一种用于除去单晶硅片表面有机物的漂洗液及清洗方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于除去单晶硅片表面有机物的漂洗液及清洗方法，其中漂洗液包括体积分数如下的组分：双氧水：2.30份-4.5份；氢氧化钾：0.20份-1.15份；纯水：94.35份-97.5份，双氧水的质量百分数为30％，氢氧化钾的质量百分数为45％，纯水为18M纯水。清洗方法包括如下步骤：(1)自来水冲洗；(2)乳酸溶液浸泡；(3)自来水漂洗；4)纯水超声波预清洗；(5)清洗液超声波清洗；(6)纯水超声波漂洗；(7)漂洗液漂洗；(8)纯水漂洗；(9)提拉后烘干。本发明可以有效去除单晶硅片表面残留的有机物，提高单晶硅片表面洁净度，有效降低单晶硅片清洗的不合格率和单晶硅片制绒后的不良占比，提高单晶硅片的质量，增强产品的市场竞争力。
【专利说明】一种用于除去单晶硅片表面有机物的漂洗液及清洗方法
【技术领域】
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[0001]本发明涉及一种漂洗液及清洗方法，特别是涉及一种用于除去单晶硅片表面有机物的漂洗液及清洗方法。
【背景技术】
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[0002]随着光伏产业的快速发展，光伏器件的产品需求量迅速增加的同时，对产品本身的光电性能要求越来越高，即对单晶硅片的光电转化效率要求越来越高，单晶硅片表面的洁净度是影响单晶硅片光电转化效率的主要因素。
[0003]经切片、研磨、倒角、抛光等多道工序加工成的单晶硅片，其表面已吸附了各种杂质，如颗粒、金属粒子、硅粉粉尘及有机杂质，故需要进行清洗，清洗的目的是要消除吸附在单晶硅片表面的各类污染物，为制做能够减少表面太阳光反射的绒面结构(制绒)做准备，制绒是制造晶硅电池的第一道工艺，又称“表面织构化”。有效的绒面结构使得入射光在单晶硅片表面多次反射和折射，增加了光的吸收，降低了反射率，有助于提高电池的性能。
[0004]但用现有方法对单晶硅片进行清洗，清洗后的单晶硅片表面仍有较多有机物残留，表现为单晶硅片清洗不合格率较高，制绒后单晶硅片的不良占比较高，这些会严重影响单晶硅片的光转换效率，造成不必要的经济损失。
【发明内容】
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[0005]本发明的第一个目的在于提供一种用于除去单晶硅片表面有机物的漂洗液。
[0006]本发明的第二个目的在于提供一种用于除去单晶硅片表面有机物的清洗方法。
[0007]本发明的第一个目的由如下技术方案实施:一种用于除去单晶硅片表面有机物的漂洗液，其包括如下体积份数的组分:双氧水:2.3份-4.5份；氢氧化钾:0.20份-1.15份；纯水:94.35份-97.5份，其中所述双氧水的质量百分比浓度为30%，所述氢氧化钾的质量百分比浓度为45%，所述纯水为18M纯水。
[0008]本发明的第二个目的由如下技术方案实施:一种除去单晶硅片表面有机物的清洗方法，其包括以下步骤:(1)自来水冲洗；(2)乳酸溶液浸泡；(3)自来水漂洗；(4)纯水超声波预清洗；(5)清洗液超声波清洗；(6)纯水超声波漂洗；(7)漂洗液漂洗；(8)纯水漂洗；
[9]提拉后烘干；
[0009](I)自来水冲洗:将线切割下料后的单晶硅片使用常温自来水进行冲洗，冲洗时间为12min?20min ;以达到除去所述单晶硅片表面大部分硅泥残留的目的；
[0010](2)乳酸溶液浸泡:将所述自来水冲洗后的所述单晶硅片用体积百分比浓度为3%?5%的乳酸溶液浸泡，浸泡温度为55°C?65°C，浸泡时间为5min_10min，使所述单晶硅片与切割固定料板脱离；
[0011 ] (3)自来水漂洗:使用温度为30 0C?50 0C的所述自来水对所述乳酸溶液浸泡后的所述单晶硅片进行漂洗，漂洗时间为5min?lOmin，以漂洗掉所述乳酸溶液；
[0012](4)纯水超声波预清洗:将漂洗后的所述单晶硅片置于超声波清洗设备中，加入纯水，进行纯水超声波预清洗，所述纯水超声波预清洗的清洗时间为7min?12min，所述纯水超声波预清洗的温度控制在30°C?55°C之间，去除所述单晶硅片表面残余硅粉及其它较易去除的杂质；
[0013](5)清洗液超声波清洗:将所述纯水超声波预清洗后的所述单晶硅片置于所述超声波清洗设备中，加入清洗液，进行清洗液超声波清洗，所述清洗液超声波清洗的清洗时间为1min?18min，所述清洗液超声波清洗的温度控制在50°C?70°C之间，结合超声波的物理作用和所述清洗液的化学作用除去所述单晶硅片表面附着力较强的杂质及金属粒子；
[0014](6)纯水超声波漂洗:将所述清洗液超声波清洗后的所述单晶硅片置于所述超声波清洗设备中，加入所述纯水，进行纯水超声波漂洗，所述纯水超声波漂洗的漂洗时间为5min?12min，漂洗温度控制在30°C?55°C之间，去除所述单晶硅片表面附着的所述清洗剂成分；
[0015](7)漂洗液漂洗:将所述纯水超声波漂洗后的所述单晶硅片置于漂洗液中进行漂洗，漂洗时间为3.5min?6min，漂洗温度控制在30°C?55°C之间，去除所述单晶娃片表面的有机物残留；所述漂洗液包括如下体积份数的组分:双氧水2.30份-4.5份；氢氧化钾0.20份-1.15份；纯水94.35份-97.5份，其中所述双氧水的质量百分比浓度为30%，所述氢氧化钾的质量百分比浓度为45%，所述纯水为18M纯水；所述漂洗液中包含双氧水和氢氧化钾，强碱性条件下所述双氧水具有的强氧化性能够将所述单晶硅片表面的有机物质氧化为氧化物，同时，所述漂洗液中的所述氢氧化钾对生成的所述氧化物进行溶解，通过氧化-溶解-氧化反复作用达到清除所述单晶硅片表面的所述有机物的目的；
[0016](8)纯水漂洗:使用温度为40°C?50°C的所述纯水对所述漂洗液漂洗过的所述单晶硅片进行漂洗，漂洗时间为12min?20min，洗去所述单晶硅片表面的水溶性杂质；
[0017](9)提拉后烘干:将用所述纯水漂洗完毕后的所述单晶硅片在温度为50°C -70°C的环境中慢提拉，所述慢提拉结束后鼓风烘干，烘干温度范围为85°C _95°C，烘干时间为12min?15min，得到表面洁净的所述单晶娃片。
[0018]作为优选，所述步骤(5)中使用的所述清洗液由清洗剂加水配制而成，所述清洗液的体积百分比浓度在1% -1.2%之间，所述清洗剂为常州君合科技生产的JH-15系列清洗剂，由强碱及非离子型表面活性剂组成的混合溶液。
[0019]作为优选，所述步骤(4)和所述步骤(6)中的所述纯水均为18M纯水。
[0020]本发明的优点在于，本发明可以有效去除单晶硅片表面残留的有机物，提高单晶硅片表面洁净度，从而改善后续单晶硅片的制绒效果，有效降低单晶硅片清洗的不合格率和单晶硅片制绒后的不良占比，提高了单晶硅片的质量，增强了产品的市场竞争力。
【具体实施方式】
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[0021]实施例1:一种用于除去单晶硅片表面有机物的漂洗液，其包括体积分数如下的组分:双氧水:2.30份；氢氧化钾:0.20份；纯水:97.5份，其中所述双氧水的质量百分数为30%，所述氢氧化钾的质量百分数为45%，所述纯水为18M纯水。
[0022]实施例2: —种利用实施例1中的漂洗液除去单晶硅片表面有机物的方法，其包括以下步骤:(I)自来水冲洗；(2)乳酸溶液浸泡；(3)自来水漂洗；4)纯水超声波预清洗；(5)清洗液超声波清洗；(6)纯水超声波漂洗；(7)漂洗液漂洗；(8)纯水漂洗；(9)提拉后烘干;
[0023](I)自来水冲洗:将线切割下料后的单晶硅片使用常温自来水进行冲洗，冲洗时间为12min，以达到除去所述单晶硅片表面大部分硅泥残留的目的；
[0024](2)乳酸溶液浸泡:将所述自来水冲洗后的所述单晶硅片用体积百分比浓度为3%的乳酸溶液浸泡，浸泡温度为55°C，浸泡时间为lOmin，使所述单晶硅片与切割固定料板脱离；
[0025](3)自来水漂洗:使用温度为30°C的所述自来水对所述乳酸溶液浸泡后的所述单晶硅片进行漂洗，漂洗时间为lOmin，以漂洗掉所述乳酸溶液；
[0026](4)纯水超声波预清洗:将漂洗后的所述单晶硅片置于超声波清洗设备中，加入纯水，进行纯水超声波预清洗，所述纯水超声波预清洗的清洗时间为12min，所述纯水超声波预清洗的温度为30°C，去除所述单晶硅片表面残余硅粉及其它较易去除的杂质；
[0027](5)清洗液超声波清洗:将所述纯水超声波预清洗后的所述单晶硅片置于所述超声波清洗设备中，加入清洗液，进行清洗液超声波清洗，所述清洗液超声波清洗的清洗时间为18min，所述清洗液超声波清洗的温度为50°C，结合超声波的物理作用和所述清洗液的化学作用除去所述单晶硅片表面附着力较强的杂质及金属粒子；
[0028](6)纯水超声波漂洗:将所述清洗液超声波清洗后的所述单晶硅片置于所述超声波清洗设备中，加入所述纯水，进行纯水超声波漂洗，所述纯水超声波漂洗的清洗时间为12min，温度为30°C，去除所述单晶硅片表面附着的所述清洗剂成分；
[0029](7)漂洗液漂洗:将所述纯水超声波漂洗后的所述单晶硅片置于漂洗液中进行漂洗，漂洗时间为6min，漂洗温度为30°C，去除所述单晶硅片表面的有机物残留；所述漂洗液包括如下体积份数的组分:双氧水:2.30份；氢氧化钾:0.20份；纯水:97.5份，其中所述双氧水的质量百分数为30 %，所述氢氧化钾的质量百分数为45 %，所述纯水为18M纯水；所述漂洗液中包含双氧水和氢氧化钾，强碱性条件下所述双氧水具有的强氧化性能够将所述单晶硅片表面的有机物质氧化为氧化物，同时，所述漂洗液中的所述氢氧化钾对生成的所述氧化物进行溶解，通过氧化-溶解-氧化反复作用达到清除所述单晶硅片表面的所述有机物的目的；
[0030](8)纯水漂洗:使用温度为40°C的所述纯水对所述漂洗液漂洗过的所述单晶硅片进行漂洗，漂洗时间为20min，洗去所述单晶硅片表面的水溶性杂质；
[0031](9)提拉后烘干:将用所述纯水漂洗完毕后的所述单晶硅片在温度为50°C的环境中慢提拉，所述慢提拉结束后鼓风烘干，烘干温度为85°C，烘干时间为15min，得到表面洁净的单晶硅片。
[0032]作为优选，所述步骤(5)中使用的所述清洗液由清洗剂加水配制而成，所述清洗液的体积百分比浓度为1%，所述清洗剂为常州君合科技生产的JH-15系列清洗剂，由强碱及非离子型表面活性剂组成的混合溶液。
[0033]作为优选，所述步骤(4)和所述步骤(6)中的所述纯水均为18M纯水。
[0034]使用上述清洗方法清洗单晶娃片后，单晶娃片清洗合格率提尚0.1%，清洗后进行制绒，制绒后表面不良下降234DPPM，清洗效果显著。
[0035]实施例3: —种用于除去单晶硅片表面有机物的漂洗液，其包括体积分数如下的组分:双氧水:4.5份；氢氧化钾:1.15份；纯水:94.35份，其中所述双氧水的质量百分数为30%，所述氢氧化钾的质量百分数为45%，所述纯水为18M纯水。
[0036]实施例4:一种利用实施例3中的清洗液除去单晶硅片表面有机物的清洗方法，其包括以下步骤:(I)自来水冲洗；(2)乳酸溶液浸泡；(3)自来水漂洗；4)纯水超声波预清洗；(5)清洗液超声波清洗；(6)纯水超声波漂洗；(7)漂洗液漂洗；(8)纯水漂洗；(9)提拉后烘干；
[0037](I)自来水冲洗:将线切割下料后的单晶硅片使用常温自来水进行冲洗，冲洗时间为20min，以达到除去所述单晶硅片表面大部分硅泥残留的目的；
[0038](2)乳酸溶液浸泡:将所述自来水冲洗后的所述单晶硅片用体积百分比浓度为5%的乳酸溶液浸泡，浸泡温度为65°C，浸泡时间为5min，使所述单晶硅片与切割固定料板脱离；
[0039](3)自来水漂洗:使用温度为50°C的所述自来水对所述乳酸溶液浸泡后的所述单晶硅片进行漂洗，漂洗时间为5min，以漂洗掉所述乳酸溶液；
[0040](4)纯水超声波预清洗:将漂洗后的所述单晶硅片置于超声波清洗设备中，加入纯水，进行纯水超声波预清洗，所述纯水超声波预清洗的清洗时间为7min，所述纯水超声波预清洗的温度为55°C，去除所述单晶硅片表面残余硅粉及其它较易去除的杂质；
[0041](5)清洗液超声波清洗:将所述纯水超声波预清洗后的所述单晶硅片置于所述超声波清洗设备中，加入清洗液，进行清洗液超声波清洗，所述清洗液超声波清洗的清洗时间为lOmin，所述清洗液超声波清洗的温度为70°C，结合超声波的物理作用和所述清洗液的化学作用除去所述单晶硅片表面附着力较强的杂质及金属粒子；
[0042](6)纯水超声波漂洗:将所述清洗液超声波清洗后的所述单晶硅片置于所述超声波清洗设备中，加入所述纯水，进行纯水超声波漂洗，所述纯水超声波漂洗的漂洗时间为5min，温度为55°C，去除所述单晶硅片表面附着的所述清洗剂成分；
[0043](7)漂洗液漂洗:将所述纯水超声波漂洗后的所述单晶硅片置于漂洗液中进行漂洗，漂洗时间为3.5min，漂洗温度为55°C，去除所述单晶硅片表面的有机物残留；所述漂洗液包括体积分数如下的组分:双氧水:4.5份；氢氧化钾:1.15份；纯水:94.35份，其中所述双氧水的质量百分数为30%，所述氢氧化钾的质量百分数为45%，所述纯水为18M纯水；所述漂洗液中包含双氧水和氢氧化钾，强碱性条件下所述双氧水具有的强氧化性能够将所述单晶硅片表面的有机物质氧化为氧化物，同时，所述漂洗液中的所述氢氧化钾对生成的所述氧化物进行溶解，通过氧化-溶解-氧化反复作用达到清除所述单晶硅片表面的所述有机物的目的；
[0044](8)纯水漂洗:使用温度为50°C的所述纯水对所述漂洗液漂洗过的所述单晶硅片进行漂洗，漂洗时间为12min，洗去所述单晶硅片表面的水溶性杂质；
[0045](9)提拉后烘干:将所述纯水漂洗完毕后的所述单晶硅片在温度为70°C的环境中慢提拉，所述慢提拉结束后鼓风烘干，烘干温度为95°C，烘干时间为12min，得到表面洁净的单晶硅片。
[0046]作为优选，所述步骤(5)中使用的所述清洗液由清洗剂加水配制而成，所述清洗液的体积百分比浓度为1.2%，所述清洗剂为常州君合科技生产的JH-15系列清洗剂，由强碱及非离子型表面活性剂组成的混合溶液。
[0047]作为优选，所述步骤(4)和所述步骤(6)中的所述纯水均为18M纯水。
[0048]使用上述清洗方法清洗单晶娃片后，单晶娃片清洗合格率提尚0.38%，清洗后进行制绒，制绒后表面不良占比下降229DPPM，清洗效果显著。
[0049]实施例5: —种用于除去单晶硅片表面有机物的漂洗液，其包括体积分数如下的组分:双氧水:3.4份；氢氧化钾:0.675份；纯水:95.725份，其中所述双氧水的质量百分数为30%，所述氢氧化钾的质量百分数为45%，所述纯水为18M纯水。
[0050]实施例6:—种利用实施例5中清洗液除去单晶硅片表面有机物的清洗方法，其包括以下步骤:(I)自来水冲洗；(2)乳酸溶液浸泡；(3)自来水漂洗；(4)纯水超声波预清洗；
(5)清洗液超声波清洗；(6)纯水超声波漂洗；(7)漂洗液漂洗；(8)纯水漂洗；(9)提拉后烘干;
[0051](I)自来水冲洗:将线切割下料后的单晶硅片使用常温自来水进行冲洗，冲洗时间为16min，以达到除去所述单晶硅片表面大部分硅泥残留的目的；
[0052](2)乳酸溶液浸泡:将所述自来水冲洗后的所述单晶硅片用体积百分比浓度为4vol%的乳酸溶液浸泡，浸泡温度为60°C，浸泡时间为7.5min，使所述单晶硅片与切割固定料板脱离；
[0053](3)自来水漂洗:使用温度为40°C的所述自来水对所述乳酸溶液浸泡后的所述单晶硅片进行漂洗，漂洗时间为7.5min，以漂洗掉所述乳酸溶液；
[0054](4)纯水超声波预清洗:将漂洗后的所述单晶硅片置于超声波清洗设备中，加入纯水，进行纯水超声波预清洗，所述纯水超声波预清洗的清洗时间为9.5min，所述纯水超声波预清洗的温度控制在42.5°C，去除所述单晶硅片表面残余硅粉及其它较易去除的杂质；
[0055](5)清洗液超声波清洗:将所述纯水超声波预清洗后的所述单晶硅片置于所述超声波清洗设备中，加入清洗液，进行清洗液超声波清洗，所述清洗液超声波清洗的清洗时间为14min，所述清洗液超声波清洗的温度为60°C，结合超声波的物理作用和所述清洗液的化学作用除去所述单晶硅片表面附着力较强的杂质及金属粒子；
[0056](6)纯水超声波漂洗:将所述清洗液超声波清洗后的所述单晶硅片置于所述超声波清洗设备中，加入所述纯水，进行纯水超声波漂洗，所述纯水超声波漂洗的清洗时间为8.5min，温度为42.5°C，去除所述单晶硅片表面附着的所述清洗剂成分；
[0057](7)漂洗液漂洗:将所述纯水超声波漂洗后的所述单晶硅片置于漂洗液中进行漂洗，漂洗时间为4.75min，漂洗温度为42.5°C，去除所述单晶硅片表面的有机物残留；所述漂洗液包括体积分数如下的组分:双氧水:3.4份；氢氧化钾:0.675份；纯水:95.725份，其中所述双氧水的质量百分数为30%，所述氢氧化钾的质量百分数为45%，所述纯水为18M纯水；所述漂洗液中包含双氧水和氢氧化钾，强碱性条件下所述双氧水具有的强氧化性能够将所述单晶硅片表面的有机物质氧化为氧化物，同时，所述漂洗液中的所述氢氧化钾对生成的所述氧化物进行溶解，通过氧化-溶解-氧化反复作用达到清除所述单晶硅片表面的所述有机物的目的；
[0058](8)纯水漂洗:使用温度为45°C的所述纯水对所述漂洗液漂洗过的所述单晶硅片进行漂洗，漂洗时间为16min，洗去所述单晶硅片表面的水溶性杂质；
[0059](9)提拉后烘干:将用所述纯水漂洗完毕后的所述单晶硅片在温度为60°C的环境中慢提拉，所述慢提拉结束后鼓风烘干，烘干温度为90°C，烘干时间为13.5min，得到表面洁净的单晶硅片。
[0060]作为优选，所述步骤(5)中使用的所述清洗液由清洗剂加水配制而成，所述清洗液的体积百分比浓度为1.1%，所述清洗剂为常州君合科技生产的JH-15系列清洗剂，由强碱及非离子型表面活性剂组成的混合溶液。
[0061]作为优选，所述步骤(4)和所述步骤(6)中的所述纯水均为18M纯水。
[0062]使用上述清洗方法清洗单晶娃片后，单晶娃片清洗合格率提1? 0.27%，清洗后进行制绒，制绒后表面不良下降203DPPM，清洗效果显著。
【权利要求】
1.一种用于除去单晶硅片表面有机物的漂洗液，其特征在于，其包括如下体积份数的组分:双氧水:2.3份-4.5份；氢氧化钾:0.20份-1.15份；纯水:94.35份-97.5份，其中所述双氧水的质量百分比浓度为30%，所述氢氧化钾的质量百分比浓度为45%，所述纯水为18M纯水。
2.—种用于除去单晶硅片表面有机物的清洗方法，其特征在于，其包括以下步骤:(I)自来水冲洗；(2)乳酸溶液浸泡；(3)自来水漂洗；(4)纯水超声波预清洗；(5)清洗液超声波清洗；(6)纯水超声波漂洗；(7)漂洗液漂洗；(8)纯水漂洗；(9)提拉后烘干； (1)自来水冲洗:将线切割下料后的单晶硅片使用常温自来水进行冲洗，冲洗时间为12min ?20min ； (2)乳酸溶液浸泡:将所述自来水冲洗后的所述单晶硅片用体积百分比浓度为3%?5%的乳酸溶液浸泡，浸泡温度为55°C?65°C，浸泡时间为5min-10min ； (3)自来水漂洗:使用温度为30°C?50°C的所述自来水对所述乳酸溶液浸泡后的所述单晶硅片进行漂洗，漂洗时间为5min?1min ; (4)纯水超声波预清洗:将漂洗后的所述单晶硅片置于超声波清洗设备中，加入纯水，进行纯水超声波预清洗，所述纯水超声波预清洗的清洗时间为7min?12min，所述纯水超声波预清洗的温度控制在30°C?55°C之间； (5)清洗剂超声波清洗:将所述纯水超声波预清洗后的所述单晶硅片置于所述超声波清洗设备中，加入清洗液，进行清洗液超声波清洗，所述清洗液超声波清洗的清洗时间为1min?18min，所述清洗液超声波清洗的温度控制在50°C?70°C之间； (6)纯水超声波漂洗:将所述清洗液超声波清洗后的所述单晶硅片置于所述超声波清洗设备中，加入所述纯水，进行纯水超声波漂洗，所述纯水超声波漂洗的漂洗时间为5min?12min，漂洗温度控制在30°C?55°C之间； (7)漂洗液漂洗:将所述纯水超声波漂洗后的所述单晶硅片置于漂洗液中进行漂洗，漂洗时间为3.5min?6min，漂洗温度控制在30 °C?55 °C之间，所述漂洗液包括如下体积份数的组分:双氧水2.30份-4.5份；氢氧化钾0.20份-1.15份；纯水94.35份-97.5份，其中所述双氧水的质量百分比浓度为30%，所述氢氧化钾的质量百分比浓度为45%，所述纯水为18M纯水； (8)纯水漂洗:使用温度为40°C?50°C的所述纯水对所述漂洗液漂洗过的所述单晶硅片进行漂洗，漂洗时间为12min?20min ； (9)提拉后烘干:将用所述纯水漂洗完毕后的所述单晶硅片在温度为50°C_70°C的环境中慢提拉，所述慢提拉结束后鼓风烘干，烘干温度范围为85°C _95°C，烘干时间为12min?15min，得到表面洁净的所述单晶娃片。
3.根据权利要求2所述的一种用于除去单晶硅片表面有机物的清洗方法，其特征在于，所述步骤(5)中使用的所述清洗液由清洗剂加水配制而成，所述清洗液的体积百分比浓度在1% -1.2%之间。
4.根据权利要求2或3任一所述的一种用于除去单晶硅片表面有机物的清洗方法，其特征在于，所述步骤(4)和所述步骤￠)中的所述纯水均为18M纯水。
【文档编号】C11D7/60GK104479913SQ201410614668
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】李帅, 危晨, 赵越, 王蕾, 谭丽娜, 王岩, 徐强, 赵存凤 申请人:内蒙古中环光伏材料有限公司