一种硅片的清洗方法
【专利摘要】本发明提供了一种硅片的清洗方法，包括：将待清洗的硅片放置到HF溶液中，然后在溶液中通入臭氧，得到清洗后的硅片。与现有技术相比，本发明将待清洗的硅片放置到HF溶液中，然后在HF溶液中通入臭氧，采用氧化和去氧化结合的方法使硅片表面呈疏水性，可以达到极佳的清洗效果，并且整个过程中除了采用了常规的HF去除氧化层外，并未引入其它的杂质或化学液，清洗成本低廉，可以进行大规模推广。
【专利说明】
一种硅片的清洗方法
技术领域
[0001]本发明属于太阳能电池技术领域，尤其涉及一种硅片的清洗方法。
【背景技术】
[0002]在大规模量产的晶体硅太阳能电池的制作过程中，没有标准的化学清洗过程，只是在制绒和化学刻蚀步骤中有简单的盐酸或者氢氟酸清洗。但硅片经过不同工序加工后，其表面已受到严重玷污。
[0003]RCA是一种典型的、至今仍为最普遍使用的湿式化学清洗法，在1965年由Kern和Puotinen等人在N.J.Princeton的RCA实验室首创的，并由此而得名。该清洗法主要包括以下几种代表性的清洗液:(I) SPM: H2SOVH2O2 120 °C?150 °C，SPM具有很高的氧化能力，可将金属氧化后溶于清洗液中，并能把有机物氧化生成0)2和出0。(2)APM(SC-1):NH40H/H202/H2030°C?80°C，由于H2O2的作用，硅片表面有一层自然氧化膜(S12)，呈亲水性，硅片表面和粒子之间可被清洗液浸透，由于硅片表面的自然氧化层与硅片表面的Si被NH4OH腐蚀，因此附着在硅片表面的颗粒便落入清洗液中，从而达到去除粒子的目的。在NH4OH腐蚀硅片表面的同时，H2O2又在氧化硅片表面形成新的氧化膜。⑶HPM( SC-2): HCI/H2O2/H2O 65 °C?85 °C，用于去除硅片表面的钠、铁、镁等金属沾污。
[0004]但RCA清洗法过程复杂，对设备要求比较高，化学液成本较高，H2SO4比较危险，NH4OH和H2O2容易挥发，不适合在大规模量产的晶体硅太阳能电池的制作过程中推广。
[0005]申请号为2012102073563的中国专利公开了一种用于太阳能电池的晶体硅片清洗方法，配制的清洗液是将HF溶液和H2O2溶液混合，然后用碱液调节PH值，使其pH值控制在2?5之间。该方法利用了氧化和去氧化结合的方法，可以较好地控制反应速度，同时不会引入其它的金属或有机杂质，反应后硅片表面易于清洗。但该清洗方法也采用了H2O2,容易挥发，且成本较高，采用碱液调节PH值的方式也比较难控制。
[000?]申请号为201110417124.6的中国专利公开了一种用于娃片表面制样的表面处理及腐蚀的工艺和装置。利用臭氧将硅片表面先形成致密的氧化膜，再将表面氧化膜有效的腐蚀。但是臭氧的氧化水平和均匀性还待提升，因为在常温常压下，臭氧稳定性较差，可自行分解为氧气，且是分步骤进行，相对繁琐。
【发明内容】
[0007]有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种效果较好的可同时实现氧化与去氧化的硅片的清洗方法。
[0008]本发明提供了一种硅片的清洗方法，包括:
[0009]将待清洗的硅片放置到HF溶液中，然后在溶液中通入臭氧，得到清洗后的硅片。
[0010]优选的，所述HF溶液中HF的质量浓度为2%?20%。
[0011 ] 优选的，所述HF溶液中HF的质量浓度为5%?10%。
[0012]优选的，所述通入臭氧的量为使溶液中臭氧浓度为100mg/L?1000mg/L。
[0013]优选的，所述通入臭氧的量为使溶液中臭氧浓度为500mg/L?800mg/L。
[0014]优选的，所述通入臭氧的时间为30s?1200s。
[0015]优选的，所述通入臭氧的时间为600s?1200s。
[0016]优选的，所述硅片为多晶硅片。
[0017]优选的，所述臭氧由高压电离氧气产生或由紫外灯照射氧气产生。
[0018]本发明提供了一种硅片的清洗方法，包括:将待清洗的硅片放置到HF溶液中，然后在溶液中通入臭氧，得到清洗后的硅片。与现有技术相比，本发明将待清洗的硅片放置到HF溶液中，然后在HF溶液中通入臭氧，采用氧化和去氧化结合的方法使硅片表面呈疏水性，可以达到极佳的清洗效果，并且整个过程中除了采用了常规的HF去除氧化层外，并未引入其它的杂质或化学液，清洗成本低廉，可以进行大规模推广。
【附图说明】
[0019]图1为纯臭氧在水中的溶解度曲线图。
【具体实施方式】
[0020]下面将结合本发明实施例，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。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，都属于本发明保护的范围。
[0021]本发明提供了一种硅片的清洗方法，包括:将待清洗的硅片放置到HF溶液中，然后在溶液中通入臭氧，得到清洗后的硅片。
[0022]其中，所述硅片为本领域技术人员熟知的硅片即可，并无特殊的限制，本发明中优选为多晶硅片。
[0023]将待清洗的硅片放置到HF溶液中，所述HF溶液为本领域技术人员熟知的HF溶液即可，并无特殊的限制，本发明中HF溶液中HF的质量浓度优选为2%?20 %，更优选为5 %?20 %，再优选为5 %?15 %，最优选为5 %?10 % ;在本发明提供的一些实施例中，所述HF溶液中HF的质量浓度优选为5% ;在本发明提供的另一些实施例中，所述HF溶液中HF的质量浓度优选为10 %。
[0024]然后在溶液中通入臭氧，所述臭氧优选由高压电离氧气产生或由紫外灯照射氧气产生，氧气分子分解并聚合成臭氧。本发明通入臭氧的量优选使溶液中臭氧的浓度为100mg/L ?1000mg/L，更优选为 200mg/L ?800mg/L，再优选为400mg/L ?1000mg/L，最优选为500mg/L?800mg/L;在本发明提供的一些实施例中，所述通入臭氧的量优选为使溶液中臭氧的浓度为500mg/L;在本发明提供的另一些实施例中，所述通入臭氧的量优选为使溶液中臭氧的浓度为800mg/L。所述通入臭氧的时间优选为30s?1200s，更优选为10s?1200s，再优选为300s?1200s，最优选为600s?1200s;在本发明提供的一些实施例中，所述通入臭氧的时间优选为600s ；在本发明提供的一些实施例中，所述通入臭氧的时间优选为800s ；在本发明提供的另一些实施例中，所述通入臭氧的时间优选为1200s。
[0025]臭氧(O3)又称为超氧，是氧气(O2)的同素异形体，它比氧的氧化性更强，在常温常压下，臭氧稳定性较差，可自行分解为氧气。由于臭氧可溶于水，且在水中的溶解度较氧大，如图1所示，图1为纯臭氧在水中的溶解度曲线，因此将臭氧通入溶液中，即可实现氧化的作用，又可增强臭氧的稳定性。
[0026]通入臭氧后，采用氧化与去氧化结合的方法达到清洗硅片的目的，即氧氧化硅片，形成氧化硅，然后氧化硅被HF去除，反应是同时进行，得到清洗后的硅片。
[0027]本发明将待清洗的硅片放置到HF溶液中，然后在HF溶液中通入臭氧，采用氧化和去氧化结合的方法使硅片表面呈疏水性，可以达到极佳的清洗效果，并且整个过程中除了采用了常规的HF去除氧化层外，并未引入其它的杂质或化学液，清洗成本低廉，可以进行大规模推广。
[0028]为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种硅片的清洗方法进行详细描述。
[0029]以下实施例中所用的试剂均为市售。
[0030]实施例1
[0031]在常温25°C条件下，将待清洗的多晶硅片放置到HF溶液中，HF的浓度为5%;然后在HF溶液中通入臭氧，臭氧采用高压电离的方式产生。保持臭氧浓度在500mg/L，通入臭氧的时间为600s。最后取出硅片，硅片表面呈现明显的疏水性，表明表面清洗干净。
[0032]实施例2
[0033]在常温25°C条件下，将待清洗的多晶硅片放置到HF溶液中，HF的浓度为10%;然后在HF溶液中通入臭氧，臭氧采用高压电离的方式产生。保持臭氧浓度在500mg/L，通入臭氧的时间为800s。最后取出硅片，硅片表面呈现明显的疏水性，表明表面清洗干净。
[0034]实施例3
[0035]在常温25°C条件下，将待清洗的多晶硅片放置到HF溶液中，HF的浓度为10%;然后在HF溶液中通入臭氧，臭氧采用紫外灯照射的方式产生。保持臭氧浓度在800mg/L，通入臭氧的时间为1200s。最后取出硅片，硅片表面呈现明显的疏水性，表明表面清洗干净。
【主权项】
1.一种硅片的清洗方法，其特征在于，包括: 将待清洗的硅片放置到HF溶液中，然后在溶液中通入臭氧，得到清洗后的硅片。2.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述HF溶液中HF的质量浓度为2%?20%。3.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述HF溶液中HF的质量浓度为5%?10%。4.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述通入臭氧的量为使溶液中臭氧浓度为 100mg/L ?1000mg/L。5.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述通入臭氧的量为使溶液中臭氧浓度为 500mg/L ?800mg/L。6.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述通入臭氧的时间为30s?1200s。7.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述通入臭氧的时间为600s?1200s。8.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述硅片为多晶硅片。9.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述臭氧由高压电离氧气产生或由紫外灯照射氧气产生。
【文档编号】H01L21/02GK105931947SQ201610342011
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年5月20日
【发明人】金井升, 刘长明, 叶飞, 蒋方丹, 金浩
【申请人】浙江晶科能源有限公司, 晶科能源有限公司