[发明专利]一种太阳能电池硅片清洗液及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体制造工艺中的硅片清洗技术领域，尤其是涉及此种硅片清洗液的配制以及使用该清洗液清洗硅片的方法。

背景技术

随着常规能源的日益枯竭，清洁方便的太阳能越来越受到人们的关注。在太阳能电池制造工艺中，硅片作为太阳能电池的核心部件，其各项性能参数直接影响太阳能电池的发电效率。太阳能电池的制备过程一般为：前道化学预处理、扩散制备PN结、去边结处理、去磷硅玻璃、镀氮化硅薄膜、丝网印刷与烧结处理，其中前道化学预处理工艺包括硅片清洗工艺和制绒工艺。硅片清洗的好坏对后期制绒影响极大。好的绒面能提高太阳能电池对入射光的吸收效率，提高太阳能电池的发电效率，反之亦然。因此，硅片清洗的好坏对太阳能电池性能有着极大的影响。

一般来说，用于制备太阳能电池的硅片是由硅棒切割而成。目前工业中通常使用线切割技术，高速运动的金属切割线在辅助液、粘合剂的辅助下将硅棒切割成厚度为200微米左右的硅片。通常情况下，硅片表面会存在各种污染物，这些污染物一般来源于切割线与硅片磨损产生的金属颗粒、硅颗粒,切割过程中使用的辅助剂、粘合剂残留，以及搬运过程中的各种污染物沉淀等。在硅片储存、运输的过程中，由于污染物残留在硅片表面的时间过长，污染物发生氧化，氧化污染物强力吸附在硅片表面，通过目前的清洗方式无法清洗干净。这些污染物的存在将会影响后期的加工工艺，使制绒时硅片表面残留的化合物、金属污染物与酸碱残留过多，使硅片表面出现白斑，产生色差现象，降低太阳能电池的转换效率，影响成品率及产品质量。因此，硅片清洗工艺在太阳能电池制备工艺中至关重要。

本申请人在去年研制出了一种太阳能电池硅片清洗液及使用方法（CN201110326419.2），该清洗液由硝酸、氢氟酸、过氧化氢及去离子水混合配置而成，清洗液中硝酸的质量百分浓度为25%~32.5%，氢氟酸的质量百分浓度为0.1%~1%，过氧化氢的质量百分浓度为15%~25% ，余量为去离子水。

现在申请人在去年的基础上加以改进，旨在提供了一种清洗液更简单，清洗效果更好，清洗时间更短的太阳能电池硅片清洗液及使用方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种能够有效去除残留在硅片表面上的有机、无机污染物以及吸附颗粒的硅片，且清洗液更简单，清洗效果更好，清洗时间更短的太阳能电池硅片清洗液及使用方法。该清洗液配方简单，清洗效果好，且清洗方法简单，清洗时间短，清洗需要的温度不高。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种太阳能电池硅片清洗液，由硝酸、氢氟酸以及去离子水混合配制而成，清洗液中硝酸的质量百分浓度为40%~60%，氢氟酸的质量百分浓度为0.025%~0.08%，余量为去离子水。

所述硝酸的质量百分浓度优选为50%，所述氢氟酸质量百分浓优选为0.1%，余量为所述去离子水。

本发明的太阳能电池硅片清洗液的使用方法，包括如下步骤：      （1）用去离子水浸泡清洗硅片，浸泡时间控制在3-5分钟；

（2）        采用上述太阳能电池硅片清洗液浸泡清洗硅片，浸泡温度为20℃~30℃，浸泡时间为0.5 ~2.5分钟。

    下面对本发明做进一步的解释和说明：

硅片上残留的有机污染物主要有胶水、合成蜡、油脂、纤维机切削液残留。在硅片储存、运输的过程中，由于污染物残留在硅片表面的时间过长，污染物发生氧化，氧化污染物强力吸附在硅片表面，通过目前的清洗方式无法清洗干净。

上个专利研发的清洗液（CN201110326419.2），使用这种清洗液清洗硅片的过程包含两个化学过程，第一：硝酸依靠其强氧化性和强酸性腐蚀掉硅片表面的胶水、合成蜡、油脂等污染物。第二：双氧水会缓慢的与硅发生反应，在硅片表面形成一层二氧化硅薄层。在氢氟酸的作用下，双氧水与硅片反应生成的二氧化硅薄层不断溶解，吸附在硅片表面的颗粒随之从硅片表面剥离落入溶液中。硝酸也能够与硅片反应生成二氧化硅，但是这个反应过于剧烈，不易控制，所以在溶液中加入双氧水，双氧水在阻止硝酸与硅片反应的同时又能够缓慢氧化硅片表面，起到去除颗粒的作用。在这种清洗液中，双氧水起到的作用至关重要。

在实际生产过程中，双氧水容易分解，需要不断向清洗液内补加双氧水，增加操作环节，同时由于双氧水的分解，溶液内双氧水的浓度不稳定，如果溶液内双氧水的浓度过低则无法有效去除硅片表面吸附的颗粒。