CN114141608A - 一种硅片的清洗方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种硅片的清洗方法，所述清洗方法包括以下步骤：依次对硅片进行酸洗、第一清洗液清洗以及含有制绒添加剂的第二清洗液清洗；所述清洗方法在常规清洗的基础上进一步采用含有绒添加剂的清洗液进行清洗，可完全除去表面油污，提升清洗效果，使清洗良率达100％，从而提升产品合格率，减少返工比例；所述清洗方法流程简单，适用于工业生产。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池制备技术领域，具体涉及一种硅片的清洗方法。
背景技术
在单晶硅太阳能电池生产中，硅片的一般生产加工流程为单晶生长→切断→外径滚磨→平边或V型槽处理→切片→倒角→研磨、腐蚀→抛光→清洗→检测→表面制绒及酸洗→扩散制结→去磷硅玻璃→等离子刻蚀及酸洗→镀减反射膜→丝网印刷→快速烧结等。上述清洗主要指的是抛光后的最终清洗，而在单晶硅片加工过程中很多步骤都需要清洗，一般在每道工序结束之前都有一次清洗过程来尽量消除本道工序的污染物。因为在单晶硅太阳能电池生产工艺中，经切片、研磨、倒角、抛光等多道工序加工成的硅片，其表面已吸附了各种杂质，如颗粒、金属粒子、硅粉粉尘及有机杂质，因此消除上述污染物的硅片表面清洗至关重要，且清洗的洁净程度直接影响着电池片的成品率和可靠率。
CN111199874A公开了一种硅片清洗工艺，其包括依次进行的强氧化性溶液清洗、酸性溶液清洗、纯水清洗，强氧化性溶液可与硅表面反应生成一层氧化硅薄膜，与硅片表面的金属离子反应生成金属氧化物，所述酸性溶液可与上述金属氧化物反应生成盐，上述氧化硅薄膜可与酸性溶液反应而被去除，纯水可将附在硅片表面的清溶液清洗干净。
CN110085513A公开了一种硅片清洗方法和清洗装置，硅片清洗方法包括以下步骤：在利用药液对硅片进行蚀刻后，将所述硅片浸入盛有超纯水的浸水槽内清洗；取出浸水槽中的硅片后，将硅片依次置于第N冲洗槽、第N-1冲洗槽、…、第1冲洗槽进行清洗，在第1冲洗槽中清洗结束后，取出硅片并结束清洗；向第1冲洗槽供应清洗液并使其处于溢流状态，第1冲洗槽溢流出的清洗液供应至第2冲洗槽中，以此类推，第N-1冲洗槽溢流出的清洗液供应至第N冲洗槽；N为大于1的整数。
上述两种方法采用氧化后清洗，虽能去除表面不良，但在后续重新制绒的后会导致效率下降。
CN112435916A公开了一种硅片清洗方法，包括以下步骤：S00：采用SC1清洗液对硅片进行清洗，以去除硅片表面的颗粒污染、有机杂质及金属离子，所述SC1清洗液包括NH4OH，H2O2，H2O；S01：采用DHF清洗液对硅片进行清洗，以腐蚀在步骤S00中在硅片表面形成的氧化膜，所述DHF清洗液包括HF，H2O；S02：采用SC2清洗液对硅片进行清洗，以去除硅片表面的金属离子，所述SC2清洗液包括HCl，H2O2，H2O；S1：采用含氟离子的酸性清洗溶液对硅片进行清洗，以去除硅片中的金属铝离子，其中氟离子的浓度大于6E-9mol/L，清洗溶液的PH值小于4。该方法清洗效果一般，表面或多或少会存在一些欧油污，增加不合格率。
综上所述，如何提供一种清洗方法，提升表面清洁效果，提高合格率成为当前迫切需要解决的问题。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种硅片的清洗方法，所述清洗方法依次采用酸洗、清洗液清洗以及制绒添加剂清洗，优化了清洗方法，提升了清洗效果，流程简单，有利于工业化应用。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种硅片的清洗方法，所述清洗方法包括以下步骤：
依次对硅片进行酸洗、第一清洗液清洗以及第二清洗液清洗；
所述第二清洗液包括制绒添加剂。
本发明中，所述清洗方法依次采用酸洗、第一清洗液清洗以及含有制绒添加剂的第二清洗液清洗，使硅片的表面清洗更加彻底，可完全除去表面油污，无残留，提升产品合格率，减少返工比例；尤其是制绒添加剂清洗，该步骤可进一步促进Si与-OH的接触速率，从而稳定溶液体系，延长溶液失效周期，稳定工艺，拓宽工艺容差范围，提升清洗效果，流程简单，具有较好的工业应用前景。
以下作为本发明优选的技术方案，但不作为本发明提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本发明的技术目的和有益效果。
作为本发明优选的技术方案，所述酸洗采用的酸溶液包括草酸溶液。
优选地，所述草酸溶液的体积分数为15-25％，例如15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％或25％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述酸洗的时间为5-20min，例如5min、7min、10min、12min、14min、16min、18min或20min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述酸洗和所述第一清洗液清洗之间进行水洗。
优选地，所述水洗的时间为5-20min，例如5min、7min、10min、12min、14min、16min、18min或20min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述第一清洗液的组成包括无机碱、氧化剂和水。
本发明中，只要包括无机碱、氧化剂和水等组分的清洗液均可使用。所述清洗液可从市面购买得到。
作为本发明优选的技术方案，所述第一清洗液清洗的方式包括超声清洗。
优选地，所述超声清洗的频率为20-30KHz，例如20KHz、21KHz、22KHz、23KHz、24KHz、5KHz、26KHz、27KHz、28KHz、29KHz或30KHz等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述第一清洗液清洗的温度为40-60℃，例如40℃、42℃、44℃、46℃、48℃、50℃、52℃、54℃、56℃、58℃或60℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述第一清洗液清洗的时间为5-20min，例如5min、7min、10min、12min、14min、16min、18min或20min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述第一清洗液清洗与所述第二清洗液清洗之间进行水洗。
优选地，所述水洗的时间为5-20min，例如5min、7min、10min、12min、14min、16min、18min或20min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述第二清洗液按体积百分比计，包括0.3-0.6％的制绒添加剂，例如0.3％、0.4％、0.5％或0.6％等；0.6-1.8％的双氧水，例如0.6％、0.8％、1.0％、1.2％、1.4％、1.6％或1.8％等；0.6-1.8％的氢氧化钠，例如0.6％、0.8％、1.0％、1.2％、1.4％、1.6％或1.8％等，上述数值的选择并不仅限于所列举的数值，在各自的数值范围内其他未列举的数值同样适用，其余为水。
优选地，所述制绒添加剂的组成包括水、IPA、NaOH、弱酸盐以及表面活性剂。
本发明中，组成包括水、IPA、NaOH、弱酸盐以及表面活性剂的制绒添加剂均可使用。所述制绒添加剂可从市面上购买得到。
作为本发明优选的技术方案，所述第二清洗液清洗的温度为25-35℃，例如25℃、26℃、27℃、28℃、29℃、30℃、31℃、32℃、33℃、34℃或35℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述第二清洗液清洗的时间为5-20min，例如5min、7min、10min、12min、14min、16min、18min或20min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，制绒添加剂用量不宜过少，否则会导致清洗效果偶尔出现不良；过多虽能清洗干净，但会增加添加剂的成本及耗电量。
作为本发明优选的技术方案，所述制绒添加剂清洗后进行干燥。
优选地，所述干燥的方式为甩干。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明中，所述清洗方法依次采用酸洗、第一清洗液清洗以及含有制绒添加剂的第二清洗液清洗，使硅片的表面清洗更加彻底，可完全除去表面油污，无残留，从而提升产品合格率，减少返工比例，清洗良率高达95％以上；并通过进一步控制每片硅片制绒剂的清洗用量，可使清洗良率达100％；所述清洗方法流程简单，适用于工业生产。
附图说明
图1是本发明实施例1提供的硅片清洗方法的工艺流程图。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。
以下各实施例和对比例中的第一清洗液购买自希尔金属材料有限公司公司，型号为硅片清洗剂。
制绒添加剂购买自常州时创能源科技有限公司，型号为TS52(V13)。
以下为本发明典型但非限制性实施例：
实施例1：
本实施例提供了一种硅片的清洗的方法，其工艺流程图如图1所示。
所述清洗方法包括以下步骤：
挑选外观不良的硅片；
(1)采用体积分数为15％的草酸溶液清洗5min；
(2)水洗5min；
(3)采用第一清洗液，在50℃的条件下超声清洗5min；
(4)水洗10min；
(5)采用第二清洗液在25℃下清洗5min，所述第二清洗液按体积百分比计，包括0.6％的双氧水、1.8％的氢氧化钠以及体0.3％的制绒添加剂，其余为水；
(6)水洗5min；
(7)甩干5min，完成清洗。
实施例2：
本实施例提供了一种硅片的清洗的方法，所述清洗方法包括以下步骤：
挑选外观不良的硅片；
(1)采用体积分数为20％的草酸溶液清洗10min；
(2)水洗5min；
(3)采用第一清洗液，在40℃的条件下超声清洗10min；
(4)水洗5min；
(5)采用第二清洗液在30℃下清洗10min，所述第二清洗液按体积百分比计，包括0.6％的双氧水、1.8％的氢氧化钠以及体0.6％的制绒添加剂，其余为水；
(6)水洗10min；
(7)甩干5min，完成清洗。
实施例3：
本实施例提供了一种硅片的清洗的方法，所述清洗方法包括以下步骤：
挑选外观不良的硅片；
(1)采用体积分数为25％的草酸溶液清洗15min；
(2)水洗10min；
(3)采用第一清洗液，在60℃的条件下超声清洗5min；
(4)水洗5min；
(5)采用第二清洗液在35℃下清洗5min，所述第二清洗液按体积百分比计，包括1.0％的双氧水、1.2％的氢氧化钠以及体0.5％的制绒添加剂，其余为水；
(6)水洗5min；
(7)甩干5min，完成清洗。
实施例4：
本实施例一种硅片的清洗的方法，所述清洗方法参照实施例1中的清洗方法，区别仅在于：步骤(5)中所述制绒添加剂的含量为0.1％。
对比例1：
本对比例提供了一种硅片的清洗方法，所述清洗方法参照实施例1中的清洗方法，区别仅在于：不进行步骤(5)和步骤(6)。
采用实施例1-4和对比例1的方法，分别对100片硅片进行清洗，观察清洗效果，计算良率，结果如表1所示。
表1
| 清洗效果 | 良率/％ | |
| 实施例1 | 完全洁净 | 100 |
| 实施例2 | 完全洁净 | 100 |
| 实施例3 | 完全洁净 | 100 |
| 实施例4 | 偶尔出现不良 | 95 |
| 对比例1 | 经常出现不良 | 85 |
实施例1-3采用本申请的清洗方法可完全清除表面油污类杂志，提升产品合格率，同时控制成本，具有一定的经济效益；实施例4在第二清洗液清洗过程中制绒添加剂的用量过少，导致偶尔会出现清洗不净的情况。
而对比例1在常规清洗的基础上没有采用含有制绒添加剂的第二清洗液进行进一步清洗，对表面油污类杂质的去除效果有限，硅片良率仅为85％。
通过上述实施例和对比例的对比，所述清洗方法依次采用酸洗、第一清洗液清洗以及含有制绒添加剂的第二清洗液清洗，使硅片的表面清洗更加彻底，可完全除去表面油污，无残留，从而提升产品合格率，减少返工比例，清洗良率高达95％以上；并通过进一步控制每片硅片制绒剂的清洗用量，可使清洗良率达100％；所述清洗方法流程简单，适用于工业生产。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明操作的等效替换及辅助操作的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种硅片的清洗方法，其特征在于，所述清洗方法包括以下步骤：
依次对硅片进行酸洗、第一清洗液清洗以及第二清洗液清洗；
所述第二清洗液包括制绒添加剂。
2.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述酸洗采用的酸溶液包括草酸溶液；
优选地，所述草酸溶液的体积分数为15-25％；
优选地，所述酸洗的时间为5-20min。
3.根据权利要求1或2所述的清洗方法，其特征在于，所述酸洗和所述第一清洗液清洗之间进行水洗；
优选地，所述水洗的时间为5-20min。
4.根据权利要求1-3任一项所述的清洗方法，其特征在于，所述第一清洗液的组成包括无机碱、氧化剂和水。
5.根据权利要求1-4任一项所述的清洗方法，其特征在于，所述第一清洗液清洗的方式包括超声清洗；
优选地，所述超声清洗的频率为20-30KHz。
6.根据权利要求1-5任一项所述的清洗方法，其特征在于，所述第一清洗液清洗的温度为40-60℃；
优选地，所述第一清洗液清洗的时间为5-20min。
7.根据权利要求1-6任一项所述的清洗方法，其特征在于，所述第一清洗液清洗与所述第二清洗液清洗之间进行水洗；
优选地，所述水洗的时间为5-20min。
8.根据权利要求1-7任一项所述的清洗方法，其特征在于，所述第二清洗液按体积百分比计，包括0.3-0.6％的制绒添加剂、0.6-1.8％的双氧水以及0.6-1.8％的氢氧化钠，其余为水；
优选地，所述制绒添加剂的组成包括水、IPA、NaOH、弱酸盐以及表面活性剂。
9.根据权利要求1-8任一项所述的清洗方法，其特征在于，所述第二清洗液清洗的温度为25-35℃；
优选地，所述第二清洗液清洗的时间为5-20min。
10.根据权利要求1-9任一项所述的清洗方法，其特征在于，所述制绒添加剂清洗后进行干燥；
优选地，所述干燥的方式为甩干。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111422029.5A CN114141608A (zh) | 2021-11-26 | 2021-11-26 | 一种硅片的清洗方法 |
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|---|---|---|---|
| CN202111422029.5A CN114141608A (zh) | 2021-11-26 | 2021-11-26 | 一种硅片的清洗方法 |
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|---|---|
| CN114141608A true CN114141608A (zh) | 2022-03-04 |
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ID=80389048
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| CN202111422029.5A Pending CN114141608A (zh) | 2021-11-26 | 2021-11-26 | 一种硅片的清洗方法 |
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|---|---|
| CN (1) | CN114141608A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115009620A (zh) * | 2022-07-08 | 2022-09-06 | 浙江东氟塑料科技有限公司 | 一种用于超高纯氢氟酸包装容器的清洗方法 |
-
2021
- 2021-11-26 CN CN202111422029.5A patent/CN114141608A/zh active Pending
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| CN115009620A (zh) * | 2022-07-08 | 2022-09-06 | 浙江东氟塑料科技有限公司 | 一种用于超高纯氢氟酸包装容器的清洗方法 |
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