[发明专利]硅太阳能电池清洗刻蚀、干燥工艺及其设备

说明书

技术领域

本发明涉及硅太阳能电池清洗刻蚀、干燥方法及一体化处理机。

背景技术

太阳能光伏电池是新技术和可再生环保型能源的重要组成部分，是当今世界最有发展前景的能源技术。硅太阳能电池是光伏电池的核心部分，高效的硅太阳能电池需要通过一系列的技术来完成硅表面处理。目前在硅太阳能电池的表面处理上，主要沿用传统的RCA方法对硅片进行清洗，该工艺完成对硅片的清洗需要耗费大量的化学试剂和水源，其中大部分化学试剂对操作者和环境都会带来相当大污染和危险。目前的清洗是一个十分复杂的过程，清洁工艺采用搅拌、N₂鼓泡的方法，高耗能，高污染，加工纹理容易出现粗糙度不一致现象。蚀刻清洗需消耗大量强酸强碱，用水量很大，工艺复杂，设备造价相当昂贵。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种硅太阳能电池清洗刻蚀、干燥工艺及其设备。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

硅太阳能电池清洗刻蚀、干燥工艺，具体的步骤为：

①兆声波槽式清洗：利用兆声在去离子水中产生O₃，并在去离子水中添加HF，HF浓度为2～5％，在常温下进行清洗；

②将硅片放入去离子水中进行超声清洗，其中兆声波频率为1MHZ以上，功率50～600W可调；

③通过以上清洗后，在硅片被抬出液面时进行干燥处理，干燥槽的上方安装有N₂的喷嘴，使硅片被抬出水面后就与高浓度的N₂直接接触，采用含有饱和IPA的N₂进行干燥处理，然后装片。

进一步地，上述的硅太阳能电池清洗刻蚀、干燥工艺，步骤①兆声波槽式清洗，其中O₃的溶解度在10ppm以上，清洗温度控制在23℃。

更进一步地，硅太阳能电池清洗刻蚀、干燥工艺的设备，特点是：包括兆声清洗槽、去离子水清洗槽及装片台，兆声清洗槽、去离子水清洗槽及装片台三者呈并排布置，其中，兆声清洗槽配置有兆声波发生装置，去离子水清洗槽配置有超声装置，兆声清洗槽上方和去离子水清洗槽上方分别安装有清洗篮升降装置，两升降装置与横移装置驱动连接，另外，在去离子水清洗槽上方还安装有N₂气氛装置。

本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：

本发明不仅包含水、HF、异丙醇(IPA)、O₃、N₂参与蚀刻清洗外，还包含兆声波产生O₃并辅助清洗的过程。兆声波槽式清洗去损伤层、腐蚀磷硅玻璃，所用化学试剂为HF、IPA、O₃、去离子水。由于整个过程中都采用槽式清洗，在生产上可以最大效益的节省成本，在清洗过程中采用兆声波，使清洗的均匀性得到很好保障，在清洗中使用氧化性极强的O₃，可很好的去除各类有机物污染，HF对各类金属离子和SiO₂有很好的清洗效果；干燥采用在N₂气充入饱和的IPA进行脱水。整个清洗、干燥过程只采用极少量的化学试剂，大大减少了环境污染，节约了水资源，且工艺十分简单，显著降低生产成本，经济效益非常可观。该工艺可用于制绒前对硅片损伤层的清洗，也可用在注入后对硅片的清洗。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

图1：本发明清洗刻蚀、干燥设备的结构示意图。

图中各附图标记的含义见下表：