CN114156163A - 一种新型单晶硅片高效清洗方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及单晶硅片清洗技术领域，尤其涉及一种新型单晶硅片高效清洗方法，针对当前现有的单晶硅片高效清洗方法仍存在清洗不完全、清洗度较低的问题，现提出如下方案，其中包括以下步骤：S1：预清洗脱胶处理,S2:初次纯水溢流超声漂洗，S3：超声碱洗,S4：二次纯水超声漂洗，S5：双氧水槽清洗，本发明的目的是通过改进单晶硅片清洗方法改善硅片的表面洁净度，降低硅片制绒后不良比率和提升电池光电转换效率，且清洗时间适中，药剂成本合理，清洗产能较高，同时通过增加溢流槽功能，验证出更加适合清洗单晶硅片药剂比例和补加方式，并从机选脏污率数据最低，降低了清洗过程的污染，同时本发明只有清洗设备简单改造投入，成本较低。

Description

一种新型单晶硅片高效清洗方法
技术领域
本发明涉及单晶硅片清洗技术领域，尤其涉及一种新型单晶硅片高效清洗方法。
背景技术
目前太阳能单晶硅片已全部为金刚线切割，其切割效率高、硅耗少、成本低等优势非常明显。但金刚线切割的硅片对比原砂浆结构线硅片，其表面形貌更粗糙和凹坑多，切割过程中产生残留的有机物、无机物、金属离子、硅粉颗粒等杂质吸咐性强，增加清洗难度。另外单、多晶硅片下道工序制绒工艺差异较大，多晶硅片为酸制绒，其腐蚀性强、碱薄量多，对原硅片表面洁净度要求低，而单晶硅片均为碱制绒，其腐蚀性弱、碱薄量少，对原硅片表面洁净度要求高，如表面洁净度未达标，制绒后亮点、白斑，绒面不全等不良异常比例会明显增多，最终对光电转换效率影响较大。为解决上述问题，针对单晶硅片制定一种新型清洗工艺，区别于常规单、多晶硅片清洗工艺，增加清洗槽体数量、溢流功能、双氧水槽、制定匹配更精细的药剂比例和补加方式等。本发明单晶硅片清洗工艺流程为：上料-纯水溢流超声漂洗-纯水超声漂洗-超声碱洗-超声碱洗-超声碱洗-纯水溢流超声漂洗-双氧水超声漂洗-纯水超声漂洗-纯水超声漂洗-纯水溢流超声漂洗-预脱水(慢提拉)-烘干槽-下料。如公布号为17319488、CN102225406A、CN102294332A发明专利所述的清洗方法，主要适用于多晶硅片，对单晶硅片清洗能力比较差，表面杂质较难清除干净，影响后续制绒效果和光电转换效率。
由于目前现有的单晶硅片高效清洗方法仍存在清洗不完全、清洗度较低的问题，因此，我们提出一种新型单晶硅片高效清洗方法用于解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决目前现有的单晶硅片高效清洗方法仍存在清洗不完全、清洗度较低等问题，而提出的一种新型单晶硅片高效清洗方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种新型单晶硅片高效清洗方法，包括以下步骤：
S1：预清洗脱胶处理：将切割结束的晶棒进行预清洗脱胶处理；
S2：初次纯水溢流超声漂洗：将进行预清洗脱胶处理后的单晶硅片进行上料和初次纯水溢流超声漂洗；
S3：超声碱洗：将进行初次纯水溢流超声漂洗的单晶硅片进行超声碱洗；
S4：二次纯水超声漂洗：将进行超声碱洗的单晶硅片进行二次纯水超声漂洗清除表面残留的药剂；
S5：双氧水槽清洗:将进行二次纯水超声漂洗清的单晶硅片进行双氧水槽清洗，在硅片的表面形成有效的保护层；
S6：三次纯水超声漂洗：将进行双氧水槽清洗的单晶硅片进行三次纯水超声漂洗；
S7：实时监控：由人工对所述所有清洗过程的温度、超声强度功率和超声电流数据进行实时监控，并对异常情况进行处理；
S8：后续处理：对清洗后的单晶硅片进行预脱水、烘干和下料分选处理；
优选的，所述S1中，将切割结束的晶棒需要进行预清洗脱胶处理，进行预清洗脱胶处理时按照70-90mm的宽度插好专用隔板，并以10m/h的速度推入脱胶机上料区域，将脱胶工艺参数设定为脱胶喷淋时间为5-8min，喷淋水压为0.05-0.10Mpa，水温为20-30℃，其中水质不限，脱胶药剂使用脱胶剂和乳酸，药剂槽温度为55-65℃，药剂槽时间为6-8min，其中药剂槽浓度按槽体容积的10-15％比例添加，脱胶结束后按对应隔板宽度取出硅片，并由人工对四个端面和倒角位置进行识别，按顺序和方向放入硅片周转水箱内进行下道工序插片清洗；
优选的，所述S2中，上料时将硅片放入料托通过插片机进入花篮中，其中放入料托时线痕方向需平行入花篮，进行初次纯水溢流超声漂洗时先将硅片浸入槽体进行第一次超声预清洗，其中所述槽体有溢流补水功能，清洗时间为210-230s，温度为40-50℃，超声强度功率为22-26KHz，超声电流为4.5-5.5A，第一次超声预清洗后进行第二次超声预清洗，其中第二次超声预清洗的清洗时间为210-230s，温度为40-50℃，超声强度功率为22-26KHz，超声电流为4.5-5.5A，两次超声预清洗的槽体中水质均为纯水；
优选的，所述S3中，将完成超声预清洗后的硅片浸入槽体进行第一次超声药剂清洗，使用常规双组份硅片清洗剂和氢氧化钠片碱，按照碱剂和活性剂为2:1比例配比，药剂初始添加量：碱剂按槽体容积的3-3.5％，活性剂按槽体容积的1.5-1.8％，片碱按槽体容积的0.15-0.20％，其中每洗1.5万片需补加直至洗12万片换水，补加量按槽体容积：碱剂为0.5-1.0％、活性剂为0.3-0.5％，清洗时间为210-230s，温度为50-60℃，超声强度功率22-26KHz，超声电流4.5-5.5A，所述第一次超声药剂清洗完成后再重复进行两次，且三次超声药剂清洗过程中槽体中水质均为纯水；
优选的，所述S4中，碱洗结束后硅片进入溢流补水功能的槽体再次进行纯水溢流超声漂洗，其中清洗时间为210-230s，温度为40-50℃，超声强度功率为22-26KHz，超声电流为4.5-5.5A，且槽体中水质为纯水，漂洗完成后再进入双氧水槽；
优选的，所述S5中，进行双氧水超声漂洗时双氧水初始添加量为正常原液浓度7-8％，按槽体容积的8-12％，片碱按槽体容积的0.07-0.10％，且每洗1.5万片需补加直至洗12万片换水，补加量按槽体容积3-4％，其中清洗时间为210-230s，温度为40-50℃，超声强度功率为22-26KHz，超声电流为4.5-5.5A，且槽体中水质为纯水；
优选的，所述S6中，双氧水槽清洗结束后进入三级溢流第一次漂洗，其中清洗时间为210-230s，温度45-55℃，超声强度功率22-26KHz，超声电流4.5-5.5A，且槽体中水质为纯水，所述第一次漂洗完成后再重复进行两次，且最后一次漂洗使用的槽体需具有溢流补水功能，保证三级溢流漂洗槽水质达标；
优选的，所述S7中，由人工对所述所有清洗过程的温度、超声强度功率和超声电流数据进行实时监控，数据保持在规定范围内的正常进行清洗，并每隔半小时记录一次数据，数据超过规定范围需由人工对异常数据进行调整并对所述异常进行观察，其中观察时间为5min，观察时间内数据恢复到规定范围内则进行正常清洗，观察时间内数据未恢复到规定范围内则由人工进行上报，上报过程中需停止清洗，其中人工进行上报时需上报异常种类、异常数据、异常持续时间和其他正常的数据，由专业人员对上报的数据进行分析判断下达处理指令；
优选的，所述S8中，对清洗后的单晶硅片进行预脱水、烘干和下料分选处理，其中进行预脱水时清洗时间为90-110s，温度80-90℃，进行烘干时烘干总时间为380-420s，温度为90-100℃，进行下料分选时将烘干后的硅片通过分选机检测，并进行人工复检，按检测等级进行打包入库，其中进行打包入库前对所述清洗后的单晶硅片进行检测，并将清洗前后所述单晶硅片的表面清洁度和性能数据进行对比，计算出所述清洗方法的清洗率和性能损坏率，通过与现有清洗方法的清洗率和性能损坏率进行对比对所述清洗方法进行评价。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、通过改进单晶硅片清洗方法改善硅片的表面洁净度，降低硅片制绒后不良比率和提升电池光电转换效率。
2、本发明工艺适用性强，清洗时间适中，药剂成本合理，清洗产能较高。
3、本发明通过增加溢流槽功能，验证出更加适合清洗单晶硅片药剂比例和补加方式，并从机选脏污率数据最低，降低了清洗过程的污染，且本发明只有清洗设备简单改造投入，成本较低。
本发明的目的是通过改进单晶硅片清洗方法改善硅片的表面洁净度，降低硅片制绒后不良比率和提升电池光电转换效率，且清洗时间适中，药剂成本合理，清洗产能较高，同时通过增加溢流槽功能，验证出更加适合清洗单晶硅片药剂比例和补加方式，并从机选脏污率数据最低，降低了清洗过程的污染，同时本发明只有清洗设备简单改造投入，成本较低。
附图说明
图1为本发明提出的一种新型单晶硅片高效清洗方法的流程图。
具体实施方式
下面将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。
实施例一
参照图1，一种新型单晶硅片高效清洗方法，包括以下步骤：
S1：预清洗脱胶处理：将切割结束的晶棒进行预清洗脱胶处理，进行预清洗脱胶处理时按照70mm的宽度插好专用隔板，并以10m/h的速度推入脱胶机上料区域，将脱胶工艺参数设定为脱胶喷淋时间为5min，喷淋水压为0.05Mpa，水温为20℃，其中水质不限，脱胶药剂使用脱胶剂和乳酸，药剂槽温度为55℃，药剂槽时间为6min，其中药剂槽浓度按槽体容积的10％比例添加，脱胶结束后按对应隔板宽度取出硅片，并由人工对四个端面和倒角位置进行识别，按顺序和方向放入硅片周转水箱内进行下道工序插片清洗；
S2：初次纯水溢流超声漂洗：将进行预清洗脱胶处理后的单晶硅片进行上料和初次纯水溢流超声漂洗，上料时将硅片放入料托通过插片机进入花篮中，其中放入料托时线痕方向需平行入花篮，进行初次纯水溢流超声漂洗时先将硅片浸入槽体进行第一次超声预清洗，其中所述槽体有溢流补水功能，清洗时间为210s，温度为40℃，超声强度功率为22KHz，超声电流为4.5A，第一次超声预清洗后进行第二次超声预清洗，其中第二次超声预清洗的清洗时间为210s，温度为40℃，超声强度功率为22KHz，超声电流为4.5A，两次超声预清洗的槽体中水质均为纯水；
S3：超声碱洗：将完成超声预清洗后的硅片浸入槽体进行第一次超声药剂清洗，使用常规双组份硅片清洗剂和氢氧化钠片碱，按照碱剂和活性剂为2:1比例配比，药剂初始添加量：碱剂按槽体容积的3％，活性剂按槽体容积的1.5％，片碱按槽体容积的0.15％，其中每洗1.5万片需补加直至洗12万片换水，补加量按槽体容积：碱剂为0.5％、活性剂为0.3％，清洗时间为210s，温度为50℃，超声强度功率22KHz，超声电流4.5A，所述第一次超声药剂清洗完成后再重复进行两次，且三次超声药剂清洗过程中槽体中水质均为纯水；
S4：二次纯水超声漂洗：碱洗结束后硅片进入溢流补水功能的槽体再次进行纯水溢流超声漂洗，其中清洗时间为210s，温度为40℃，超声强度功率为22KHz，超声电流为4.5A，且槽体中水质为纯水，漂洗完成后再进入双氧水槽；
S5：双氧水槽清洗:将进行二次纯水超声漂洗清的单晶硅片进行双氧水槽清洗，在硅片的表面形成有效的保护层，进行双氧水超声漂洗时双氧水初始添加量为正常原液浓度7％，按槽体容积的8％，片碱按槽体容积的0.07％，且每洗1.5万片需补加直至洗12万片换水，补加量按槽体容积3％，其中清洗时间为210s，温度为40℃，超声强度功率为22KHz，超声电流为4.5A，且槽体中水质为纯水；
S6：三次纯水超声漂洗：双氧水槽清洗结束后进入三级溢流第一次漂洗，其中清洗时间为210s，温度45℃，超声强度功率22KHz，超声电流4.5A，且槽体中水质为纯水，所述第一次漂洗完成后再重复进行两次，且最后一次漂洗使用的槽体需具有溢流补水功能，保证三级溢流漂洗槽水质达标；
S7：实时监控：由人工对所述所有清洗过程的温度、超声强度功率和超声电流数据进行实时监控，数据保持在规定范围内的正常进行清洗，并每隔半小时记录一次数据，数据超过规定范围需由人工对异常数据进行调整并对所述异常进行观察，其中观察时间为5min，观察时间内数据恢复到规定范围内则进行正常清洗，观察时间内数据未恢复到规定范围内则由人工进行上报，上报过程中需停止清洗，其中人工进行上报时需上报异常种类、异常数据、异常持续时间和其他正常的数据，由专业人员对上报的数据进行分析判断下达处理指令；
S8：后续处理：对清洗后的单晶硅片进行预脱水、烘干和下料分选处理，其中进行预脱水时清洗时间为90s，温度80℃，进行烘干时烘干总时间为380s，温度为90℃，进行下料分选时将烘干后的硅片通过分选机检测，并进行人工复检，按检测等级进行打包入库，其中进行打包入库前对所述清洗后的单晶硅片进行检测，并将清洗前后所述单晶硅片的表面清洁度和性能数据进行对比，计算出所述清洗方法的清洗率和性能损坏率，通过与现有清洗方法的清洗率和性能损坏率进行对比对所述清洗方法进行评价。
实施例二
参照图1，一种新型单晶硅片高效清洗方法，包括以下步骤：
S1：预清洗脱胶处理：将切割结束的晶棒进行预清洗脱胶处理，进行预清洗脱胶处理时按照90mm的宽度插好专用隔板，并以10m/h的速度推入脱胶机上料区域，将脱胶工艺参数设定为脱胶喷淋时间为8min，喷淋水压为0.10Mpa，水温为30℃，其中水质不限，脱胶药剂使用脱胶剂和乳酸，药剂槽温度为65℃，药剂槽时间为8min，其中药剂槽浓度按槽体容积的15％比例添加，脱胶结束后按对应隔板宽度取出硅片，并由人工对四个端面和倒角位置进行识别，按顺序和方向放入硅片周转水箱内进行下道工序插片清洗；
S2：初次纯水溢流超声漂洗：将进行预清洗脱胶处理后的单晶硅片进行上料和初次纯水溢流超声漂洗，上料时将硅片放入料托通过插片机进入花篮中，其中放入料托时线痕方向需平行入花篮，进行初次纯水溢流超声漂洗时先将硅片浸入槽体进行第一次超声预清洗，其中所述槽体有溢流补水功能，清洗时间为230s，温度为50℃，超声强度功率为26KHz，超声电流为5.5A，第一次超声预清洗后进行第二次超声预清洗，其中第二次超声预清洗的清洗时间为230s，温度为50℃，超声强度功率为26KHz，超声电流为5.5A，两次超声预清洗的槽体中水质均为纯水；
S3：超声碱洗：将完成超声预清洗后的硅片浸入槽体进行第一次超声药剂清洗，使用常规双组份硅片清洗剂和氢氧化钠片碱，按照碱剂和活性剂为2:1比例配比，药剂初始添加量：碱剂按槽体容积的3.5％，活性剂按槽体容积的1.8％，片碱按槽体容积的0.20％，其中每洗1.5万片需补加直至洗12万片换水，补加量按槽体容积：碱剂为1.0％、活性剂为0.5％，清洗时间为230s，温度为60℃，超声强度功率26KHz，超声电流5.5A，所述第一次超声药剂清洗完成后再重复进行两次，且三次超声药剂清洗过程中槽体中水质均为纯水；
S4：二次纯水超声漂洗：碱洗结束后硅片进入溢流补水功能的槽体再次进行纯水溢流超声漂洗，其中清洗时间为230s，温度为50℃，超声强度功率为26KHz，超声电流为5.5A，且槽体中水质为纯水，漂洗完成后再进入双氧水槽；
S5：双氧水槽清洗:将进行二次纯水超声漂洗清的单晶硅片进行双氧水槽清洗，在硅片的表面形成有效的保护层，进行双氧水超声漂洗时双氧水初始添加量为正常原液浓度8％，按槽体容积的12％，片碱按槽体容积的0.10％，且每洗1.5万片需补加直至洗12万片换水，补加量按槽体容积4％，其中清洗时间为230s，温度为50℃，超声强度功率为26KHz，超声电流为5.5A，且槽体中水质为纯水；
S6：三次纯水超声漂洗：双氧水槽清洗结束后进入三级溢流第一次漂洗，其中清洗时间为230s，温度55℃，超声强度功率26KHz，超声电流5.5A，且槽体中水质为纯水，所述第一次漂洗完成后再重复进行两次，且最后一次漂洗使用的槽体需具有溢流补水功能，保证三级溢流漂洗槽水质达标；
S7：实时监控：由人工对所述所有清洗过程的温度、超声强度功率和超声电流数据进行实时监控，数据保持在规定范围内的正常进行清洗，并每隔半小时记录一次数据，数据超过规定范围需由人工对异常数据进行调整并对所述异常进行观察，其中观察时间为5min，观察时间内数据恢复到规定范围内则进行正常清洗，观察时间内数据未恢复到规定范围内则由人工进行上报，上报过程中需停止清洗，其中人工进行上报时需上报异常种类、异常数据、异常持续时间和其他正常的数据，由专业人员对上报的数据进行分析判断下达处理指令；
S8：后续处理：对清洗后的单晶硅片进行预脱水、烘干和下料分选处理，其中进行预脱水时清洗时间为110s，温度90℃，进行烘干时烘干总时间为420s，温度为100℃，进行下料分选时将烘干后的硅片通过分选机检测，并进行人工复检，按检测等级进行打包入库，其中进行打包入库前对所述清洗后的单晶硅片进行检测，并将清洗前后所述单晶硅片的表面清洁度和性能数据进行对比，计算出所述清洗方法的清洗率和性能损坏率，通过与现有清洗方法的清洗率和性能损坏率进行对比对所述清洗方法进行评价。
实施例三
参照图1，一种新型单晶硅片高效清洗方法，包括以下步骤：
S1：预清洗脱胶处理：将切割结束的晶棒进行预清洗脱胶处理，进行预清洗脱胶处理时按照90mm的宽度插好专用隔板，并以10m/h的速度推入脱胶机上料区域，将脱胶工艺参数设定为脱胶喷淋时间为7min，喷淋水压为0.10Mpa，水温为28℃，其中水质不限，脱胶药剂使用脱胶剂和乳酸，药剂槽温度为58℃，药剂槽时间为7min，其中药剂槽浓度按槽体容积的13％比例添加，脱胶结束后按对应隔板宽度取出硅片，并由人工对四个端面和倒角位置进行识别，按顺序和方向放入硅片周转水箱内进行下道工序插片清洗；
S2：初次纯水溢流超声漂洗：将进行预清洗脱胶处理后的单晶硅片进行上料和初次纯水溢流超声漂洗，上料时将硅片放入料托通过插片机进入花篮中，其中放入料托时线痕方向需平行入花篮，进行初次纯水溢流超声漂洗时先将硅片浸入槽体进行第一次超声预清洗，其中所述槽体有溢流补水功能，清洗时间为213s，温度为46℃，超声强度功率为24KHz，超声电流为5A，第一次超声预清洗后进行第二次超声预清洗，其中第二次超声预清洗的清洗时间为213s，温度为46℃，超声强度功率为24KHz，超声电流为5A，两次超声预清洗的槽体中水质均为纯水；
S3：超声碱洗：将完成超声预清洗后的硅片浸入槽体进行第一次超声药剂清洗，使用常规双组份硅片清洗剂和氢氧化钠片碱，按照碱剂和活性剂为2:1比例配比，药剂初始添加量：碱剂按槽体容积的3.2％，活性剂按槽体容积的1.5％，片碱按槽体容积的0.20％，其中每洗1.5万片需补加直至洗12万片换水，补加量按槽体容积：碱剂为0.6％、活性剂为0.4％，清洗时间为215s，温度为56℃，超声强度功率26KHz，超声电流4.6A，所述第一次超声药剂清洗完成后再重复进行两次，且三次超声药剂清洗过程中槽体中水质均为纯水；
S4：二次纯水超声漂洗：碱洗结束后硅片进入溢流补水功能的槽体再次进行纯水溢流超声漂洗，其中清洗时间为218s，温度为46℃，超声强度功率为23KHz，超声电流为4.9A，且槽体中水质为纯水，漂洗完成后再进入双氧水槽；
S5：双氧水槽清洗:将进行二次纯水超声漂洗清的单晶硅片进行双氧水槽清洗，在硅片的表面形成有效的保护层，进行双氧水超声漂洗时双氧水初始添加量为正常原液浓度8％，按槽体容积的8％，片碱按槽体容积的0.10％，且每洗1.5万片需补加直至洗12万片换水，补加量按槽体容积4％，其中清洗时间为230s，温度为50℃，超声强度功率为26KHz，超声电流为4.5A，且槽体中水质为纯水；
S6：三次纯水超声漂洗：双氧水槽清洗结束后进入三级溢流第一次漂洗，其中清洗时间为210s，温度45℃，超声强度功率22KHz，超声电流4.5A，且槽体中水质为纯水，所述第一次漂洗完成后再重复进行两次，且最后一次漂洗使用的槽体需具有溢流补水功能，保证三级溢流漂洗槽水质达标；
S7：实时监控：由人工对所述所有清洗过程的温度、超声强度功率和超声电流数据进行实时监控，数据保持在规定范围内的正常进行清洗，并每隔半小时记录一次数据，数据超过规定范围需由人工对异常数据进行调整并对所述异常进行观察，其中观察时间为5min，观察时间内数据恢复到规定范围内则进行正常清洗，观察时间内数据未恢复到规定范围内则由人工进行上报，上报过程中需停止清洗，其中人工进行上报时需上报异常种类、异常数据、异常持续时间和其他正常的数据，由专业人员对上报的数据进行分析判断下达处理指令；
S8：后续处理：对清洗后的单晶硅片进行预脱水、烘干和下料分选处理，其中进行预脱水时清洗时间为110s，温度80℃，进行烘干时烘干总时间为380s，温度为90℃，进行下料分选时将烘干后的硅片通过分选机检测，并进行人工复检，按检测等级进行打包入库，其中进行打包入库前对所述清洗后的单晶硅片进行检测，并将清洗前后所述单晶硅片的表面清洁度和性能数据进行对比，计算出所述清洗方法的清洗率和性能损坏率，通过与现有清洗方法的清洗率和性能损坏率进行对比对所述清洗方法进行评价。
实施例四
参照图1，一种新型单晶硅片高效清洗方法，包括以下步骤：
S1：预清洗脱胶处理：将切割结束的晶棒进行预清洗脱胶处理，进行预清洗脱胶处理时按照90mm的宽度插好专用隔板，并以10m/h的速度推入脱胶机上料区域，将脱胶工艺参数设定为脱胶喷淋时间为6min，喷淋水压为0.06Mpa，水温为26℃，其中水质不限，脱胶药剂使用脱胶剂和乳酸，药剂槽温度为58℃，药剂槽时间为6min，其中药剂槽浓度按槽体容积的12％比例添加，脱胶结束后按对应隔板宽度取出硅片，并由人工对四个端面和倒角位置进行识别，按顺序和方向放入硅片周转水箱内进行下道工序插片清洗；
S2：初次纯水溢流超声漂洗：将进行预清洗脱胶处理后的单晶硅片进行上料和初次纯水溢流超声漂洗，上料时将硅片放入料托通过插片机进入花篮中，其中放入料托时线痕方向需平行入花篮，进行初次纯水溢流超声漂洗时先将硅片浸入槽体进行第一次超声预清洗，其中所述槽体有溢流补水功能，清洗时间为212s，温度为42℃，超声强度功率为22KHz，超声电流为5.2A，第一次超声预清洗后进行第二次超声预清洗，其中第二次超声预清洗的清洗时间为219s，温度为49℃，超声强度功率为26KHz，超声电流为5.5A，两次超声预清洗的槽体中水质均为纯水；
S3：超声碱洗：将完成超声预清洗后的硅片浸入槽体进行第一次超声药剂清洗，使用常规双组份硅片清洗剂和氢氧化钠片碱，按照碱剂和活性剂为2:1比例配比，药剂初始添加量：碱剂按槽体容积的3.2％，活性剂按槽体容积的1.7％，片碱按槽体容积的0.15％，其中每洗1.5万片需补加直至洗12万片换水，补加量按槽体容积：碱剂为0.7％、活性剂为0.4％，清洗时间为217s，温度为57℃，超声强度功率25KHz，超声电流4.5A，所述第一次超声药剂清洗完成后再重复进行两次，且三次超声药剂清洗过程中槽体中水质均为纯水；
S4：二次纯水超声漂洗：碱洗结束后硅片进入溢流补水功能的槽体再次进行纯水溢流超声漂洗，其中清洗时间为226s，温度为49℃，超声强度功率为26KHz，超声电流为4.7A，且槽体中水质为纯水，漂洗完成后再进入双氧水槽；
S5：双氧水槽清洗:将进行二次纯水超声漂洗清的单晶硅片进行双氧水槽清洗，在硅片的表面形成有效的保护层，进行双氧水超声漂洗时双氧水初始添加量为正常原液浓度8％，按槽体容积的8％，片碱按槽体容积的0.07％，且每洗1.5万片需补加直至洗12万片换水，补加量按槽体容积3％，其中清洗时间为218s，温度为47℃，超声强度功率为23KHz，超声电流为4.5A，且槽体中水质为纯水；
S6：三次纯水超声漂洗：双氧水槽清洗结束后进入三级溢流第一次漂洗，其中清洗时间为217s，温度53℃，超声强度功率25KHz，超声电流4.6A，且槽体中水质为纯水，所述第一次漂洗完成后再重复进行两次，且最后一次漂洗使用的槽体需具有溢流补水功能，保证三级溢流漂洗槽水质达标；
S7：实时监控：由人工对所述所有清洗过程的温度、超声强度功率和超声电流数据进行实时监控，数据保持在规定范围内的正常进行清洗，并每隔半小时记录一次数据，数据超过规定范围需由人工对异常数据进行调整并对所述异常进行观察，其中观察时间为5min，观察时间内数据恢复到规定范围内则进行正常清洗，观察时间内数据未恢复到规定范围内则由人工进行上报，上报过程中需停止清洗，其中人工进行上报时需上报异常种类、异常数据、异常持续时间和其他正常的数据，由专业人员对上报的数据进行分析判断下达处理指令；
S8：后续处理：对清洗后的单晶硅片进行预脱水、烘干和下料分选处理，其中进行预脱水时清洗时间为100s，温度88℃，进行烘干时烘干总时间为388s，温度为95℃，进行下料分选时将烘干后的硅片通过分选机检测，并进行人工复检，按检测等级进行打包入库，其中进行打包入库前对所述清洗后的单晶硅片进行检测，并将清洗前后所述单晶硅片的表面清洁度和性能数据进行对比，计算出所述清洗方法的清洗率和性能损坏率，通过与现有清洗方法的清洗率和性能损坏率进行对比对所述清洗方法进行评价。
实施例五
参照图1，一种新型单晶硅片高效清洗方法，包括以下步骤：
S1：预清洗脱胶处理：将切割结束的晶棒进行预清洗脱胶处理，进行预清洗脱胶处理时按照80mm的宽度插好专用隔板，并以10m/h的速度推入脱胶机上料区域，将脱胶工艺参数设定为脱胶喷淋时间为7min，喷淋水压为0.08Mpa，水温为25℃，其中水质不限，脱胶药剂使用脱胶剂和乳酸，药剂槽温度为60℃，药剂槽时间为7min，其中药剂槽浓度按槽体容积的13％比例添加，脱胶结束后按对应隔板宽度取出硅片，并由人工对四个端面和倒角位置进行识别，按顺序和方向放入硅片周转水箱内进行下道工序插片清洗；
S2：初次纯水溢流超声漂洗：将进行预清洗脱胶处理后的单晶硅片进行上料和初次纯水溢流超声漂洗，上料时将硅片放入料托通过插片机进入花篮中，其中放入料托时线痕方向需平行入花篮，进行初次纯水溢流超声漂洗时先将硅片浸入槽体进行第一次超声预清洗，其中所述槽体有溢流补水功能，清洗时间为220s，温度为45℃，超声强度功率为25KHz，超声电流为5A，第一次超声预清洗后进行第二次超声预清洗，其中第二次超声预清洗的清洗时间为220s，温度为45℃，超声强度功率为25KHz，超声电流为5A，两次超声预清洗的槽体中水质均为纯水；
S3：超声碱洗：将完成超声预清洗后的硅片浸入槽体进行第一次超声药剂清洗，使用常规双组份硅片清洗剂和氢氧化钠片碱，按照碱剂和活性剂为2:1比例配比，药剂初始添加量：碱剂按槽体容积的3％，活性剂按槽体容积的1.7％，片碱按槽体容积的0.18％，其中每洗1.5万片需补加直至洗12万片换水，补加量按槽体容积：碱剂为0.8％、活性剂为0.4％，清洗时间为220s，温度为55℃，超声强度功率25KHz，超声电流5A，所述第一次超声药剂清洗完成后再重复进行两次，且三次超声药剂清洗过程中槽体中水质均为纯水；
S4：二次纯水超声漂洗：碱洗结束后硅片进入溢流补水功能的槽体再次进行纯水溢流超声漂洗，其中清洗时间为220s，温度为45℃，超声强度功率为25KHz，超声电流为5A，且槽体中水质为纯水，漂洗完成后再进入双氧水槽；
S5：双氧水槽清洗:将进行二次纯水超声漂洗清的单晶硅片进行双氧水槽清洗，在硅片的表面形成有效的保护层，进行双氧水超声漂洗时双氧水初始添加量为正常原液浓度7.5％，按槽体容积的10％，片碱按槽体容积的0.08％，且每洗1.5万片需补加直至洗12万片换水，补加量按槽体容积3.5％，其中清洗时间为220s，温度为45℃，超声强度功率为25KHz，超声电流为5A，且槽体中水质为纯水；
S6：三次纯水超声漂洗：双氧水槽清洗结束后进入三级溢流第一次漂洗，其中清洗时间为220s，温度50℃，超声强度功率25KHz，超声电流5A，且槽体中水质为纯水，所述第一次漂洗完成后再重复进行两次，且最后一次漂洗使用的槽体需具有溢流补水功能，保证三级溢流漂洗槽水质达标；
S7：实时监控：由人工对所述所有清洗过程的温度、超声强度功率和超声电流数据进行实时监控，数据保持在规定范围内的正常进行清洗，并每隔半小时记录一次数据，数据超过规定范围需由人工对异常数据进行调整并对所述异常进行观察，其中观察时间为5min，观察时间内数据恢复到规定范围内则进行正常清洗，观察时间内数据未恢复到规定范围内则由人工进行上报，上报过程中需停止清洗，其中人工进行上报时需上报异常种类、异常数据、异常持续时间和其他正常的数据，由专业人员对上报的数据进行分析判断下达处理指令；
S8：后续处理：对清洗后的单晶硅片进行预脱水、烘干和下料分选处理，其中进行预脱水时清洗时间为100s，温度85℃，进行烘干时烘干总时间为400s，温度为95℃，进行下料分选时将烘干后的硅片通过分选机检测，并进行人工复检，按检测等级进行打包入库，其中进行打包入库前对所述清洗后的单晶硅片进行检测，并将清洗前后所述单晶硅片的表面清洁度和性能数据进行对比，计算出所述清洗方法的清洗率和性能损坏率，通过与现有清洗方法的清洗率和性能损坏率进行对比对所述清洗方法进行评价。
对比例一
与实施利一不同之处在于，S1：预清洗脱胶处理：将切割结束的晶棒进行预清洗脱胶处理，进行预清洗脱胶处理时按照80mm的宽度插好专用隔板，并以10m/h的速度推入脱胶机上料区域，将脱胶工艺参数设定为脱胶喷淋时间为7min，喷淋水压为0.08Mpa，水温为25℃，其中水质不限，脱胶药剂使用脱胶剂和乳酸，药剂槽温度为60℃，药剂槽时间为7min，其中药剂槽浓度按槽体容积的13％比例添加，其余与实施利一相同。
对比例二
与实施利一不同之处在于，S5：双氧水槽清洗:将进行二次纯水超声漂洗清的单晶硅片进行双氧水槽清洗，在硅片的表面形成有效的保护层，进行双氧水超声漂洗时双氧水初始添加量为正常原液浓度7.5％，按槽体容积的10％，片碱按槽体容积的0.08％，且每洗1.5万片需补加直至洗12万片换水，补加量按槽体容积3.5％，其中清洗时间为220s，温度为45℃，超声强度功率为25KHz，超声电流为5A，且槽体中水质为纯水，其余与实施利一相同。
对比例三
与实施利一不同之处在于，S8：后续处理：对清洗后的单晶硅片进行预脱水、烘干和下料分选处理，其中进行预脱水时清洗时间为100s，温度85℃，进行烘干时烘干总时间为400s，温度为95℃，进行下料分选时将烘干后的硅片通过分选机检测，并进行人工复检，按检测等级进行打包入库,其余与实施利一相同。
实验例
将实施例一、实施例二、实施例三、实施例四和实施例五中一种新型单晶硅片高效清洗方法进行试验，得出结果如下：
Figure BDA0003356857030000201
Figure BDA0003356857030000211
实施例一、实施例二、实施例三、实施例四和实施例五制得的新型单晶硅片高效清洗方法对比现有工艺表面洁净度有了显著提高，性能损坏率有了显著下降，且实施例一为最佳实施例。
检测报告
本发明的目的是为了解决目前现有的单晶硅片高效清洗方法仍存在清洗不完全、清洗度较低等问题，而提出的一种新型单晶硅片高效清洗方法，本发明的实施例提供一种新型单晶硅片高效清洗方法，通过改进单晶硅片清洗方法改善硅片的表面洁净度，降低硅片制绒后不良比率和提升电池光电转换效率，且清洗时间适中，药剂成本合理，清洗产能较高，同时通过增加溢流槽功能，验证出更加适合清洗单晶硅片药剂比例和补加方式，并从机选脏污率数据最低，降低了清洗过程的污染，同时本发明只有清洗设备简单改造投入，成本较低。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新型单晶硅片高效清洗方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：预清洗脱胶处理：将切割结束的晶棒进行预清洗脱胶处理；
S2：初次纯水溢流超声漂洗：将进行预清洗脱胶处理后的单晶硅片进行上料和初次纯水溢流超声漂洗；
S3：超声碱洗：将进行初次纯水溢流超声漂洗的单晶硅片进行超声碱洗；
S4：二次纯水超声漂洗：将进行超声碱洗的单晶硅片进行二次纯水超声漂洗清除表面残留的药剂；
S5：双氧水槽清洗:将进行二次纯水超声漂洗清的单晶硅片进行双氧水槽清洗，在硅片的表面形成有效的保护层；
S6：三次纯水超声漂洗：将进行双氧水槽清洗的单晶硅片进行三次纯水超声漂洗；
S7：实时监控：由人工对所述所有清洗过程的温度、超声强度功率和超声电流数据进行实时监控，并对异常情况进行处理；
S8：后续处理：对清洗后的单晶硅片进行预脱水、烘干和下料分选处理。
2.根据权利要求1所述的一种新型单晶硅片高效清洗方法，其特征在于，所述S1中，将切割结束的晶棒进行预清洗脱胶处理，进行预清洗脱胶处理时按照70-90mm的宽度插好专用隔板，并以10m/h的速度推入脱胶机上料区域，将脱胶工艺参数设定为脱胶喷淋时间为5-8min，喷淋水压为0.05-0.10Mpa，水温为20-30℃，其中水质不限，脱胶药剂使用脱胶剂和乳酸，药剂槽温度为55-65℃，药剂槽时间为6-8min，其中药剂槽浓度按槽体容积的10-15％比例添加，脱胶结束后按对应隔板宽度取出硅片，并由人工对四个端面和倒角位置进行识别，按顺序和方向放入硅片周转水箱内进行下道工序插片清洗。
3.根据权利要求1所述的一种新型单晶硅片高效清洗方法，其特征在于，所述S2中，上料时将硅片放入料托通过插片机进入花篮中，其中放入料托时线痕方向需平行入花篮，进行初次纯水溢流超声漂洗时先将硅片浸入槽体进行第一次超声预清洗，其中所述槽体有溢流补水功能，清洗时间为210-230s，温度为40-50℃，超声强度功率为22-26KHz，超声电流为4.5-5.5A，第一次超声预清洗后进行第二次超声预清洗，其中第二次超声预清洗的清洗时间为210-230s，温度为40-50℃，超声强度功率为22-26KHz，超声电流为4.5-5.5A，两次超声预清洗的槽体中水质均为纯水。
4.根据权利要求1所述的一种新型单晶硅片高效清洗方法，其特征在于，所述S3中，将完成超声预清洗后的硅片浸入槽体进行第一次超声药剂清洗，使用常规双组份硅片清洗剂和氢氧化钠片碱，按照碱剂和活性剂为2:1比例配比，药剂初始添加量：碱剂按槽体容积的3-3.5％，活性剂按槽体容积的1.5-1.8％，片碱按槽体容积的0.15-0.20％，其中每洗1.5万片需补加直至洗12万片换水，补加量按槽体容积：碱剂为0.5-1.0％、活性剂为0.3-0.5％，清洗时间为210-230s，温度为50-60℃，超声强度功率22-26KHz，超声电流4.5-5.5A，所述第一次超声药剂清洗完成后再重复进行两次，且三次超声药剂清洗过程中槽体中水质均为纯水。
5.根据权利要求1所述的一种新型单晶硅片高效清洗方法，其特征在于，所述S4中，碱洗结束后硅片进入溢流补水功能的槽体再次进行纯水溢流超声漂洗，其中清洗时间为210-230s，温度为40-50℃，超声强度功率为22-26KHz，超声电流为4.5-5.5A，且槽体中水质为纯水，漂洗完成后再进入双氧水槽。
6.根据权利要求1所述的一种新型单晶硅片高效清洗方法，其特征在于，所述S5中，进行双氧水超声漂洗时双氧水初始添加量为正常原液浓度7-8％，按槽体容积的8-12％，片碱按槽体容积的0.07-0.10％，且每洗1.5万片需补加直至洗12万片换水，补加量按槽体容积3-4％，其中清洗时间为210-230s，温度为40-50℃，超声强度功率为22-26KHz，超声电流为4.5-5.5A，且槽体中水质为纯水。
7.根据权利要求1所述的一种新型单晶硅片高效清洗方法，其特征在于，所述S6中，双氧水槽清洗结束后进入三级溢流第一次漂洗，其中清洗时间为210-230s，温度45-55℃，超声强度功率22-26KHz，超声电流4.5-5.5A，且槽体中水质为纯水，所述第一次漂洗完成后再重复进行两次，且最后一次漂洗使用的槽体需具有溢流补水功能。
8.根据权利要求1所述的一种新型单晶硅片高效清洗方法，其特征在于，所述S7中，由人工对所述所有清洗过程的温度、超声强度功率和超声电流数据进行实时监控，数据保持在规定范围内的正常进行清洗，并每隔半小时记录一次数据，数据超过规定范围需由人工对异常数据进行调整并对所述异常进行观察，其中观察时间为5min，观察时间内数据恢复到规定范围内则进行正常清洗，观察时间内数据未恢复到规定范围内则由人工进行上报，上报过程中需停止清洗，其中人工进行上报时需上报异常种类、异常数据、异常持续时间和其他正常的数据，由专业人员对上报的数据进行分析判断下达处理指令。
9.根据权利要求1所述的一种新型单晶硅片高效清洗方法，其特征在于，所述S8中，对清洗后的单晶硅片进行预脱水、烘干和下料分选处理，其中进行预脱水时清洗时间为90-110s，温度80-90℃，进行烘干时烘干总时间为380-420s，温度为90-100℃，进行下料分选时将烘干后的硅片通过分选机检测，并进行人工复检，按检测等级进行打包入库。
10.根据权利要求9所述的一种新型单晶硅片高效清洗方法，其特征在于，进行打包入库前对所述清洗后的单晶硅片进行检测，并将清洗前后所述单晶硅片的表面清洁度和性能数据进行对比，计算出所述清洗方法的清洗率和性能损坏率，通过与现有清洗方法的清洗率和性能损坏率进行对比对所述清洗方法进行评价。
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