[发明专利]一种硅片清洗方法

说明书

一种硅片清洗方法，所述方法包括：对硅片进行初级清洗；采用HF溶液对经过初级清洗的硅片进行清洗；将经过HF溶液清洗后的硅片放入一定温度的纯水中，放置一段时间；以及将硅片从纯水中取出，采用DHF溶液对硅片进行清洗。本申请提供的硅片清洗方法能够明显降低硅片表面的粗糙度，同时还能提升清洗效果。

技术领域

本申请涉及但不限于太阳能电池技术领域，尤其涉及但不限于一种硅片清洗方法。

背景技术

异质结非晶硅/晶硅太阳能电池HJT(Hetero-junction with Intrinsic Thinlayer)，又名HIT，是一种高效的晶硅电池，具有高开路电压等优点。HJT电池较高的开路电压主要得益于其电池结构中有良好的本征非晶硅的钝化。

在HJT电池的生产工艺中，制绒、清洗和PECVD工艺是影响钝化效果的核心因素。为了达到良好的钝化效果，就必须要求制绒后的金字塔尺寸均一；清洗后金字塔表面光滑，金属离子被充分去除；PECVD制备的本征非晶硅层性能优异。

常规的硅片清洗流程为：硅片依次经过SC2、CP、SC1和DHF等工艺，最终完成硅片清洗，其示意图如图1所示。SC2工艺中使用的是HCl与双氧水的混合溶液；CP(ChemicalPolish)工艺中使用的是HF与HNO₃的混合溶液；SC1工艺中使用的是氨水与双氧水的混合溶液，一般在CP工艺后进行。DHF工艺中使用的是HF与HCl的混合溶液。但是，这样的工艺流程也存在一些不好的影响：经过SC1清洗后，硅片表面的粗糙度会提高，对于后期的PECVD沉积非晶硅薄膜不利。在后续的DHF工艺中，虽然可以去除硅片清洗过程中形成的氧化层，但却不能有效降低硅片表面的粗糙度。

类似地，以硅片为衬底制备太阳能电池的工艺都需要对硅片进行清洗，因此也都存在上述问题。

因此，找到一种能减少硅片表面粗糙度同时还能提升清洗效果(即充分去除硅片表面的金属离子)的方法是十分有意义的。

发明内容

以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

本申请的发明人对现有工艺进行了如下分析研究：常规硅片清洗流程中的SC2工艺的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HCl与双氧水的混合溶液，SC2工艺结束后硅片表面形成一层二氧化硅层。CP(Chemical Polish)工艺中使用的是HF与HNO₃的混合溶液，其目的是平缓金字塔的棱角，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(HNO₃作用)，去除氧化物(HF作用)的过程中，铜等不能被SC2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。SC1工艺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。DHF工艺中使用的是HF与HCl的混合溶液，用于除去SC1工艺中形成的二氧化硅层和部分金属离子。硅片经CP工艺处理后，金字塔表面得到平滑，对于提升钝化效果大有帮助。SC1溶液中的氨水对硅片有刻蚀作用，双氧水对硅片有氧化作用，在SC1清洗过程中，刻蚀和氧化过程同时进行。这种由化学试剂主导的刻蚀和氧化过程十分剧烈。SC1工艺会增加硅片表面的粗糙度，这是因为，氨水(弱碱)对硅有刻蚀作用。