CN110484971A - 一种太阳电池硅片表面臭氧处理工艺及处理设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种太阳电池硅片表面臭氧处理工艺，其包括步骤：将切割后的硅片放入碱液中进行粗抛，将经碱液处理后的硅片进行清水洗涤；将经过水洗后的硅片放入臭氧水中进行清洗；以及，S4、将经臭氧水清洗后的硅片进行表面制绒处理。本发明还提供所述的硅片表面臭氧处理工艺所用的处理设备。本发明的硅片表面臭氧处理工艺，通过在碱液处理工序与臭氧水清洗工序之间增加水洗工艺，去除残留碱液之后再进入臭氧水清洗工序，可有效防止由于碱液带入导致的臭氧水中臭氧浓度急剧降低的问题，从而可以确保臭氧水浓度稳定，确保臭氧水清洗工序的效果，利于后续的硅片制绒。
Description
技术领域
本发明涉及光伏太阳电池制造技术领域，特别涉及光伏电池硅片表面处理工艺中的一种利用臭氧对硅片进行绒面处理的工艺及设备。
背景技术
随着传统的石化燃料的大规模使用造成的环境问题日益严峻，清洁能源如利用太阳能进行发电的光伏发电越来越受到各国的重视，近几年来得到了快速的发展，但在像中国这样的发展中国家，光伏发电的总量与传统的火力发电总量相比仍然非常小。与相比传统的火力发电，影响光伏发电迅速普及的一个重要原因就是发电成本仍然比较高，而降低光伏发电成本的一个重要途径就是提高光伏发电的效率。
目前在光伏领域使用最多的是硅基板太阳电池，硅基板太阳电池的发电效率是与硅基板表面能够吸收到的太阳光的多少直接相关的。由于硅是间接带隙半导体，其对太阳光的反射率一般都在30%以上，因此，如何降低硅片表面的太阳光的反射率，让硅片表面尽可能多的吸收太阳光就成了提高硅基板太阳电池发电效率的关键因素。以前的工艺中，最常采用的工艺是利用强酸对硅表面进行腐蚀从而在硅表面形成“蠕虫”结构来降低硅片表面的反射率（即业界所称的硅片“制绒”），这种工艺成本较低但效果不是特别好，另外强酸也会带来安全生产上的问题；后来出现了反应离子刻蚀（RIE 刻蚀）、等离子体刻蚀工艺，这种刻蚀方法形成的硅片绒面结构对光的反射率更低，但是设备成本比较高。
最近几年业界多采用臭氧发生器利用臭氧对硅片表面进行制绒处理，其处理过程为：先利用碱液对单晶硅片表面进行粗抛，将硅片在切割时产生的表面损伤层去除，然后将硅片进入臭氧水进行清洗再进行制绒工艺，在这种工艺中，由于硅片是先进入碱液粗抛然后直接进入臭氧水，不可避免的会在臭氧水中带进越来也多的碱液，由于臭氧的特性，其不能和碱液共存，在碱性溶液中，臭氧的浓度会迅速变成零，不能进行有效的硅片清洗，进而影响后道的制绒效果。因此，需要通过臭氧发生器持续地向臭氧水中通入臭氧，或者使用大容量的臭氧发生器，但这最多也只能是减缓臭氧浓度迅速降低的过程，不能根本性的解决问题；而且这也会导致生产成本的增加。
发明内容
针对现有的太阳电池硅片表面处理过程中的问题，本发明的目的是提出一种太阳电池硅片表面臭氧处理工艺及处理设备，其可以避免由于碱液的影响造成臭氧水的臭氧浓度迅速归零的问题，保证硅片的清洗效果，利于制绒的进行。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种太阳电池硅片表面臭氧处理工艺，其包括步骤：
S1、将切割后的硅片放入碱液中进行粗抛，硅片表面损伤层与碱液反应生成可溶性硅酸盐；
S2、将经碱液处理后的硅片进行清水洗涤；
S3、将经过水洗后的硅片放入臭氧水中进行清洗；以及，
S4、将经臭氧水清洗后的硅片移至制绒工序进行表面制绒处理。
优选的，在所述的步骤S2中，是将硅片通过清水溢流槽进行清洗。
再优选的，所述的清水溢流槽配套设置有溢流水收集器。
再优选的，在所述的步骤S2中，是通过清水喷淋工艺对硅片进行水洗。
再优选的，在所述的步骤S2中，是将硅片直接浸入水槽中进行清洗，与所述的水槽配套设置有酸液补给器。
再优选的，所述的水槽中设有PH值检测器，所述PH值检测器与酸液补给器相连，当水槽的PH值呈碱性时，所述酸液补给器向水槽中补充酸液。
根据本发明的另一目的，本发明还提出一种太阳电池硅片表面臭氧处理设备，其包括碱液粗抛池，设于碱液粗抛池后的水洗装置，设于清洗水槽后的臭氧水清洗池以及设于臭氧水清洗池后的制绒设备；所述的臭氧清洗池与臭氧发生器相通。
优选的，所述的水洗装置为清水溢流槽。
再优选的，所述的清水溢流槽配套设置有溢流水收集器。
再优选的，所述的水洗装置为清水喷淋装置。
再优选的，所述的水洗装置为清洗水槽，所述的清洗水槽配套设置有酸液补给器。
再优选的，所述的清洗水槽中设有PH值检测器，所述PH值检测器与酸液补给器相连，当水槽的PH值呈碱性时，所述酸液补给器向水槽中补充酸液。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：所述的太阳电池硅片表面臭氧处理工艺通过在碱液处理工序与臭氧水清洗工序之间增加水洗工艺，去除残留碱液之后再进入臭氧水清洗工序，可有效防止由于碱液带入导致的臭氧水中臭氧浓度急剧降低的问题，从而可以确保臭氧水浓度稳定，确保臭氧水清洗工序的效果，利于后续的硅片制绒。
附图说明
图1为本发明的一种太阳电池硅片表面臭氧处理工艺的步骤流程图；
图2所示为本发明的一种太阳电池硅片表面臭氧处理设备的组成架构示意图。
具体实施方式
为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
请参照图1，本发明的一种太阳电池硅片表面臭氧处理工艺，其包括如下步骤：
S1、将切割后的硅片放入碱液中进行粗抛，硅片表面损伤层与碱液反应生成可溶性硅酸盐；
S2、将经碱液处理后的硅片进行清水洗涤；
S3、将经过水洗后的硅片放入臭氧水中进行清洗；以及，
S4、将经臭氧水清洗后的硅片移至制绒工序进行表面制绒处理。
在一优选的实施方式中，在上述的步骤S2中，是将硅片通过清水溢流槽进行清洗；所述的清水溢流槽配套设置有溢流水收集器，将溢出的清洗水收集调整PH值后再回到清水溢流槽进行循环使用，如此，确保经水洗后的硅片的碱液完全去除。
在另一优选的实施方案中，在所述的步骤S2中，是通过清水喷淋工艺对硅片进行水洗。
在另一优选的实施方式中，在所述的步骤S2中，将硅片直接浸入水槽中进行清洗，与所述的水槽配套设置有酸液补给器，可定时向水槽中补充酸液以中和硅片带来的碱液；在另一优选的实施方式中，所述的水槽中设有PH值检测器，所述PH值检测器与酸液补给器相连，当水槽的PH值呈碱性时，所述酸液补给器向水槽中补充酸液。
根据本发明的另一目的，本发明还提出一种适合上述的太阳电池硅片表面臭氧处理工艺的设备，其包括碱液粗抛池，设于碱液粗抛池后的水洗装置，设于清洗水槽后的臭氧水清洗池以及设于臭氧水清洗池后的制绒设备；所述的臭氧清洗池与臭氧发生器相通。
在一优选的实施方式中，所述的水洗装置为清水溢流槽；更优的，所述的清水溢流槽配套设置有溢流水收集器，将溢出的清洗水收集调整PH值后再回到清水溢流槽进行循环使用，如此，确保经水洗后的硅片的碱液完全去除。
在另一优选的实施方式中，所述的水洗装置为清水喷淋装置，对硅片表面进行清水喷淋洗去碱液。
在另一优选的实施方案中，所述的水洗装置为清洗水槽，所述的清洗水槽配套设置有酸液补给器，可定时向清洗水槽中补充酸液以中和硅片带来的碱液；在另一更优的实施方式中，所述的清洗水槽中设有PH值检测器，所述PH值检测器与酸液补给器相连，当水槽的PH值呈碱性时，所述酸液补给器向水槽中补充酸液。
与现有技术相比，本发明的太阳电池硅片表面臭氧处理工艺通过在碱液处理工序与臭氧水清洗工序之间增加水洗工艺，去除残留碱液之后再进入臭氧水清洗工序，可有效防止由于碱液带入导致的臭氧水中臭氧浓度急剧降低的问题，从而可以确保臭氧水浓度稳定，确保臭氧水清洗工序的效果，利于后续的硅片制绒。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。
Claims (10)
1.一种太阳电池硅片表面臭氧处理工艺，其特征在于，所述的处理工艺包括如下步骤：
S1、将切割后的硅片放入碱液中进行粗抛，硅片表面损伤层与碱液反应生成可溶性硅酸盐；
S2、将经碱液处理后的硅片进行清水洗涤；
S3、将经过水洗后的硅片放入臭氧水中进行清洗；以及，
S4、将经臭氧水清洗后的硅片移至制绒工序进行表面制绒处理。
2.如权利要求1所述的一种太阳电池硅片表面臭氧处理工艺，其特征在于，在所述的步骤S2中，是将硅片通过清水溢流槽进行清洗；所述的清水溢流槽配套设置有溢流水收集器。
3.如权利要求1所述的一种太阳电池硅片表面臭氧处理工艺，其特征在于，在所述的步骤S2中，是通过清水喷淋工艺对硅片进行水洗。
4.如权利要求1所述的一种太阳电池硅片表面臭氧处理工艺，其特征在于，在所述的步骤S2中，是将硅片直接浸入水槽中进行清洗，与所述的水槽配套设置有酸液补给器。
5.如权利要求4所述的一种太阳电池硅片表面臭氧处理工艺，其特征在于，所述的水槽中设有PH值检测器，所述PH值检测器与酸液补给器相连，当水槽的PH值呈碱性时，所述酸液补给器向水槽中补充酸液。
6.一种太阳电池硅片表面臭氧处理设备，其特征在于，所述的处理设备包括碱液粗抛池，设于碱液粗抛池后的水洗装置，设于清洗水槽后的臭氧水清洗池以及设于臭氧水清洗池后的制绒设备；所述的臭氧清洗池与臭氧发生器相通。
7.如权利要求6所述的一种太阳电池硅片表面臭氧处理设备，其特征在于，所述的水洗装置为清水溢流槽，与所述的清水溢流槽配套设置有溢流水收集器。
8.如权利要求6所述的一种太阳电池硅片表面臭氧处理设备，其特征在于，所述的水洗装置为清水喷淋装置。
9.如权利要求6所述的一种太阳电池硅片表面臭氧处理设备，其特征在于，所述的水洗装置为清洗水槽，所述的清洗水槽配套设置有酸液补给器。
10.如权利要求9所述的一种太阳电池硅片表面臭氧处理设备，其特征在于，所述的清洗水槽中设有PH值检测器，所述PH值检测器与酸液补给器相连，当水槽的PH值呈碱性时，所述酸液补给器向水槽中补充酸液。
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2019
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