CN107658367A - 一种异质结电池的湿化学处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种异质结电池的湿化学处理方法，包括如下步骤：先对硅片进行预清洗；再对硅片进行去损伤层处理；然后对硅片进行制绒处理；再将硅片放入盐酸和氢氟酸的混合溶液中进行酸碱中和清洗；再将硅片用HF/HCL/O3混合溶液进行圆润化清洗，去除有机物、金属离子以及氧化和蚀刻硅，圆润化硅片；对圆润化清洗后的硅片进行后清洗；最后将硅片慢提拉脱水，并用氮气烘干。本发明把O3引入到异质结电池片的湿化学清洗工艺中来，臭氧氧化能力强，有效替代H2O2、硝酸等氧化剂，减少了高纯化学品的使用和排放，另外HF/HCL/O3的混合溶液具有去除有机物、去除金属离子以及氧化和蚀刻硅的多重作用，减少了清洗工艺的步骤和复杂性，具有工艺流程简单、高纯化学品使用量小、废液处理量少等优点。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种异质结电池的湿化学处理方法。
背景技术
目前，太阳能电池是众多光伏厂商研究的一个热点，包括PERC电池、MWT电池、IBC电池以及HJT电池等。其中HJT电池以其转化效率、低温工艺、低的温度系数以及适合薄片化等优势获得众多机构和生产企业的特别青睐，研发热情一直高居不下。
其中HJT电池采用N型硅片，经过制绒清洗、非晶硅沉积、透明导电膜沉积、电极制作等一系列工艺步骤完成电池片的制作。其中传统的HJT电池制绒清洗的工艺流程如下：预清洗-去损伤层-制绒-绒面圆润化-后清洗等。整个工艺过程采用了大量的高纯化学品进行清洗，高纯化学品的种类包括：氢氧化钾、硝酸、盐酸、氢氟酸、氨水、双氧水等。这种清洗方法的缺点是：工艺步骤较多，大量使用高纯化学品导致生产成本增加；大量化学品使用导致的废液排放需要有一系列的后续处理才能达到排放标准，这也增加了厂务设备设施的投入；HJT电池清洗流程中的CP表面圆润化，可能会存在有一定的专利风险。这些方面的劣势无疑都增加了产品的成本，使HJT电池的快速发展受到了一定的负面影响。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种清洗流程简单、高纯化学品使用量少、废液处理简单的异质结电池的湿化学处理方法。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种异质结电池的湿化学处理方法，所述处理方法包括如下步骤：将硅片放入含有臭氧的碱性液中进行预清洗，然后用去离子水漂洗；；对预清洗后的硅片进行去损伤层处理，然后用去离子水漂洗干净；对去损伤层处理后的硅片放入碱性溶液和制绒添加剂的混合溶液中进行制绒，然后用去离子水漂洗；将制绒处理后的硅片放入盐酸和氢氟酸的混合溶液中进行酸碱中和清洗，然后用去离子水漂洗；将酸碱中和清洗后的硅片用HF/HCL/O3混合溶液进行圆润化清洗，去除有机物、金属离子以及氧化和蚀刻硅，圆润化硅片；对圆润化清洗后的硅片进行后清洗；将后清洗的硅片慢提拉脱水，并用氮气烘干。
进一步的，所述步骤将硅片放入含有臭氧的碱性液中进行预清洗为将硅片放入中臭氧浓度为5-35ppm，质量百分比为0.01％-0.5％的氢氧化钾，预清洗在温度为30-50℃下处理2-10分钟。
进一步的，所述步骤对预清洗后的硅片进行去损伤层处理为将硅片放入质量百分比为3％-20％，去离子水质量百分比为80％-97％的氢氧化钾溶液，反应温度为70℃-90℃下处理1-5分钟，去除掉表面的机械损伤层，硅片腐蚀深度为5-20um。
进一步的，所述步骤对去损伤层处理后的硅片放入碱性溶液和制绒添加剂的混合溶液中进行制绒为将硅片放入质量百分比为0.5％-3％的氢氧化钾溶液中，温度为75-85℃下进行，制绒时间为15-40分钟。
进一步的，所述步骤将制绒处理后的硅片放入盐酸和氢氟酸的混合溶液中进行酸碱中和清洗的混合溶液中盐酸所用的质量百分比为1％-5％，氢氟酸所用的质量百分比为0.5％-3％，硅片在温度为20-30℃的盐酸和氢氟酸的混合溶液中处理3-10分钟。
进一步的，所述步骤圆润化清洗在HF/HCL/O3混合溶液中盐酸质量百分比在2％-10％，HF酸质量百分比在0.5％-5％，臭氧浓度在5-35ppm；硅片在温度为30-50℃的HF/HCL/O3混合溶液中清洗5-20分钟。
进一步的，所述步骤后清洗为将放入硅片质量百分比为0.5％-8％的HF酸，质量百分比为92％-99.5％的去离子水，在温度为20℃-30℃的HF酸溶液中的处理1-6分钟。
由上述对本发明结构的描述可知，和现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明具有工艺流程简单、高纯化学品使用量小、废液处理量少等优点，把O3引入到异质结电池片的湿化学清洗工艺中来，臭氧氧化能力强，有效替代H2O2、硝酸等氧化剂，减少了高纯化学品的使用和排放，另外HF/HCL/O3的混合溶液具有去除有机物、去除金属离子以及氧化和蚀刻硅的多重作用，减少了清洗工艺的步骤和复杂性，为异质结电池的大规模推广提供一个可行的、可靠的、经济的量产方案，具有十分重要的意义。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，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为本发明一种异质结电池的湿化学处理方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例
如图1所示一种异质结电池的湿化学处理方法，所述处理方法包括如下步骤：
步骤S101、硅片进行预清洗，将硅片放入中臭氧浓度为5-35ppm，质量百分比为0.01％-0.5％的氢氧化钾，预清洗在温度为30-50℃下处理2-10分钟；
步骤S102、对预清洗后的硅片进行去损伤层处理，将硅片放入质量百分比为3％-20％，去离子水质量百分比为80％-97％的氢氧化钾溶液，反应温度为70℃-90℃下处理1-5分钟，去除掉表面的机械损伤层，硅片腐蚀深度为5-20um。；
步骤S103、对去损伤层处理后的硅片进行制绒处理，将硅片放入质量百分比为0.5％-3％的氢氧化钾溶液中，温度为75-85℃下进行，制绒时间为15-40分钟；
步骤S104、将制绒处理后的硅片放入盐酸和氢氟酸的混合溶液中进行酸碱中和清洗，酸碱中和清洗的混合溶液中盐酸所用的质量百分比为1％-5％，氢氟酸所用的质量百分比为0.5％-3％，硅片在温度为20-30℃的盐酸和氢氟酸的混合溶液中处理3-10分钟；
步骤S105、将酸碱中和清洗后的硅片用HF/HCL/O3混合溶液进行圆润化清洗，去除有机物、金属离子以及氧化和蚀刻硅，圆润化硅片，圆润化清洗的HF/HCL/O3混合溶液中盐酸质量百分比在2％-10％，HF酸质量百分比在0.5％-5％，臭氧浓度在5-35ppm；硅片在温度为30-50℃的HF/HCL/O3混合溶液中清洗5-20分钟；
步骤S106、对圆润化清洗后的硅片进行后清洗，将放入硅片质量百分比为0.5％-8％的HF酸，质量百分比为92％-99.5％的去离子水，在温度为20℃-30℃的HF酸溶液中的处理1-6分钟，去除硅片表面的氧化膜并钝化表面；
步骤S107、将后清洗的硅片慢提拉脱水，并用热氮气对硅片进行烘干。
本发明把O3引入到异质结电池片的湿化学清洗工艺中来，臭氧氧化能力强，有效替代H2O2、硝酸等氧化剂，减少了高纯化学品的使用和排放，另外HF/HCL/O3的混合溶液具有去除有机物、去除金属离子以及氧化和蚀刻硅的多重作用，减少了清洗工艺的步骤和复杂性，具有工艺流程简单、高纯化学品使用量小、废液处理量少等优点，为异质结电池的大规模推广提供一个可行的、可靠的、经济的量产方案，具有十分重要的意义。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种异质结电池的湿化学处理方法，其特征在于：所述处理方法包括如下步骤：
将硅片放入含有臭氧的碱性液中进行预清洗，然后用去离子水漂洗；；
对预清洗后的硅片进行去损伤层处理，然后用去离子水漂洗干净；；
对去损伤层处理后的硅片放入碱性溶液和制绒添加剂的混合溶液中进行制绒，然后用去离子水漂洗；
将制绒处理后的硅片放入盐酸和氢氟酸的混合溶液中进行酸碱中和清洗，然后用去离子水漂洗；
将酸碱中和清洗后的硅片用HF/HCL/O3混合溶液进行圆润化清洗，去除有机物、金属离子以及氧化和蚀刻硅，圆润化硅片；
对圆润化清洗后的硅片进行后清洗；
将后清洗的硅片慢提拉脱水，并用氮气烘干。
2.根据权利要求1所述一种异质结电池的湿化学处理方法，其特征在于：所述步骤将硅片放入含有臭氧的碱性液中进行预清洗为将硅片放入中臭氧浓度为5-35ppm，质量百分比为0.01％-0.5％的氢氧化钾，预清洗在温度为30-50℃下处理2-10分钟。
3.根据权利要求1所述一种异质结电池的湿化学处理方法，其特征在于：所述步骤对预清洗后的硅片进行去损伤层处理为将硅片放入质量百分比为3％-20％，去离子水质量百分比为80％-97％的氢氧化钾溶液，反应温度为70℃-90℃下处理1-5分钟，去除掉表面的机械损伤层，硅片腐蚀深度为5-20um。
4.根据权利要求1所述一种异质结电池的湿化学处理方法，其特征在于：所述步骤对去损伤层处理后的硅片放入碱性溶液和制绒添加剂的混合溶液中进行制绒为将硅片放入质量百分比为0.5％-3％的氢氧化钾溶液中，温度为75-85℃下进行，制绒时间为15-40分钟。
5.根据权利要求1所述一种异质结电池的湿化学处理方法，其特征在于：所述步骤将制绒处理后的硅片放入盐酸和氢氟酸的混合溶液中进行酸碱中和清洗的混合溶液中盐酸所用的质量百分比为1％-5％，氢氟酸所用的质量百分比为0.5％-3％，硅片在温度为20-30℃的盐酸和氢氟酸的混合溶液中处理3-10分钟。
6.根据权利要求1所述一种异质结电池的湿化学处理方法，其特征在于：所述步骤圆润化清洗在HF/HCL/O3混合溶液中盐酸质量百分比在2％-10％，HF酸质量百分比在0.5％-5％，臭氧浓度在5-35ppm；硅片在温度为30-50℃的HF/HCL/O3混合溶液中清洗5-20分钟。
7.根据权利要求1所述一种异质结电池的湿化学处理方法，其特征在于：所述步骤后清洗为将放入硅片质量百分比为0.5％-8％的HF酸，质量百分比为92％-99.5％的去离子水，在温度为20℃-30℃的HF酸溶液中的处理1-6分钟。
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