CN112382695A - 一种适用于单晶硅片切割损伤层去除的生产线和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于单晶硅片切割损伤层去除的生产线，其特征在于它包括氧化工位和清洗工位，硅片(2)在氧化工位中实现损伤层的氧化，在清洗工位中实现氧化物的清洗。采用本发明提供的生产线，可以选择性的氧化硅片表面损伤层并去除；同时可以降低制绒减重，在制绒阶段，只需要形成绒面即可。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池制造领域，尤其是适用于单晶硅片切割损伤层去除的方案，具体是一种适用于单晶硅片切割损伤层去除的生产线和方法。
背景技术
太阳能单晶硅片损伤层沿金刚线加工切割表面主要分为，可分为三个区域：A区域(高度变形和碎裂区域)、B区域(塑性形变区)、C(无影响区域)，A区域占比损伤层1/10；损伤层由于活性高，腐蚀的时候损伤层优先进行。在使用碱溶液或HF+HNO3混酸溶液，都是直接去除A+B区域，甚至部分C区域，在碱溶液和制绒添加剂辅助情况下，形成金字塔绒面。
发明内容
本发明主要是设计一种单晶硅片切割损伤层去除的生产线，定性选择去除损伤层，达到降低腐蚀重量的同时能有效去除硅片表面损伤层，并降低硅料损失的目的。
技术方案：
本发明首先公开了一种适用于单晶硅片切割损伤层去除的生产线，它包括氧化工位和清洗工位，硅片在氧化工位中实现损伤层的氧化，在清洗工位中实现氧化物的清洗。
优选的，所述氧化工位设置高温炉管，高温炉管内设置水蒸气输气管、氮气输气管和氧气输气管。
优选的，氧化工位中，由石英舟承载硅片并置于高温炉管中。
更优的，所述氧化工位还设置温控装置。
更优的，所述氧化工位还设置定时装置。
优选的，所述清洗工位设置槽式清洗机，槽式清洗机内装载酸清洗液。
优选的，所述酸清洗液为HF酸。
优选的，所述清洗工位中，由花篮承载硅片并置于酸清洗液中。
本发明还公开了一种适用于单晶硅片切割损伤层去除的方法，它包括一个损伤层SiO2的生成步骤，以及一个SiO2的清洗步骤。
具体的，损伤层SiO2的生成步骤按照以下步骤及工艺参数进行：
其中：温控控制允许浮动±10℃；气体流量控制允许浮动±200sccm；时间控制允许浮动±10S，浆上停时间单位为min。
具体的，SiO2的清洗步骤是：将硅片在酸清洗液内清洗以去除SiO2，所述酸清洗液为质量分数为10％的HF酸，清洗时间为2-3min。
本发明的有益效果
采用本发明提供的生产线，可以选择性的氧化硅片表面损伤层并去除；同时可以降低制绒减重，在制绒阶段，只需要形成绒面即可。
附图说明
图1为本发明生产线示意图
图2为本发明的氧化工位示意图
图3为本发明的清洗工位示意图
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围不限于此：
结合图1，本发明公开了一种适用于单晶硅片切割损伤层去除的生产线，它包括氧化工位和清洗工位，硅片2在氧化工位中实现损伤层的氧化，在清洗工位中实现氧化物的清洗。
结合图1和图2，所述氧化工位设置高温炉管3，高温炉管3内设置水蒸气输气管8、氮气输气管4和氧气输气管5。
本实施例中，由石英舟1承载硅片2并置于高温炉管3中。
更优的实施例中，所述氧化工位还设置温控装置；所述氧化工位还设置定时装置。
结合图1和图3，所述清洗工位设置槽式清洗机6，槽式清洗机6内装载酸清洗液7。
优选的，所述酸清洗液7为HF酸。
在本实施例中，所述清洗工位中，由花篮承载硅片2并置于酸清洗液7中。
本发明还公开了一种适用于单晶硅片切割损伤层去除的方法，它包括一个损伤层SiO2的生成步骤，以及一个SiO2的清洗步骤。
具体的，损伤层SiO2的生成步骤按照以下步骤及工艺参数进行：
其中：Zone1、Zone2、Zone3、Zone4、Zone5分别为高温炉管3的5个区域，高温炉管3的型号为捷佳创DOA-420；温控控制允许浮动±10℃；气体流量控制允许浮动±200sccm；时间控制允许浮动±10S；浆上停时间单位为min。
具体的，SiO2的清洗步骤是：将硅片在酸清洗液内清洗以去除SiO2，所述酸清洗液为质量分数为10％的HF酸，清洗时间为2-3min。
生产线过程及原理说明：
在现有硅片2拆包后，插入石英舟1内，进入高温炉管3，通入水蒸气(水蒸气输气管8)、氧气(氧气输气管5)，氮气(氮气输气管(4))，高温800℃(可通过温控装置或其他现有技术实现)，时间30min(可通过定时装置或其他现有技术实现)，氧化工位中，由于损伤层A+B区域由于活性高，氧化的时候损伤层硅优先进行，高温下形成氧化硅吸附了金属离子(Fe,Ni,Cu,Mn等)；氧化退火过程降低了Si本身的缺陷(如晶界、位错等)。两者有利于P扩散，增加了Eg，从而增大了开压；使表面生长厚度为100nm左右SiO2，氧化工序结束；在清洗工位中，使用花篮承载硅片2，进入槽式清洗机6，酸清洗液7选用HF酸(本实施例中，配质量分数为10％的HF)，用来去除生长的SiO2，SiO2与HF反应(4HF+SiO2＝SiF4+2H2O)，而室温下Si与HF几乎不反应，通过选择性的反应，达成去除硅片表面损伤层，保护C区不受酸洗的影响，降低硅料损失，降低腐蚀重量。
本发明所使用的的高温炉管3和槽式清洗机6均为太阳能电池制造企业的常用设备，通过组合形成单晶硅片切割损伤层去除的生产线。本发明无需采购新设备，旧设备利用即可实现选择性的氧化硅片表面损伤层去除。创新点在于生产线各工位的装置设置及组合，槽式清洗机6所承载的HF酸在本说明书公开的前提下，本领域技术人员可直接配置，本发明要求保护的内容属于专利法规定的发明保护客体。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神做举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (11)
1.一种适用于单晶硅片切割损伤层去除的生产线，其特征在于它包括氧化工位和清洗工位，硅片(2)在氧化工位中实现损伤层的氧化，在清洗工位中实现氧化物的清洗。
2.根据权利要求1所述的一种适用于单晶硅片切割损伤层去除的装置，其特征在于所述氧化工位设置高温炉管(3)，高温炉管(3)内设置水蒸气输气管(8)、氮气输气管(4)和氧气输气管(5)。
3.根据权利要求2所述的一种适用于单晶硅片切割损伤层去除的装置，其特征在于氧化工位中，由石英舟(1)承载硅片(2)并置于高温炉管(3)中。
4.根据权利要求1所述的一种适用于单晶硅片切割损伤层去除的装置，其特征在于所述氧化工位还设置温控装置。
5.根据权利要求1所述的一种适用于单晶硅片切割损伤层去除的装置，其特征在于所述氧化工位还设置定时装置。
6.根据权利要求1所述的一种适用于单晶硅片切割损伤层去除的装置，其特征在于所述清洗工位设置槽式清洗机(6)，槽式清洗机(6)内装载酸清洗液(7)。
7.根据权利要求5所述的一种适用于单晶硅片切割损伤层去除的装置，其特征在于所述酸清洗液(7)为HF酸。
8.根据权利要求5所述的一种适用于单晶硅片切割损伤层去除的装置，其特征在于所述清洗工位中，由花篮承载硅片(2)并置于酸清洗液(7)中。
9.一种适用于单晶硅片切割损伤层去除的方法，其特征在于它包括一个损伤层SiO2的生成步骤，以及一个SiO2的清洗步骤。
10.根据权利要求8所述的一种适用于单晶硅片切割损伤层去除的方法，其特征在于损伤层SiO2的生成步骤按照以下步骤及工艺参数进行：
其中：温控控制允许浮动±10℃；气体流量控制允许浮动±200sccm；时间控制允许浮动±10S，浆上停时间单位为min。
11.根据权利要求8所述的一种适用于单晶硅片切割损伤层去除的方法，其特征在于SiO2的清洗步骤是：将硅片(2)在酸清洗液(7)内清洗以去除SiO2，所述酸清洗液(7)为质量分数为10％的HF酸，清洗时间为2-3min。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN115064606A (zh) * | 2022-06-16 | 2022-09-16 | 湖南红太阳光电科技有限公司 | 一种用于提高多晶硅层钝化效果的水汽退火设备及水汽退火工艺 |
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- 2020-09-02 CN CN202010911600.9A patent/CN112382695A/zh active Pending
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