CN113980748B - 一种太阳能单多晶硅片清洗液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及化工技术领域，尤其涉及一种太阳能单多晶硅片清洗液及其制备方法。所述清洗液由强碱、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、直链全氟烷基磺酰氟、螯合剂、水组成。本发明清洗剂为淡黄色液体，弱碱性，具有良好的去污、清洗性能，能有效降低清洗后硅片的黑边率、氧化率以及脏片率，硅片外观优良，极大程度地提升了硅片的合格率。本发明通过全氟己基磺酰氟，使产品在光电转换效率上有显著的增益。
Description
技术领域
本发明涉及化工技术领域，尤其涉及一种太阳能单多晶硅片清洗液及其制备方法。
背景技术
随着超大规模集成电路的发展，集成度不断提高，器件的特征尺寸不断减小，对硅衬底表面洁净度的要求也比较严格，硅片清洗在半导体工业的重要性早引起人们的高度重视，超大规模集成电路工艺要求在提供的衬底片上吸附物不多于500个/m2×0.12μm，金属污染物小于1010atom/cm2，硅衬底表面的污染物将会严重影响硅衬底的物理性质和电学性质，并最终影响到集成电路的成品率，硅片生产中每一道工序存在的潜在污染，都可能导致缺陷的产生和器件的失败，在超大规模集成电路的制造工艺中，硅片的表面状态是以后集成电路平整度保证的基础，如果清洗效果不好会直接影响器件的成品率、性能和可靠性。
基于上述情况，本发明提出了一种太阳能单多晶硅片清洗液及其制备方法，可有效解决以上问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种太阳能单多晶硅片清洗液及其制备方法。
为实现上述目的，本发明提供了一种太阳能单多晶硅片清洗液，所述清洗液由以下重量份的原料组成：强碱2～6％、阴离子表面活性剂2～6％、非离子表面活性剂1～3％、直链全氟烷基磺酰氟2～4％、螯合剂1～2％，余量为水。
优选地，所述强碱为氢氧化钠或氢氧化钾。
优选地，所述阴离子表面活性剂包括N酰基氨基酸盐、C10～C16脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、阴离子聚丙烯酰胺中的任意一种或两种以上的组合。
优选地，所述阴离子表面活性剂为C10～C16脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠。
优选地，所述阴离子表面活性剂为十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸钠。
优选地，所述非离子表面活性剂包括聚氧乙烯烷基醇酰胺，聚氧乙烯烷基胺，脂肪酸聚氧乙烯酯，烷基酚聚氧乙烯醚，C10～C16脂肪醇聚氧乙烯醚，聚氧丙烯聚氧乙烯共聚物，烷醇酰胺中的任意一种或两种以上的组合。
优选地，所述非离子表面活性剂为C10～C16脂肪醇聚氧乙烯醚。
优选地，所述非离子表面活性剂为十六烷基醇聚氧乙烯醚。
优选地，所述直链全氟烷基磺酰氟包括全氟己基磺酰氟、全氟丁基磺酰氟、全氟辛基磺酰氟、全氟癸基磺酰氟的其中一种或两种以上的组合。
优选地，所述螯合剂为有机酸及其盐中的至少一种。
优选地，所述螯合剂为乙二胺四乙酸。
本发明还提供一种太阳能单多晶硅片清洗液的制备方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将强碱、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂溶解于配方量一半的去离子水中，于室温下以200～300rpm搅拌10～15min，得到混合溶液一；
(2)将直链全氟烷基磺酰氟、螯合剂溶解于剩余配方量的去离子水中，于室温下以400～550rpm搅拌15～20min，得到混合溶液二；
(3)将混合溶液一和混合溶液二于室温下以500～600rpm搅拌10～15min，即得。
优选地，所述方法包括如下步骤：
(1)将氢氧化钠、十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十六烷基醇聚氧乙烯醚溶解于配方量一半的去离子水中，于室温下以200～300rpm搅拌10～15min，得到混合溶液一；
(2)将直链全氟烷基磺酰氟、乙二胺四乙酸溶解于剩余配方量的去离子水中，于室温下以400～550rpm搅拌15～20min，得到混合溶液二；
(3)将混合溶液一和混合溶液二于室温下以500～600rpm搅拌10～15min，即得。
在其中一个实施例中，所述方法包括如下步骤：
(1)将氢氧化钠、十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十六烷基醇聚氧乙烯醚溶解于配方量一半的去离子水中，于室温下以200rpm搅拌15min，得到混合溶液一；
(2)将全氟己基磺酰氟、乙二胺四乙酸溶解于剩余配方量的去离子水中，于室温下以400rpm搅拌20min，得到混合溶液二；
(3)将混合溶液一和混合溶液二于室温下以500rpm搅拌15min，即得。
在其中一个实施例中，所述方法包括如下步骤：
(1)将氢氧化钠、十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十六烷基醇聚氧乙烯醚溶解于配方量一半的去离子水中，于室温下以300rpm搅拌15min，得到混合溶液一；
(2)将全氟辛基磺酰氟、乙二胺四乙酸溶解于剩余配方量的去离子水中，于室温下以550rpm搅拌20min，得到混合溶液二；
(3)将混合溶液一和混合溶液二于室温下以600rpm搅拌15min，即得。
在其中一个实施例中，所述方法包括如下步骤：
(1)将氢氧化钠、十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十六烷基醇聚氧乙烯醚溶解于配方量一半的去离子水中，于室温下以300rpm搅拌10min，得到混合溶液一；
(2)将全氟丁基磺酰氟、乙二胺四乙酸溶解于剩余配方量的去离子水中，于室温下以550rpm搅拌15min，得到混合溶液二；
(3)将混合溶液一和混合溶液二于室温下以600rpm搅拌10min，即得。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.本发明清洗剂为淡黄色液体，弱碱性，具有良好的去污、清洗性能，能有效降低清洗后硅片的黑边率、氧化率以及脏片率，硅片外观优良，极大程度地提升了硅片的合格率。
2.本发明通过全氟己基磺酰氟，使产品在光电转换效率上有显著的增益。
具体实施方式
实施例1
按表1称量具体原料，其余步骤制备步骤如下：
(1)将氢氧化钠、十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十六烷基醇聚氧乙烯醚溶解于配方量一半的去离子水中，于室温下以200rpm搅拌15min，得到混合溶液一；
(2)将全氟己基磺酰氟、乙二胺四乙酸溶解于剩余配方量的去离子水中，于室温下以400rpm搅拌20min，得到混合溶液二；
(3)将混合溶液一和混合溶液二于室温下以500rpm搅拌15min，即得。
实施例2
按表1称量具体原料，其余步骤制备步骤如下：
(1)将氢氧化钠、十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十六烷基醇聚氧乙烯醚溶解于配方量一半的去离子水中，于室温下以300rpm搅拌15min，得到混合溶液一；
(2)将全氟辛基磺酰氟、乙二胺四乙酸溶解于剩余配方量的去离子水中，于室温下以550rpm搅拌20min，得到混合溶液二；
(3)将混合溶液一和混合溶液二于室温下以600rpm搅拌15min，即得。
实施例3
按表1称量具体原料，其余步骤制备步骤如下：
(1)将氢氧化钠、十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十六烷基醇聚氧乙烯醚溶解于配方量一半的去离子水中，于室温下以300rpm搅拌10min，得到混合溶液一；
(2)将全氟丁基磺酰氟、乙二胺四乙酸溶解于剩余配方量的去离子水中，于室温下以550rpm搅拌15min，得到混合溶液二；
(3)将混合溶液一和混合溶液二于室温下以600rpm搅拌10min，即得。
对比例1
按表1称量具体原料，步骤制备步骤如下：
(1)将氢氧化钠、十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十六烷基醇聚氧乙烯醚溶解于配方量一半的去离子水中，于室温下以300rpm搅拌15min，得到混合溶液一；
(2)将乙二胺四乙酸溶解于剩余配方量的去离子水中，于室温下以550rpm搅拌20min，得到混合溶液二；
(3)将混合溶液一和混合溶液二于室温下以600rpm搅拌15min，即得。
表1(％)
| 物料名称 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 |
| 氢氧化钠 | 2 | 6 | 4 | 6 |
| 十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸钠 | 2 | 6 | 4 | 6 |
| 十六烷基醇聚氧乙烯醚 | 1 | 3 | 2 | 3 |
| 乙二胺四乙酸 | 1 | 2 | 1.5 | 2 |
| 全氟己基磺酰氟 | 2 | / | / | / |
| 全氟辛基磺酰氟 | / | 2 | / | / |
| 全氟丁基磺酰氟 | / | / | 2 | / |
| 水 | 余量 | 余量 | 余量 | 余量 |
实施例4性能测试
清洗样本数为2万片，按照初次漂洗、药剂清洗、二次漂洗、超声漂洗、提拉烘干的工艺顺序是使用实施例1～3及对比例1对硅片进行清洗，1h后分选测量硅片的黑边率、氧化率、脏片率。将实施例1～3及对比例1清洗后的硅片进行制绒，统计利用该硅片制得的太阳能电池的转换效率。测试结果见表2。
表2性能测试结果
| 黑边率 | 氧化率 | 脏片率 | 电池转换效率 | |
| 实施例1 | 0.25％ | 0.20％ | 0.30％ | 22.30％ |
| 实施例2 | 0.65％ | 0.70％ | 0.45％ | 22.28％ |
| 实施例3 | 0.40％ | 0.35％ | 0.50％ | 22.14％ |
| 对比例1 | 3％ | 4％ | 1.5％ | 22.00％ |
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (4)
1.一种太阳能单多晶硅片清洗液，其特征在于，所述清洗液由以下重量份的原料组成：强碱2~6%、阴离子表面活性剂2~6%、非离子表面活性剂1~3%、直链全氟烷基磺酰氟2~4%、螯合剂1~2%，余量为去离子水；
所述强碱为氢氧化钠或氢氧化钾；
所述阴离子表面活性剂为C10~C16脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠；
所述非离子表面活性剂为C10~C16脂肪醇聚氧乙烯醚；
所述直链全氟烷基磺酰氟包括全氟己基磺酰氟、全氟丁基磺酰氟、全氟辛基磺酰氟、全氟癸基磺酰氟的其中一种或两种以上的组合；
所述螯合剂为乙二胺四乙酸。
2.根据权利要求1所述的太阳能单多晶硅片清洗液，其特征在于，所述C10~C16脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠为十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸钠。
3.根据权利要求1所述的太阳能单多晶硅片清洗液，其特征在于，所述C10~C16脂肪醇聚氧乙烯醚为十六烷基醇聚氧乙烯醚。
4.一种制备权利要求1~3任一所述的太阳能单多晶硅片清洗液的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤组成：
(1)将强碱、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂溶解于配方量一半的去离子水中，于室温下以200~300rpm搅拌10~15min，得到混合溶液一；
(2)将直链全氟烷基磺酰氟、螯合剂溶解于剩余配方量的去离子水中，于室温下以400~550rpm搅拌15~20min，得到混合溶液二；
(3)将混合溶液一和混合溶液二于室温下以500~600rpm搅拌10~15min，即得。
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