CN108384667A - 一种硅片清洗液及硅片清洗方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种硅片清洗液及硅片清洗方法,该硅片清洗液包括氢氟酸、盐酸、过氧化氢溶液和去离子水,该硅片清洗方法包括在25℃至75℃的温度下,利用上述硅片清洗液对金属催化制绒和单质金属离子化之后的硅片进行后清洗。利用上述硅片清洗液及硅片清洗方法,能够在低成本的基础上更好的清洗掉硅片表面的金属,降低金属污染带来的复合,提升电池的光电转换效率。
Description
技术领域
本发明属于光伏设备技术领域,特别设涉及一种硅片清洗液及硅片清洗方法。
背景技术
光伏能源作为最重要的新型清洁能源,是21世纪人类重点发展和推广的新能源项目。目前,行业内的一个重要目标是降低生产成本以实现光伏电能的平价上网,其中,提升光伏产品的效率是降低生产成本的一个重要途径。目前的晶体硅电池受技术的制约,受光面的结构还没有达到理想的效果,导致光利用率仍然偏低。目前在行业的上游硅片端,金刚线切割技术正在不断替代常规的砂浆线切割技术,其主要优势是可以降低0.3至0.5元/片的切片成本,常规的HF/HNO3体系无法对金刚线切割的多晶硅片进行有效制绒,要实现金刚线切割硅片的制绒,目前用的最多的两类技术是干法黑硅技术和湿法黑硅技术,黑硅技术可以大幅降低表面反射率到5~10%,提升了光利用率及电池效率,而干法黑硅技术具有较高的成本,因此推广不及价格相对低廉的湿法黑硅技术,湿法黑硅技术常用的就是MACE(Metal Asist Chemical Etch)技术,顾名思义,就是金属催化制绒,其通过引入金属催化剂到硅片表面进行制绒,而硅对金属离子的敏感度非常高,若不能有效去除这些引入的金属添加剂,则在硅的表面及内部会形成大量的复合中心,电池效率也无法做到理想的水平。
发明内容
为解决上述问题,本发明提供了一种硅片清洗液及硅片清洗方法,能够在低成本的基础上更好的清洗掉硅片表面的金属,降低金属污染带来的复合,提升电池的光电转换效率。
本发明提供的一种硅片清洗液,包括氢氟酸、盐酸、过氧化氢溶液和去离子水。
优选的,在上述硅片清洗液中,所述氢氟酸的体积浓度为5%至30%。
优选的,在上述硅片清洗液中,所述盐酸的体积浓度为5%至35%。
优选的,在上述硅片清洗液中,所述过氧化氢溶液的体积浓度为5%至35%。
本发明提供的一种硅片清洗方法,包括在25℃至75℃的温度下,利用如上面任一项所述的硅片清洗液对金属催化制绒和单质金属离子化之后的硅片进行后清洗。
优选的,在上述硅片清洗方法中,所述单质金属离子化过程包括将所述硅片置于硝酸溶液中浸泡并作鼓泡处理,持续5分钟。
优选的,在上述硅片清洗方法中,所述后清洗的温度为50℃。
通过上述描述可知,本发明提供的上述硅片清洗液及硅片清洗方法,由于这种硅片清洗液中包括氢氟酸和盐酸,因此能够去除离子态金属,且由于还包括过氧化氢溶液,因此还能够去除单质态金属,从而能够在低成本的基础上更好的清洗掉硅片表面的金属,降低金属污染带来的复合,提升电池的光电转换效率。
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,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,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,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为利用本申请实施例提供的硅片清洗液进行清洗之后的硅片表面放大图。
具体实施方式
本发明的核心思想在于提供一种硅片清洗液及硅片清洗方法,能够在低成本的基础上更好的清洗掉硅片表面的金属,降低金属污染带来的复合,提升电池的光电转换效率。
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。
本申请实施例提供的第一种硅片清洗液,包括氢氟酸、盐酸、过氧化氢溶液和去离子水。
在这种情况下,由于包括氢氟酸和盐酸,因此能够去除MACE制绒或MCCE制绒之后残留在硅片上的离子态金属,例如银离子或铜离子,且由于还包括过氧化氢溶液,因此还能够去除单质态金属,从而能够在低成本的基础上更好的清洗掉硅片表面的金属,提高硅片表面的洁净度,降低金属污染带来的复合,提升电池的光电转换效率,为后续的高效电池制备提供充分保障,利用这种硅片清洗液进行清洗之后的硅片表面如图1所示,图1为利用本申请实施例提供的硅片清洗液进行清洗之后的硅片表面放大图,可见金属能够全部被清除。
该硅片清洗液相对于常规的重金属去除化学液配方(1号液,NH3·H20)来说,具有更强的重金属离子去除能力,通常用1号液去除重金属离子,需要4道(过4槽一号液)工艺才能又有效的对重金属进行去除,而本实施例的配方,只需要过一次槽,就可以去除重金属离子,和4次1号液的去除效果等同,工艺更加简单,设备槽体更少,空间利用率更高;而且,现有技术中的1号液(NH3·H20)含有大量的氨氮需要处理,EHS环安要求更高,处理成本更贵,而本实施例提供的清洗液都是常规无机酸,可以回收再利用,环保压力更小,且具有成本优势。
本申请实施例提供的第二种硅片清洗液,是在上述第一种硅片清洗液的基础上,还包括如下技术特征:
所述氢氟酸的体积浓度为5%至30%。
进一步的,该氢氟酸的体积浓度还可以优选为15%。
本申请实施例提供的第三种硅片清洗液,是在上述第二种硅片清洗液的基础上,还包括如下技术特征:
所述盐酸的体积浓度为5%至35%。
进一步的,该盐酸的体积浓度还可以优选为30%。
本申请实施例提供的第四种硅片清洗液,是在上述第三种硅片清洗液的基础上,还包括如下技术特征:
所述过氧化氢溶液的体积浓度为5%至35%。
进一步的,该过氧化氢溶液的体积浓度还可以优选为30%。
除了上述三种溶液之外,剩余的成分就是去离子水。
本申请实施例提供的第一种硅片清洗方法,包括在25℃至75℃的温度下,利用如上面任一项所述的硅片清洗液对金属催化制绒和单质金属离子化之后的硅片进行后清洗。
在这种情况下,由于包括氢氟酸和盐酸,因此能够去除MACE制绒或MCCE制绒之后残留在硅片上的离子态金属,例如银离子或铜离子,且由于还包括过氧化氢溶液,因此还能够去除单质态金属,从而能够在低成本的基础上更好的清洗掉硅片表面的金属,提高硅片表面的洁净度,降低金属污染带来的复合,提升电池的光电转换效率,为后续的高效电池制备提供充分保障。
本申请实施例提供的第二种硅片清洗方法,是在上述第一种硅片清洗方法的基础上,还包括如下技术特征:
所述单质金属离子化过程包括将所述硅片置于硝酸溶液中浸泡并作鼓泡处理,持续5分钟。
在这种情况下,电池制程可以但不限于包括如下步骤:
(1)将经过MACE技术制绒的硅片置于HNO3溶液中浸泡,并做鼓泡处理,将单质金属进行离子化,硝酸的浓度为69%质量分数,清洗时间为5min,清洗温度为25℃;
(2)将清洗后硅片放入DI水中清洗5分钟;
(3)将上述硅片清洗液清洗,去掉离子态的金属。氢氟酸浓度:15%、双氧水浓度:30%、盐酸浓度30%。清洗时间4min;清洗温度35℃;
(4)将上述硅片放入去离子水中清洗5min;
(5)将上述硅片置入0.05mol/L的KOH溶液中,刻蚀1min,刻蚀温度为25℃;
(6)将上述硅片放入DI水中清洗5min;
(7)将上述硅片放入氢氟酸与盐酸混合溶液中刻蚀,氢氟酸溶液浓度为15%,盐酸溶液的浓度为20%,清洗时间可以为3min,清洗温度可以为25℃;
(8)将上述硅片放入去离子水中清洗5min;
(9)将上述硅片吹干;
(10)其他电池制程(扩散、刻蚀、PE、丝网、测试)。
本申请实施例提供的第三种硅片清洗方法,是在上述第二种硅片清洗方法的基础上,还包括如下技术特征:
所述后清洗的温度为50℃。
需说明的是,在这种温度下,各种液体的反应更充分,因此后清洗效果更好。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种硅片清洗液,其特征在于,包括氢氟酸、盐酸、过氧化氢溶液和去离子水。
2.根据权利要求1所述的硅片清洗液,其特征在于,所述氢氟酸的体积浓度为5%至30%。
3.根据权利要求2所述的硅片清洗液,其特征在于,所述盐酸的体积浓度为5%至35%。
4.根据权利要求3所述的硅片清洗液,其特征在于,所述过氧化氢溶液的体积浓度为5%至35%。
5.一种硅片清洗方法,其特征在于,在25℃至75℃的温度下,利用如权利要求1-4任一项所述的硅片清洗液对金属催化制绒和单质金属离子化之后的硅片进行后清洗。
6.根据权利要求5所述的硅片清洗方法,其特征在于,所述单质金属离子化过程包括将所述硅片置于硝酸溶液中浸泡并作鼓泡处理,持续5分钟。
7.根据权利要求6所述的硅片清洗方法,其特征在于,所述后清洗的温度为50℃。
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