CN114774004A - 一种硅片抛光添加剂、抛光液及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及硅片抛光领域，尤其涉及一种硅片抛光添加剂、抛光液及其制备方法和应用，所述硅片抛光添加剂，其包括属螯合剂、儿茶素以及表面活性剂。本发明克服了现有技术中的硅片在链式碱背抛光过程中抛光效果不理想的缺陷，通过在链式碱抛光过程中添加本发明中的添加剂后，能够有效提升链式碱抛工艺的反应速率，提升链式碱抛工艺的背面抛光效果，光后制备得到的硅片的背面更加平整，塔基尺寸更大，反射率更高，从而有利于晶硅电池效率的提升。
Description
技术领域
本发明涉及硅片抛光领域，尤其涉及一种硅片抛光添加剂、抛光液及其制备方法和应用。
背景技术
在太阳能电池加工过程中，需要对原硅片表面进行抛光处理，使硅片背表面更加光滑甚至达到镜面效果，背抛光后硅片的背面平整，一方面可以加强对透射光的反射，减小透光率；另一方面可以有效提高背钝化镀膜的均匀性，提高钝化效果，从而有效提升成品电池的电性能及EL良率等。
单晶硅片的背抛光目前存在三种技术路线：
一、酸抛，传统抛光技术，酸耗量大，废液废气处理成本高，不环保。同时抛光后的背面不平整，不利于背钝化，影响背面效率；
二、槽式背抛光，通过碱与硅反应，达到抛光目的。在抛光过程中需要正面PSG及SE区域保护，易对p-n结造成损伤，影响电池效率；
三、链式碱背抛光，抛光机理与槽式一致，但不需正面保护psg及SE区域，在较好的背面抛光情况下更有利于效率的提升。
但是，目前链式碱抛受限于机台长度的原因，导致抛光效果不理想，远达不到槽式抛光的效果，因此需要辅助添加剂改善背面抛光效果。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中的硅片在链式碱背抛光过程中抛光效果不理想的缺陷，提供了一种硅片抛光添加剂、抛光液及其制备方法和应用，从而有效提高链式碱背抛光的抛光效果。
本发明通过以下技术方案实现：
本发明第一个目的在于，提供了一种硅片抛光添加剂，
其包括属螯合剂、儿茶素以及表面活性剂。
现有技术中链式碱抛光与常规的槽式抛光的参数分别如下表1所示：
表1链式碱抛光与槽式抛光参数表
| 寿命 | 是否水补 | 反应时间 | 碱用量 | 添加剂用量 | |
| 链式碱抛光槽 | ＞50W片 | 基本无 | 40s | 7％ | 1％ |
| 槽式抛光 | 8W片 | 10L左右 | 200s左右 | 2％ | 1％ |
从上表1中可知，链式碱抛光相较于传统的槽式抛光而言，具有寿命更长且抛光时间更短的优点。但是，由于链式碱抛光的寿命长，且无水补，因此在抛光过程中会导致硅酸盐、碱、及杂质的积累。其中，本申请发明人偶然发现，链式碱抛光槽中金属离子的存在对抛光效果具有重大的影响，这些金属离子包括铁，铜等。由于这一类金属离子的存在，会导致抛光效率的降低，同时对于抛光面的结构具有明显的影响。
因此，本发明在配制备过程中，首先针对性的加入了一定量的金属螯合剂，由于金属螯合剂与金属离子之间的强结合作用，将金属离子包合到螯合剂内部，变成稳定的，分子量更大的化合物，从而阻止金属离子起作用，可减少金属离子在硅片表面的吸附。
此外，发明人还发现，影响硅片的抛光因素除了槽液中的金属离子的存在外，硅片与槽液之间的接触情况也对最终的抛光效果有着明显的影响。其中，发明人发现，由于硅片表现本身是疏水的，而抛光过程硅片与药液之间的反应属于固液接触，因此疏水的表面极大的抑制了药液接触，导致反应速率较慢。而儿茶素中多羟基基团能够与硅片表面形成大量的硅氢键，其能够作为亲水基团，增加硅片的亲水性，使得硅片表面由疏水性转变成亲水性，这极大的改善了固液接触，增加了反应速率，达到改善抛光的效果。
并且儿茶素对于还对金属离子具有一定的配位效果，其在与硅片表面形成氢键的过程中能够辅助配位硅片表面附近的金属离子，并且由于其配位效果不如金属螯合剂，因此其能够首先阻碍金属离子向硅片表面的靠近，同时还能够将金属离子螯合，然后转移给金属螯合剂上，从而对金属螯合剂对于金属离子的螯合作用起到了辅助增强的效果。
最后，硅片与抛光液在反应的过程中，会产生大量的氢气。在常规条件下，这些生成的气泡会自己脱离硅片，不会在硅片表面留下印记。但是，由于上述金属螯合剂以及儿茶素的加入会使得硅片与抛光液的反应速度迅速提升，因此氢气的生成速率也会大幅升高。这些超量产生的氢气则无法及时脱离硅片并排出液面，导致氢气在硅片表面附着，从而严重阻碍硅片表面与抛光液之间的接触，阻碍了反应的进行，最终会在硅片表面形成气泡印。这对于最终的抛光效果以及实际的应用有着非常大的影响。
因此，本发明申请人在组合物中添加有一定量的表面活性剂，其能够能降低硅片的表面张力，降低了硅片对于氢气的吸附，从而使得氢气更容易从硅片表面脱附出来，从而有效提升了最终硅片的抛光质量。
综上所述，本发明通过金属螯合剂、儿茶素以及表面活性剂之间的合理配伍，使得各组分之间的在功能上实现了彼此的支持，并且取得了更好的抛光效果。从而有效克服了因为链式碱抛受限于机台长度的原因，导致的抛光效果不理想的问题。
作为优选，所述硅片抛光添加剂按照重量份数计，包括：
经过实际的测试，发明人发现，螯合剂的用量仅需ppm级别即可发挥作用，但由于添加剂用量仅适用1％，若控制槽内螯合剂在1ppm以上，通过计算得知，配方中至少应含有0.1％以上螯合剂。
按照理论来说，螯合剂的添加量越多，对于抛光液中的金属离子的螯合效果越好，但是由于大部分螯合剂是有机分子，其会在硅片表面吸附，因而会阻碍硅片与槽液接触，从而影响反应速率，降低抛光效果。
此外，发明人发现儿茶素的添加量在对于最终抛光后的硅片的性能也有比较重要的影响，经实际测试发现，儿茶素用量需要控制在0.05％以上具有较好效果，当儿茶素的添加量小于0.05％时，其对于抛光效果的提升较小，但是由于其与硅片之间具有较强的吸附作用，若继续增加其用量直至0.2％以上时，反而会导致抛光减重降低，抛光效果变差，抛光后形成的塔基尺寸变小等负面效果。
作为优选，所述金属螯合剂包括：HEDP(羟基乙叉二膦酸)、NTA(次氮基三乙酸)、EDTA(乙二胺四乙酸)、EDPMPA(2-二(氯甲基)-1,3-亚丙基四(β-叠氮乙基)双磷酸酯)中的任意一种或多种的组合。
作为优选，所述表面活性剂为烷基磺酸盐；
所述烷基磺酸盐的烷基碳数在12以上。
本申请发明人还发现，作为表面活性剂的烷基磺酸盐，其碳链长度对于整体的抛光效果有着明显的影响。经过发明人试验发现，当烷基磺酸盐中的碳原子数量小于12时，会导致烷基磺酸盐的临界胶束浓度较高，导致其去污能力下降，因此在抛光过程中生成的氢气以及硅酸盐产物无法迅速排除，延缓了碱与硅片之间的反应，导致对于硅片的抛光效果降低。而本发明在选用烷基碳数在12以上的烷基磺酸盐后，使得其去污能力大大提升，因而抛光过程中生成的副产物能够迅速被烷基磺酸盐包裹从而脱离硅片表面，使得硅片与碱之间的反应能够更加迅速。
作为优选，所述烷基磺酸盐为十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十三烷基磺酸钠、十六烷基磺酸钠、正十八烷基磺酸钠中的一种或多种的组合。
本发明第二个目的在于，提供了一种硅片抛光添加剂的制备方法，
将金属螯合剂、儿茶素以及表面活性剂溶于水，水浴搅拌混合均匀后，静置直至泡沫完全消失，过滤即得抛光添加剂。
本发明第三个目的在于，还提供了一种抛光液，
包括如上所述的抛光添加剂。
作为优选，所述抛光液中还包括碱液。
进一步优选，所述碱液中的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠、乙醇钠、四甲基氢氧化铵中的任意一种或多种的组合。
本发明第四个目的在于，提供了所述抛光添加剂或者抛光液在硅片表面抛光的应用。
本发明第五个目的在于，提供了所述抛光添加剂或者抛光液在硅片表面链式碱抛光中的应用。
因此，本发明具有以下有益效果：
(1)能够有效提升链式碱抛工艺的反应速率，提升链式碱抛工艺的背面抛光效果；
(2)抛光后制备得到的硅片的背面更加平整，塔基尺寸更大，反射率更高；
(3)有利于晶硅电池效率的提升。
附图说明
图1为实施例中空白组抛光后抛光面的显微镜照片。
图2为实施例3中抛光后抛光面的显微镜照片。
图3为对比例2中抛光后抛光面的显微镜照片。
图4为对比例4中抛光后抛光面的显微镜照片。
图5为对比例6中抛光后抛光面的显微镜照片。
图6为对比例6中抛光后硅片表面出现残留有气泡印的照片。
图7为正常的硅片抛光后的照片。
具体实施方式
下面结合说明书附图以及具体实施例对本发明做进一步描述。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
一种硅片抛光添加剂，按照重量份数计，包括：EDTA 0.1wt％、儿茶素0.1wt％、十二烷基磺酸钠0.05wt％以及水余量。
实施例2
一种硅片抛光添加剂，按照重量份数计，包括：EDTA 0.3wt％、儿茶素0.1wt％、十二烷基磺酸钠0.05wt％以及水余量。
实施例3
一种硅片抛光添加剂，按照重量份数计，包括：EDTA 0.5wt％、儿茶素0.1wt％、十二烷基磺酸钠0.05wt％以及水余量。
实施例4
一种硅片抛光添加剂，按照重量份数计，包括：EDTA 0.8wt％、儿茶素0.1wt％、十二烷基磺酸钠0.05wt％以及水余量。
实施例5
一种硅片抛光添加剂，按照重量份数计，包括：EDTA 0.1wt％、儿茶素0.1wt％、十二烷基磺酸钠0.05wt％以及水余量。
实施例6
一种硅片抛光添加剂，按照重量份数计，包括：EDTA 0.5wt％、儿茶素0.05wt％、表面活性剂0.05wt％以及水余量。
实施例7
一种硅片抛光添加剂，按照重量份数计，包括：EDTA 0.5wt％、儿茶素0.15wt％、表面活性剂0.05wt％以及水余量。
实施例8
一种硅片抛光添加剂，按照重量份数计，包括：EDTA 0.5wt％、儿茶素0.2wt％、表面活性剂0.05wt％以及水余量。
实施例9
一种硅片抛光添加剂，按照重量份数计，包括：EDTA 0.5wt％、儿茶素0.1wt％、表面活性剂0.01wt％以及水余量。
实施例10
一种硅片抛光添加剂，按照重量份数计，包括：EDTA 0.5wt％、儿茶素0.1wt％、表面活性剂0.1wt％以及水余量。
实施例11
一种硅片抛光添加剂，按照重量份数计，包括：EDPMPA 0.5wt％、儿茶素0.1wt％、十二烷基磺酸钠0.05wt％以及水余量。
实施例12
一种硅片抛光添加剂，按照重量份数计，包括：HEDP 0.5wt％、儿茶素0.1wt％、十二烷基磺酸钠0.05wt％以及水余量。
实施例13
一种硅片抛光添加剂，按照重量份数计，包括：HEDP 0.5wt％、儿茶素0.1wt％、十六烷基磺酸钠0.05wt％以及水余量。
实施例14
一种硅片抛光添加剂，按照重量份数计，包括：HEDP 0.5wt％、儿茶素0.1wt％、正十八烷基磺酸钠0.05wt％以及水余量。
对比例1
一种硅片抛光添加剂，按照重量份数计，包括：儿茶素0.1wt％、十二烷基磺酸钠0.05wt％以及水余量。
对比例2
一种硅片抛光添加剂，按照重量份数计，包括：EDTA 2wt％、儿茶素0.1wt％、十二烷基磺酸钠0.05wt％以及水余量。
对比例3
一种硅片抛光添加剂，按照重量份数计，包括：EDTA 0.5wt％、十二烷基磺酸钠0.05wt％以及水余量。
对比例4
一种硅片抛光添加剂，按照重量份数计，包括：EDTA 0.5wt％、儿茶素0.5wt％、十二烷基磺酸钠0.05wt％以及水余量。
对比例5
一种硅片抛光添加剂，按照重量份数计，包括：EDTA 0.5wt％、儿茶素0.5wt％以及水余量。
对比例6
一种硅片抛光添加剂，按照重量份数计，包括：EDTA 0.5wt％、儿茶素0.1wt％、1-十二烷基磺酸钠0.15wt％以及水余量。
对比例7
一种硅片抛光添加剂，按照重量份数计，包括：EDTA 0.5wt％、儿茶素0.1wt％、正辛烷磺酸钠0.05wt％以及水余量。
对比例8
一种硅片抛光添加剂，按照重量份数计，包括：EDTA 0.5wt％、儿茶素0.1wt％、1-癸烷磺酸钠0.05wt％以及水余量。
对比例9
一种硅片抛光添加剂，按照重量份数计，包括：EDTA 0.5wt％、葡萄糖0.1wt％、十二烷基磺酸钠0.05wt％以及水余量。
对比例10
一种硅片抛光添加剂，按照重量份数计，包括：EDTA 0.5wt％、海藻酸钠0.1wt％、十二烷基磺酸钠0.05wt％以及水余量。
实施例1～14以及对比例1～10所述硅片抛光添加剂的配方汇总如下表2～3所示。
表2
表3
【性能测试】
在10L纯水中，加入KOH 500g，温度控制在75℃，加入实施例1～14以及对比例1～10中所述硅片抛光添加剂150g(同时配制一组未加硅片抛光添加剂的空白组)，搅拌均匀。放入已去PSG，预清洗后的硅片进行链式碱抛光处理，75℃下抛光40s后取出硅片，水洗、酸洗、水洗、烘干，称重，测反射率，并观察外观变化。
【测试结果】
空白组以及加入实施例1～14以及对比例1～10所述硅片抛光添加剂的实验组的测试结果如下表4所示。
表4
【数据分析】
(1)从上述表格数据中可知，空白组中由于未添加有硅片抛光添加剂，因此在链式碱抛光过程中，整体的减重较低，表明硅片与抛光液之间的反应速度较低。同时抛光得到的抛光面上的塔基的平整度较差，且尺寸偏小，所形成的方块的成型度较差，导致硅片的反射率较低，其抛光面的显微镜下的照片如图1所示，从照片中显示，抛光面上还存在少量未抛干净的小金字塔。
与之对应的，本发明实施例1～14中由于添加了硅片抛光添加剂，因此其在链式碱抛光过程中，整体的减重相对较多，表明硅片与抛光液之间的反应速度较快。以实施例3为例，其抛光面的显微镜下的照片如图2所示，从照片中可知，抛光面的抛光得到的塔基的平整度良好，且尺寸更大，所形成的方块的成型度也更好，导致硅片的反射率较相较于空白组而言提升明显。
(2)对比例1中由于其在抛光过程中缺少了金属螯合剂，导致金属离子会影响最终的抛光速率，使得抛光后的硅片的反射率提升不明显，同时抛光得到的抛光面上的塔基的平整度较差，且尺寸偏小，并且存在未抛干净的小金字塔。
而对比例2中由于金属螯合剂的添加量过多，导致其抛光面上的塔基的平整度也较差且尺寸偏小、方块成型度不好、存在少量未抛干净的小金字塔，显微镜下的照片如图3所示。表明金属螯合剂的添加量的多少，对于最终的抛光效果有着明显的影响。
(3)对比例3中由于在抛光过程中缺少了儿茶素的而加入，导致硅片与抛光液之间的接触不良，从而影响最终的抛光速率，因而其减重较小。同时也无法改善抛光面塔基平整度差且尺寸变小的问题。
而对比例4中由于添加了过量的儿茶素，由于其与硅片之间具有较强的吸附作用，若继续增加其用量直至0.2％以上时，反而会导致抛光减重降低，抛光效果变差，抛光后形成的塔基尺寸变小等负面效果。如图4所示，从显微镜下的照片可知过儿茶素的加入会导致抛光效果变差，塔基尺寸变小，且出现小黑点。
(4)对比例5中由于在抛光过程中缺少了表面活性剂的加入，导致硅片与抛光液之间反应时产生的氢气难以脱除，导致抛光速度减慢，因而其减重较小，反射率难以提升。
而对比例6中由于添加了过量的表面活性剂，这虽然有利于氢气的脱除，但是会导致抛光效果变差，塔基尺寸变小，并且出现大量的小黑点，其显微镜照片如图5所示。并且抛光后的硅片表面会残留有气泡印(如图6所示)，而正常的硅片(实施例3)则不会出现这些气泡印(如图7所示)。
(5)对比例7与8的基本配方与实施例3相同，区别在于表面活性剂的选择不同。我们发现，在同样是烷基磺酸钠的条件下，碳链的长度对于整体的抛光效果有着明显的影响，从上述实验数据中可知当碳链长度小于12后，表现活性剂对于抛光效果的提升会变得不明显，导致其反射率难以提升。
(6)对比例9与10的基本配方与实施例3相同，区别在于实施例3中添加的是儿茶素，而对比例9中添加的是葡萄糖，虽然葡萄糖中存在较多的羟基，理论上取也能够用于改善硅片与抛光液之间的亲和性，但是其性能却远不及儿茶素，推测原因在于儿茶素对于还对金属离子具有一定的配位效果，其在与硅片表面形成氢键的过程中能够辅助配位硅片表面附近的金属离子，并且由于其配位效果不如金属螯合剂，因此其能够首先阻碍金属离子向硅片表面的靠近，同时还能够将金属离子螯合，然后转移给金属螯合剂上，从而对金属螯合剂对于金属离子的螯合作用起到了辅助增强的效果。
而海藻酸钠虽然同样也有大量的羟基能够用于改善反应液与硅片接触，但是由于其分子量较大，其在吸附于硅片表面后，会阻隔硅片与抛光液之间的接触，导致出现减重大幅下降，抛光效果不佳的问题。
Claims (10)
1.一种硅片抛光添加剂，其特征在于，
包括金属螯合剂、儿茶素以及表面活性剂。
2.根据权利要求1所述的一种硅片抛光添加剂，其特征在于，
按照重量份数计，包括：
3.根据权利要求1或2所述的一种硅片抛光添加剂，其特征在于，
所述金属螯合剂包括：HEDP、NTA、EDTA、EDPMPA中的任意一种或多种的组合。
4.根据权利要求1或2所述的一种硅片抛光添加剂，其特征在于，
所述表面活性剂为烷基磺酸盐；
所述烷基磺酸盐的烷基碳数在12以上。
5.根据权利要求4所述的一种硅片抛光添加剂，其特征在于，
所述烷基磺酸盐为十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十三烷基磺酸钠、十六烷基磺酸钠、正十八烷基磺酸钠中的一种或多种的组合。
6.如权利要求1～5中任意一项所述的硅片抛光添加剂的制备方法，其特征在于，
将金属螯合剂、儿茶素以及表面活性剂溶于水，水浴搅拌混合均匀后，静置直至泡沫完全消失，过滤即得抛光添加剂。
7.一种抛光液，其特征在于，
包括权利要求1～5中任意一项所述的抛光添加剂。
8.根据权利要求7所述的一种抛光液，其特征在于，
还包括碱液。
9.如权利要求1～5中任意一项所述抛光添加剂或者如权利要求7～8中所述抛光液在硅片表面抛光的应用。
10.如权利要求1～5中任意一项所述抛光添加剂或者如权利要求7～8中所述抛光液在硅片表面链式碱抛光中的应用。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3518203A (en) * | 1966-06-28 | 1970-06-30 | Drew Chem Corp | Corrosion and scale inhibitor compositions and processes therefor |
| CN103695934A (zh) * | 2013-11-29 | 2014-04-02 | 明光市留香泵业有限公司 | 一种乳液型除锈防锈液及其制备方法 |
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| CN109988676A (zh) * | 2019-04-24 | 2019-07-09 | 上海新阳半导体材料股份有限公司 | 一种清洗液、其制备方法和应用 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3518203A (en) * | 1966-06-28 | 1970-06-30 | Drew Chem Corp | Corrosion and scale inhibitor compositions and processes therefor |
| CN106435587A (zh) * | 2010-08-16 | 2017-02-22 | 恩特格里斯公司 | 用于铜或铜合金的蚀刻溶液 |
| CN103695934A (zh) * | 2013-11-29 | 2014-04-02 | 明光市留香泵业有限公司 | 一种乳液型除锈防锈液及其制备方法 |
| CN109988676A (zh) * | 2019-04-24 | 2019-07-09 | 上海新阳半导体材料股份有限公司 | 一种清洗液、其制备方法和应用 |
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