水中清洗4分钟；
8）慢提拉：温度为60℃，时间为4分钟；
9）烘干：温度为70℃，时间为9分钟。
硅片合格率：99%。
实施例4
1）预清洗：将硅片放入含有1.4wt%KOH和6.3wt%H2O2的溶液中，在58℃的温度条件下处理4分钟；
2）第一次水洗：将硅片在30℃的水中清洗4分钟；
3）碱制绒：将硅片放入含有3.4wt%KOH和4.5wt%异丙醇的溶液中，在58℃的温度条件下处理3.5~5分钟；
4）第二次水洗：将硅片在30℃的水中清洗8分钟；
5）第一次酸洗：采用含有10wt%的HCl的酸溶液浸泡硅片，浸泡时间为4分钟；
6）第二次酸洗：采用含有4wt%HF的酸溶液浸泡硅片，浸泡时间为4分钟；
7）第三次水洗：将硅片在30℃的水中清洗4分钟；
8）慢提拉：温度为60℃，时间为4分钟；
9）烘干：温度为70℃，时间为9分钟。
硅片合格率：93%。
对比例
1）预清洗：将硅片放入含有1.4wt%KOH和6.3wt%H2O2的溶液中，在58℃的温度条件下处理3.5~5分钟；
2）第一次水洗：将硅片在30℃的水中清洗3.5~5分钟；
3）碱制绒：将硅片放入含有3.4wt%KOH和4.5wt%异丙醇的溶液中，在58℃的温度条件下处理3.5~5分钟；
4）第二次水洗：将硅片在30℃的水中清洗6.5~10分钟；
5）酸洗：采用含有8~12wt%的HCl和1~2wt%HF的混合酸溶液浸泡硅片，浸泡时间为3~5分钟；
6）第三次水洗：将硅片在30℃的水中清洗3~5分钟；
7）慢提拉：温度为60℃，时间为3~5分钟；
8）烘干：温度为60~70℃，时间为7~10分钟。
硅片合格率：<90%。
从上述实施例及对比例的结果来看，采用本发明的技术方案有效地提高了硅片的合格率。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种硅片的制绒酸洗的方法，其特征在于，所述硅片依次经过下述步骤处理：
预清洗、第一次水洗、碱制绒、第二次水洗、第一次酸洗、第二次酸洗、第三次水洗、慢提拉、以及烘干。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一次酸洗包括：
采用含有8~12wt%HCl和1~2wt%HF的混合酸溶液或含有8～12wt%HCl的酸溶液浸泡所述硅片，浸泡时间为3~5分钟。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述混合酸溶液中含有10wt%的HCl和2wt%的HF。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二次酸洗包括：
采用含有3~5wt%HF的酸溶液浸泡所述硅片，浸泡时间为3~5分钟。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述酸溶液中含有4wt%HF。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预清洗步骤包括：
将所述硅片放入含有1.4wt%KOH和6.3wt%H2O2的溶液中，在58℃的温度条件下处理3.5~5分钟。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述第一次水洗步骤包括：将所述硅片在30℃的水中清洗3.5~5分钟；
所述第二次水洗步骤包括：将所述硅片在30℃的水中清洗6.5～10分钟；
所述第三次水洗步骤包括：将所述硅片在30℃的水中清洗3~5分钟。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碱制绒步骤包括：
将所述硅片放入含有3.4wt%KOH和4.5wt%异丙醇的溶液中，在58℃的温度条件下处理3.5~5分钟。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述慢提拉步骤中温度为60℃，时间为3~5分钟。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述烘干步骤中温度为60~70℃，时间为7~10分钟。
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