[发明专利]一种单晶硅片预清洗液及其清洗方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种单晶硅片预清洗液及其清洗方法。

背景技术

太阳能电池是利用太阳光和材料相互作用直接产生电能，不需要消耗燃料和水等物质，使用中不释放包括二氧化碳在内的任何气体，是对环境无污染的可再生能源。对改善生态环境、缓解温室气体的有害作用具有重大意义。因此太阳能电池有望成为21世纪的重要新能源。

电池片制造工艺主要为预清洗→制绒→扩散→刻蚀→去磷硅玻璃→镀减反射膜→印刷→烧结→测试。

太阳能硅片经过线切割机的切割加工后，其表面已受到严重沾污，要达到太阳能发电的工业应用标准，就必须经过严格的清洗工序。由于切割带来的严重污染，其表面的清洗工序也必然需要比较复杂和精细的工艺流程。

预清洗的目的就是去除硅片表面的机械损伤层，清除表面油污和金属杂质。在切片过程中会在硅片表面产生损伤层，损伤层去除不足，会导致残余缺陷、残余缺陷在后续高温处理过程中向材料深处继续延伸、切割过程中导致的杂质未能完全去除，这些都会增加硅片的表面复合速率，严重影响电池片的效率。

目前一般采用去损伤工艺进行清洗， 由于初抛过程采用的常规工艺是低浓度碱（1%左右），反应过程较为剧烈，反应过程中产生氢气泡，由于气泡无法及时脱离硅片表面，导致整篮硅片漂起，而使得部分硅片未浸泡在反应液中而无法继续反应，硅片外观存在明显界限。并且氢气泡吸附在硅片表面，阻碍溶液继续与硅片反应，而在硅片表面产生差异，存在一个个小的气泡状的黑洞印记。因此亟待开发出新的清洗液及清洗方法以解决目前存在的上述问题。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中对单晶硅片预清洗时所存在的上述问题，提供一种单晶硅片预清洗液及其清洗方法。本发明设计一种单晶硅片预清洗液，其特征在于由下列组成物组成：所述的预清洗液是由双氧水、氢氧化钠或氢氧化钾和水组成。其特征在于由下列组成物组成：

双氧水3%～7%，

氢氧化钠或氢氧化钾0.1%～1%，

水92%～96.9%。

一种利用权利要求1所述一种单晶硅片预清洗液的清洗方法，其特征在于：将插入花篮中的硅片放入到混合均匀的单晶硅片预清洗液中，温度在55～80℃，用超声波清洗60～600秒，超声波清洗后，在60℃的条件下用去离子水漂洗1分钟后，去离子水漂洗后取出硅片烘干。

本发明的优点是使用双氧水工艺后，碱浓度降低，产生氢气量少，不会在硅片表面生产气泡印，并且不会漂篮，不会产生明显的界限。由于降低了碱的浓度，减薄量也有效的降低，有利于降低后道工序电池片的碎片率。采用超声波清洗，可以去除吸附于硅片表面≥0.4um的颗粒，有效提高硅片表面的洁净程度。H₂O₂是很强的氧化剂，使硅片表面发生氧化，与此同时，NaOH则慢慢地溶解所产生的氧化物。正是这种氧化-溶解，再氧化再溶解过程，去除硅片表面的有机薄膜，硅片表面杂质微粒的去除也是基于这种原理。

具体实施方式

清洗的一般思路是首先去除表面的有机沾污，因为有机物会遮盖部分硅表面，使氧化层和与之相关的沾污颗粒难以去除；然后溶解氧化层，因为氧化层是“沾污陷阱”，也会引入外延缺陷；最后再去除颗粒、金属沾污，同时使硅表面钝化。

清洗液的配方对清洗效果非常重要。对清洗液的要求是：1.对硅腐蚀速率适中；2.高氧化势；3.能与金属离子形成络合物；4.能溶解金属沾污；5.不增加表面微粗糙度；6.对环境的影响小；7.去除自然氧化层。一般都有这样的共识，即二氧化硅的生成是各向同性的，所以若氧化速率大于碱或氢氟酸对二氧化硅的腐蚀速率，则表面是被均匀地腐蚀；而硅被氢氟酸或OH^-腐蚀为各向异性，易引起RMS的恶化。因此强氧化剂的引入有利于RMS的降低。另外，强氧化剂可将原子态金属沾污如铜氧化为可溶于酸的阳离子，使之易于去除。

所述的预清洗液是由双氧水、氢氧化钠或氢氧化钾和水组成。其特征在于由下列组成物组成：

双氧水3%～7%，

氢氧化钠或氢氧化钾0.1%～1%，

水96.9%～92%。

一种利用权利要求1所述一种单晶硅片预清洗液的清洗方法，其特征在于：将插入花篮中的硅片放入到混合均匀的单晶硅片预清洗液中，温度在55～80℃，用超声波清洗60～600秒，超声波清洗后，在60℃的条件下用去离子水漂洗1分钟后，去离子水漂洗后取出硅片烘干。

实施1: