硅片清洗方法与流程

文档序号:20208464发布日期:2020-03-31 10:34阅读:5784来源:国知局

本发明涉及太阳能电池技术领域,特别是指一种硅片清洗方法。



背景技术:

目前,在清洗硅片的操作环节中需要持续加热(温度为70℃~90℃)并且氮气鼓泡,由于温度较高,易造成化学试剂的分解、挥发而流失,同时每次清洗需补加一定量的化学试剂,导致生产成本消耗较大。申请号为201810167905.6的专利中公开了一种硅片清洗液及硅片清洗方法,包括:在25℃~75℃的温度下,采用硅片清洗液对金属催化制绒和单质金属离子化之后的硅片进行后清洗;但是,这种方法仍然存在溶液温度高,易造成化学试剂的分解、挥发而流失的技术问题。

在实现本发明过程中,发明人发现现有技术中至少存在如下问题:

1)清洗不彻底,影响硅片表面清洁度;

2)较高温下化学试剂易分解或流失,每次清洗需补加大量的化学试剂;

3)能耗大。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明的目的在于提出一种硅片清洗方法,以解决化学试剂易分解或流失、能耗大的技术问题。

本发明实施例提供了一种硅片清洗方法,包括以下步骤:

步骤(1),将硅片放入第一溶液中,并在所述第一溶液中通入臭氧;其中,所述第一溶液包括盐酸;

步骤(2),将所述硅片从第一溶液中取出,放入第二溶液中,所述第二溶液包括氢氟酸和硝酸;

步骤(3),将所述硅片从第二溶液中取出,放入第三溶液中,并在所述第三溶液中通入臭氧;其中,所述第三溶液包括氨水;

步骤(4)将所述硅片从第三溶液中取出,放入第四溶液中,所述第四溶液包括氢氟酸和盐酸;

步骤(5),将所述硅片从第四溶液中取出,并将所述硅片烘干。

在本发明的一些实施例中,在所述步骤(1)中,所述第一溶液的温度为50~70℃;和/或,在所述步骤(3)中,所述第三溶液的温度为50~70℃。

在本发明的一些实施例中,在所述步骤(1)中,所述第一溶液中臭氧的浓度为20~200毫克/升;和/或,在所述步骤(3)中,所述第三溶液中臭氧的浓度为20~200毫克/升。

在本发明的一些实施例中,在所述步骤(1)中,所述第一溶液还包括双氧水;和/或,在所述步骤(3)中,所述第三溶液还包括双氧水。

在本发明的一些实施例中,在所述步骤(1)中,所述第一溶液中盐酸、双氧水与水的体积比为1:1:5~1:2:7;和/或,在所述步骤(3)中,所述第三溶液中氨水、双氧水与水的体积比为1:1:5~1:2:7;

其中,在所述步骤(1)和步骤(3)中,所述盐酸的质量分数为20~45%,所述双氧水的质量分数为20~40%,所述氨水的质量分数为20~35%。

在本发明的一些实施例中,在所述步骤(1)中,所述硅片在第一溶液中的清洗时间为5~15分钟;和/或,在所述步骤(3)中,所述硅片在第三溶液中的清洗时间为5~15分钟。

在本发明的一些实施例中,在所述步骤(2)中,所述第二溶液中氢氟酸与硝酸的体积比为0.1:100~2:100;和/或,在所述步骤(4)中,所述第四溶液中氢氟酸的体积百分比为0.5~5%,盐酸的体积百分比为3~10%;

其中,在所述步骤(2)和步骤(4)中,所述氢氟酸的质量分数为30~70%,所述硝酸的质量分数为40~80%,所述盐酸的质量分数为20~45%。

在本发明的一些实施例中,在所述步骤(2)中,所述硅片在第二溶液中的清洗时间为1~5分钟;和/或,在所述步骤(4)中,所述硅片在第四溶液中的清洗时间为5~15分钟。

在本发明的一些实施例中,在所述步骤(4)中,将所述硅片烘干,包括:采用加热的氮气对所述硅片进行干燥。

在本发明的一些实施例中,在所述步骤(4)中,采用加热的氮气对所述硅片进行干燥,包括:采用温度为40~60℃的氮气对所述硅片进行干燥4~10分钟。

本发明实施例提供的硅片清洗方法在步骤(1)和步骤(3)中,采用清洗溶液与臭氧鼓泡相结合的清洗方法,既保留了化学溶液清洁的硅片表面污染的能力,又引入强氧化性气体,更加促进硅片表面污染的去除能力,提升硅片少子寿命。该方法不但弥补了双氧水的分解、氧原子的流失,还加快了微量金属离子的去除,提高了硅片表面清洁度,从而有利于提升硅片的少子寿命;同时还降低加热温度,减少化学试剂的流失,从而减少化学试剂的补液量,延长化学溶液的更换周期。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中,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的实施例,而不是全部的实施例。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。

需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本发明的至少一个实施例提供了一种硅片清洗方法,该硅片清洗方法包括以下步骤:

步骤(1),将硅片放入第一溶液中,并在所述第一溶液中通入臭氧;其中,所述第一溶液包括盐酸;

步骤(2),将所述硅片从第一溶液中取出,放入第二溶液中,所述第二溶液包括氢氟酸和硝酸;

步骤(3),将所述硅片从第二溶液中取出,放入第三溶液中,并在所述第三溶液中通入臭氧;其中,所述第三溶液包括氨水;

步骤(4),将所述硅片从第三溶液中取出,放入第四溶液中,所述第四溶液包括氢氟酸和盐酸;

步骤(5),将所述硅片从第四溶液中取出,并将所述硅片烘干。

可见,本发明实施例在传统清洗工艺上,将氮气鼓泡清洗改变为臭氧鼓泡清洗,既保留了化学溶液清洁的硅片表面污染的能力,又引入强氧化性气体,更加促进硅片表面污染的去除能力,提升硅片少子寿命。需要指出的是,为了保证化学溶液对硅片表面污染的清洁能力,步骤(1)和步骤(3)的操作环节为加热。

可选地,在步骤(1)中,所述第一溶液的温度为50~70℃。可选地,在步骤(3)中,所述第三溶液的温度为50~70℃。同时由于硅片表面的去除能力提高,因此可以降低步骤(1)和步骤(3)中的加热温度,从而减缓化学试剂的分解或流失,减少化学试剂的使用量,延长化学溶液的使用周期。在传统的硅片清洗工艺中,化学溶液的温度为70~90℃,本发明实施例提供的方法在保证清洁能力的情况下,可以将温度降至50~70℃,使得步骤(1)和步骤(3)中化学试剂补液量为传统补液量(0.1~1l)的一半。

需要指出的是,在到达相同清洁效果的情况下,现有技术需要化学溶液的温度为90℃,而本发明可以将化学溶液的温度降为70℃;现有技术需要化学溶液的温度为70℃,而本发明可以将化学溶液的温度降为50℃。显然,本发明实施例提供的方法在保证清洁能力的情况下,可以将温度至少下降20℃,从而减缓化学试剂的分解或流失,减少化学试剂的使用量,延长化学溶液的使用周期。

可选地,所述第一溶液中臭氧的浓度为20~200毫克/升。可选地,所述第三溶液中臭氧的浓度为20~200毫克/升。在本发明的另一个实施例中,预先将塑料盘或软管置于清洗槽底部,塑料盘或塑料软管上开设有微孔,微孔孔径为0.22~100微米,以使臭氧从清洗槽的底部上升,尽可能均匀地鼓入第一溶液和第三溶液中,保持所述第一溶液和第二溶液的臭氧浓度维持在20~200毫克/升,提高对硅片的清洁能力。

可选地,所述第一溶液还包括双氧水。可选地,所述第三溶液还包括双氧水。在该实施例中,硅片清洗的流程为:硅片依次经过步骤(1)、步骤(2)、步骤(3)和步骤(4)等工艺,最终完成硅片清洗。其中,在步骤(1)中使用盐酸与双氧水的混合溶液;在步骤(2)中使用氢氟酸与硝酸的混合溶液;在步骤(3)中使用氨水与双氧水的混合溶液;在步骤(4)中使用氢氟酸与盐酸的混合溶液。

步骤(1)目的是去除硅片表面附着的金属杂质,在具有高氧化能力和低ph值的溶液中,金属转化为离子并溶解于清洗溶液中,因此使用盐酸与双氧水的混合溶液。步骤(1)结束后,硅片表面形成一层二氧化硅层。在步骤(2)中,能够对硅片进行酸性氧化,尤其是对al、fe、mg、zn等离子的去除有较好效果。

步骤(2)中使用的是氢氟酸与硝酸的混合溶液,其目的是平缓金字塔的棱角,使金字塔圆顶化、圆底化,减少硅片表面的粗糙度,为后续的非晶硅沉积和钝化打好基础。其中,hno3促使氧化层的形成,hf去除硅片表面的二氧化硅层,同时附着在二氧化硅层上的金属和金属氢氧化物再一次被溶解到清洗液中,可容易去除硅片表面的铝、铁、锌、镍等金属,在生成氧化物(在hno3作用下)、去除氧化物(在hf作用下)的过程中,铜等不能被第一溶液和hf溶液去除的贵金属则利用硝酸去除,金字塔的表面也会变的更光滑。

步骤(3)的目的是去除硅片表面的金属离子、颗粒杂质和有机污染,使用的是氨水与双氧水的混合溶液,硅片被双氧水氧化形成二氧化硅层,硅片表面的金属离子和颗粒杂质被包裹在二氧化硅层内,该二氧化硅层被氨水腐蚀,腐蚀后立即又发生氧化,氧化和腐蚀反复进行,因此附着在硅片表面的金属离子和颗粒杂质也随腐蚀层而落入清洗液中;硅片表面的有机污染则经双氧水的氧化作用被分解为二氧化碳和水而被除去。在步骤(3)中,对硅片进行碱性氧化,去除硅片上的颗粒,少量的有机物和au、ag、cu、ni、cd、zn、ca、cr等金属原子污染。

步骤(4)中使用的是氢氟酸与盐酸的混合溶液,用于除去步骤(3)中形成的二氧化硅层和部分金属离子。

需要指出的是,在步骤(2)中,如果进行臭氧鼓泡,会造成硅片绒面金字塔的棱角去除不均匀,从而导致后续的非晶硅沉积和钝化;同时还会加快氢氟酸和硝酸的挥发。不仅如此,在步骤(4)中,如果进行臭氧鼓泡,会减缓化学剂与二氧化层的有效接触,在特定时间内无法完全去除二氧化硅层。

正式基于上述考虑,本发明创造性地在硅片清洗的第一溶液(包括盐酸)和第三溶液(包括氨水)中采用清洗溶液与臭氧鼓泡相结合的清洗方法,不但弥补了双氧水的分解、氧原子的流失,还加快了微量金属离子的去除,提高了硅片表面清洁度,从而有利于提升硅片的少子寿命;同时还降低加热温度,减少化学试剂的流失,从而减少化学试剂的补液量,延长化学溶液的更换周期。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述,但并不因此限制本发明。以下实施例中,如无特别说明,所用的各材料均可商购获得,所用的各方法均为本领域的常规方法。

实施例1

(1)将硅片放入温度为60℃的第一溶液中,并在所述第一溶液中通入臭氧,以使所述第一溶液中的臭氧浓度为100毫克/升,所述硅片在第一溶液中的清洗时间为8分钟;其中,所述第一溶液包括盐酸,所述盐酸与溶质(即水)的体积比为1:6,所述盐酸的质量分数为36%。

(2)将所述硅片从第一溶液中取出,放入第二溶液中,所述硅片在第二溶液中的清洗时间为3分钟;其中,所述第二溶液包括氢氟酸和硝酸,所述氢氟酸与硝酸的体积比为1:100,所述氢氟酸的质量分数为49%,所述硝酸的质量分数为68%。

(3)将所述硅片从第二溶液中取出,放入温度为54℃的第三溶液中,并在所述第三溶液中通入臭氧,以使所述第三溶液中的臭氧浓度为200毫克/升,所述硅片在第三溶液中的清洗时间为10分钟;其中,所述第三溶液包括氨水,所述氨水与溶质(即水)的体积比为1:5,所述氨水的质量分数为20%。

(4)将所述硅片从第三溶液中取出,放入第四溶液中,所述硅片在第四溶液中的清洗时间为11分钟;其中,所述第四溶液包括氢氟酸和盐酸,在第四溶液中,所述氢氟酸的体积百分比为3.5%,所述盐酸的体积百分比为6%;所述氢氟酸的质量分数为51%,所述盐酸的质量分数为38%。

(5)将所述硅片从第四溶液中取出,采用温度为40℃的氮气对所述硅片进行干燥8分钟。

经过实施例1的方法清洗之后,硅片的少子寿命值为3900微秒。

实施例2

(1)将硅片放入温度为58℃的第一溶液中,并在所述第一溶液中通入臭氧,以使所述第一溶液中的臭氧浓度为20毫克/升,所述硅片在第一溶液中的清洗时间为9分钟;其中,所述第一溶液包括盐酸和双氧水,所述盐酸、双氧水与溶质(即水)的体积比为1:2:7,所述盐酸的质量分数为20%,所述双氧水的质量分数为20%。

(2)将所述硅片从第一溶液中取出,放入第二溶液中,所述硅片在第二溶液中的清洗时间为4分钟;其中,所述第二溶液包括氢氟酸和硝酸,所述氢氟酸与硝酸的体积比为0.1:100,所述氢氟酸的质量分数为30%,所述硝酸的质量分数为40%。

(3)将所述硅片从第二溶液中取出,放入温度为62℃的第三溶液中,并在所述第三溶液中通入臭氧,以使所述第三溶液中的臭氧浓度为125毫克/升,所述硅片在第三溶液中的清洗时间为7分钟;其中,所述第三溶液包括氨水,所述氨水、双氧水与溶质(即水)的体积比为1:1:5,所述氨水的质量分数为28%,所述双氧水的质量分数为32%。

(4)将所述硅片从第三溶液中取出,放入第四溶液中,所述硅片在第四溶液中的清洗时间为5分钟;其中,所述第四溶液包括氢氟酸和盐酸,在第四溶液中,所述氢氟酸的体积百分比为0.5%,所述盐酸的体积百分比为9%;所述氢氟酸的质量分数为46%,所述盐酸的质量分数为20%。

(5)将所述硅片从第四溶液中取出,采用温度为53℃的氮气对所述硅片进行干燥5分钟。

经过实施例2的方法清洗之后,硅片的少子寿命值为4100微秒。

实施例3

(1)将硅片放入温度为70℃的第一溶液中,并在所述第一溶液中通入臭氧,以使所述第一溶液中的臭氧浓度为200毫克/升,所述硅片在第一溶液中的清洗时间为15分钟;其中,所述第一溶液包括盐酸和双氧水,所述盐酸、双氧水与溶质(即水)的体积比为1:2:7,所述盐酸的质量分数为45%,所述双氧水的质量分数为40%。

(2)将所述硅片从第一溶液中取出,放入第二溶液中,所述硅片在第二溶液中的清洗时间为5分钟;其中,所述第二溶液包括氢氟酸和硝酸,所述氢氟酸与硝酸的体积比为2:100,所述氢氟酸的质量分数为70%,所述硝酸的质量分数为80%。

(3)将所述硅片从第二溶液中取出,放入温度为50℃的第三溶液中,并在所述第三溶液中通入臭氧,以使所述第三溶液中的臭氧浓度为20毫克/升,所述硅片在第三溶液中的清洗时间为15分钟;其中,所述氨水、双氧水与溶质(即水)的体积比为1:2:6,所述氨水的质量分数为29%,所述双氧水的质量分数为20%。

(4)将所述硅片从第三溶液中取出,放入第四溶液中,所述硅片在第四溶液中的清洗时间为5分钟;其中,所述第四溶液包括氢氟酸和盐酸,在第四溶液中,所述氢氟酸的体积百分比为5%,所述盐酸的体积百分比为10%;所述氢氟酸的质量分数为42%,所述盐酸的质量分数为37%。

(5)将所述硅片从第四溶液中取出,采用温度为58℃的氮气对所述硅片进行干燥7.5分钟。

经过实施例3的方法清洗之后,硅片的少子寿命值为4300微秒。

实施例4

(1)将硅片放入温度为50℃的第一溶液中,并在所述第一溶液中通入臭氧,以使所述第一溶液中的臭氧浓度为150毫克/升,所述硅片在第一溶液中的清洗时间为6分钟;其中,所述第一溶液包括盐酸,所述盐酸、双氧水与溶质(即水)的体积比为1:1:5,所述盐酸的质量分数为33%,所述双氧水的质量分数为30%。

(2)将所述硅片从第一溶液中取出,放入第二溶液中,所述硅片在第二溶液中的清洗时间为1分钟;其中,所述第二溶液包括氢氟酸和硝酸,所述氢氟酸与硝酸的体积比为1:150,所述氢氟酸的质量分数为49%,所述硝酸的质量分数为68%。

(3)将所述硅片从第二溶液中取出,放入温度为70℃第三溶液中,并在所述第三溶液中通入臭氧,以使所述第三溶液中的臭氧浓度为80毫克/升,所述硅片在第三溶液中的清洗时间为5分钟;其中,所述氨水、双氧水与溶质(即水)的体积比为1:2:7,所述氨水的质量分数为26%,所述双氧水的质量分数为40%。

(4)将所述硅片从第三溶液中取出,放入第四溶液中,所述硅片在第四溶液中的清洗时间为15分钟;其中,所述第四溶液包括氢氟酸和盐酸,在第四溶液中,所述氢氟酸的体积百分比为1.5%,所述盐酸的体积百分比为3%;所述氢氟酸的质量分数为49%,所述盐酸的质量分数为36.5%。

(5)将所述硅片从第四溶液中取出,采用温度为48℃的氮气对所述硅片进行干燥7分钟。

经过实施例4的方法清洗之后,硅片的少子寿命值为4200微秒。

实施例5

(1)将硅片放入温度为50℃的第一溶液中,并在所述第一溶液中通入臭氧,以使所述第一溶液中的臭氧浓度为150毫克/升,所述硅片在第一溶液中的清洗时间为6分钟;其中,所述第一溶液包括盐酸,所述盐酸、双氧水与溶质(即水)的体积比为1:1:5,所述盐酸的质量分数为33%,所述双氧水的质量分数为30%。

(2)将所述硅片从第一溶液中取出,放入第二溶液中,所述硅片在第二溶液中的清洗时间为1分钟;其中,所述第二溶液包括氢氟酸和硝酸,所述氢氟酸与硝酸的体积比为1:150,所述氢氟酸的质量分数为49%,所述硝酸的质量分数为68%。

(3)将所述硅片从第二溶液中取出,放入温度为70℃第三溶液中,并在所述第三溶液中通入臭氧,以使所述第三溶液中的臭氧浓度为80毫克/升,所述硅片在第三溶液中的清洗时间为5分钟;其中,所述氨水、双氧水与溶质(即水)的体积比为1:2:7,所述氨水的质量分数为26%,所述双氧水的质量分数为30%。

(4)将所述硅片从第三溶液中取出,放入第四溶液中,所述硅片在第四溶液中的清洗时间为15分钟;其中,所述第四溶液包括氢氟酸和盐酸,在第四溶液中,所述氢氟酸的体积百分比为1.5%,所述盐酸的体积百分比为3%;所述氢氟酸的质量分数为70%,所述盐酸的质量分数为36.5%。

(5)将所述硅片从第四溶液中取出,采用温度为48℃的氮气对所述硅片进行干燥7分钟。

经过实施例5的方法清洗之后,硅片的少子寿命值为4200微秒。

实施例6

(1)将硅片放入温度为70℃的第一溶液中,并在所述第一溶液中通入臭氧,以使所述第一溶液中的臭氧浓度为200毫克/升,所述硅片在第一溶液中的清洗时间为15分钟;其中,所述第一溶液包括盐酸和双氧水,所述盐酸、双氧水与溶质(即水)的体积比为1:2:7,所述盐酸的质量分数为45%,所述双氧水的质量分数为40%。

(2)将所述硅片从第一溶液中取出,放入第二溶液中,所述硅片在第二溶液中的清洗时间为5分钟;其中,所述第二溶液包括氢氟酸和硝酸,所述氢氟酸与硝酸的体积比为2:100,所述氢氟酸的质量分数为70%,所述硝酸的质量分数为80%。

(3)将所述硅片从第二溶液中取出,放入温度为50℃的第三溶液中,并在所述第三溶液中通入臭氧,以使所述第三溶液中的臭氧浓度为20毫克/升,所述硅片在第三溶液中的清洗时间为15分钟;其中,所述氨水、双氧水与溶质(即水)的体积比为1:2:6,所述氨水的质量分数为35%,所述双氧水的质量分数为28%。

(4)将所述硅片从第三溶液中取出,放入第四溶液中,所述硅片在第四溶液中的清洗时间为5分钟;其中,所述第四溶液包括氢氟酸和盐酸,在第四溶液中,所述氢氟酸的体积百分比为5%,所述盐酸的体积百分比为10%;所述氢氟酸的质量分数为30%,所述盐酸的质量分数为45%。

(5)将所述硅片从第四溶液中取出,采用温度为60℃的氮气对所述硅片进行干燥7.5分钟。

经过实施例6的方法清洗之后,硅片的少子寿命值为4300微秒。

实施例7

按照实施1的方法清洗硅片,不同的是:在步骤(1)中,第一溶液的温度为62℃,所述第一溶液中臭氧的浓度为55毫克/升。

经过实施例7的方法清洗之后,硅片的少子寿命值为4000微秒。

实施例8

按照实施1的方法清洗硅片,不同的是:在步骤(3)中,第三溶液的温度为51℃,所述第三溶液中臭氧的浓度为102毫克/升。

经过实施例8的方法清洗之后,硅片的少子寿命值为3970微秒。

实施例9

按照实施2的方法清洗硅片,不同的是:在步骤(1)中,第一溶液的温度为54℃,所述第一溶液中臭氧的浓度为74毫克/升。

经过实施例9的方法清洗之后,硅片的少子寿命值为3750微秒。

实施例10

按照实施2的方法清洗硅片,不同的是:在步骤(3)中,第三溶液的温度为52℃,所述第三溶液中臭氧的浓度为66毫克/升。

经过实施例10的方法清洗之后,硅片的少子寿命值为4050微秒。

实施例11

按照实施3的方法清洗硅片,不同的是:在步骤(1)中,第一溶液的温度为56℃,所述第一溶液中臭氧的浓度为95毫克/升。

经过实施例11的方法清洗之后,硅片的少子寿命值为4100微秒。

实施例12

按照实施3的方法清洗硅片,不同的是:在步骤(3)中,第三溶液的温度为57℃,所述第三溶液中臭氧的浓度为83毫克/升。

经过实施例12的方法清洗之后,硅片的少子寿命值为4030微秒。

实施例13

按照实施4的方法清洗硅片,不同的是:在步骤(1)中,第一溶液的温度为63℃,所述第一溶液中臭氧的浓度为60毫克/升。

经过实施例13的方法清洗之后,硅片的少子寿命值为3680微秒。

实施例14

按照实施4的方法清洗硅片,不同的是:在步骤(3)中,第三溶液的温度为64℃,所述第三溶液中臭氧的浓度为152毫克/升。

经过实施例14的方法清洗之后,硅片的少子寿命值为3915微秒。

对比例1

1)将硅片放入温度为50℃的第一溶液中,所述硅片在第一溶液中的清洗时间为6分钟;其中,所述第一溶液包括盐酸,所述盐酸、双氧水与溶质(即水)的体积比为1:1:5,所述盐酸的质量分数为33%,所述双氧水的质量分数为30%。

2)将所述硅片从第一溶液中取出,放入第二溶液中,所述硅片在第二溶液中的清洗时间为1分钟;其中,所述第二溶液包括氢氟酸和硝酸,所述氢氟酸与硝酸的体积比为1:150,所述氢氟酸的质量分数为49%,所述硝酸的质量分数为68%。

3)将所述硅片从第二溶液中取出,放入温度为70℃第三溶液中,所述硅片在第三溶液中的清洗时间为5分钟;其中,所述氨水、双氧水与溶质(即水)的体积比为1:2:7,所述氨水的质量分数为26%,所述双氧水的质量分数为30%。

4)将所述硅片从第三溶液中取出,放入第四溶液中,所述硅片在第四溶液中的清洗时间为15分钟;其中,所述第四溶液包括氢氟酸和盐酸,在第四溶液中,所述氢氟酸的体积百分比为1.5%,所述盐酸的体积百分比为3%;所述氢氟酸的质量分数为49%,所述盐酸的质量分数为36.5%。

5)将所述硅片从第四溶液中取出,采用温度为48℃的氮气对所述硅片进行干燥7分钟。

经过对比例1的方法清洗之后,硅片的少子寿命值仅为2200微秒左右。

通过实施例1-14与对比例1的对比,可以看出:采用本发明实施例提供的方法清洗硅片,使得硅片的少子寿命明显高于采用对比例1的方法清洗后的硅片。

在上述实施例中,采用美国sintonwct-120少子寿命测试仪,并通过使用涡电流电导sensor和带有滤光片的程控氙灯光源来检测样品的少子寿命。

采用经过实施例1-14与对比例1的方法清洗之后的硅片制备电池,主要包括等离子体增强化学的气相沉积、物理气相沉积和丝印等步骤。两组电池,除了清洗方法不同以外,其他所有的电池制备工艺是一样的。

采用伟信vs-6821s测试电池的i-v参数。主要步骤包括:1、使用设备测试标片(标片是经过认证机构测试并确认的电池片),使iv结果达到或接近标片值;2、测试样品的iv(效率、开路电压、短路电流、填充因子等)。

测试结果请见表1(参数已经归一化处理)。

表1

从表1可以看出,采用经过本发明实施例提供的方法清洗的硅片制备的电池,电池的开路电压和填充因子均高于经过对比例1的方法清洗的硅片制备的电池,本发明实施例1-14的清洗效果明显好于对比例1。

需要指出的是,对于硅基异质结太阳能电池而言,其高效的主要优势在于高开压,但此优势的前提必须建立在高少子寿命的基础上,因此,本发明实施例提供的方法可以提升异质结电池的少子寿命,从而提高其高开压。

由此可见,本发明实施例提供的硅片清洗方法在步骤(1)和步骤(3)中,采用清洗溶液与臭氧鼓泡相结合的清洗方法,既保留了化学溶液清洁的硅片表面污染的能力,又引入强氧化性气体,更加促进硅片表面污染的去除能力,提升硅片少子寿命。该方法不但弥补了双氧水的分解、氧原子的流失,还加快了微量金属离子的去除,提高了硅片表面清洁度,从而有利于提升硅片的少子寿命;同时还降低加热温度,减少化学试剂的流失,从而减少化学试剂的补液量,延长化学溶液的更换周期。

上述实施例仅仅是示例性的,本发明实施例不限于上述实施例,本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行合理改变,都可以达到本发明的技术效果。

所属领域的普通技术人员应当理解:以上任何实施例的讨论仅为示例性的,并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子;在本发明的思路下,以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合,并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化,为了简明它们没有在细节中提供。因此,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何省略、修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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