CN105154268A - 一种可减少硅片表面损伤层厚度的清洗液及清洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可减少硅片表面损伤层厚度的清洗液，包括碱、清洗剂和水，碱为氢氧化钠或氢氧化钾，碱在清洗液中的质量百分浓度为3％-12％，清洗剂在清洗液中的质量百分浓度为3％-6％。本发明还提供了一种可减少硅片表面损伤层厚度的清洗方法，包括以下步骤：(1)将切割后的硅片进行预处理，以去除硅片表面的杂质；(2)将经步骤(1)预处理后的硅片置于清洗液中，在40-60℃条件下清洗200s-500s；(3)将经步骤(2)清洗后的硅片进行水洗，干燥后得到表面损伤层厚度减少的硅片。本发明提供的清洗液成分简单，成本较低。本发明提供的清洗方法简单易行，可以有效地减少硅片的表面损伤层厚度，提高了硅片的机械性能，同时有助于硅片制备成电池后光电转换效率的提升。

Description

一种可减少硅片表面损伤层厚度的清洗液及清洗方法

技术领域

本发明涉及硅片的清洗领域，具体涉及一种可减少硅片表面损伤层厚度的清洗液及一种可减少硅片表面损伤层厚度的清洗方法。

背景技术

硅片在多线切割过程中，切割刃料会对硅片表面进行磨削从而产生一定的损伤，尤其是大量使用回收砂进行切割时，由于回收砂切割能力不足很容易在硅片表面产生表面损伤层。表面损伤层会降低硅片的机械强度，从而导致硅片容易碎裂，造成硅片在用于制备太阳能电池时电池制程碎片率较高；但由于表面损伤层对电池的制绒至关重要，如果完全去除硅片的表面损伤层，将导致无法获得理想的电池绒面，直接导致电池效率的降低。因此，为了得到机械强度高且电池效率高的硅片，需要减少硅片表面一定厚度的表面损伤层但又不能完全去除表面损伤层。

现有的硅片清洗方法一般使用硅片清洗剂或低浓度的碱液对硅片进行清洗，清洗后虽然可以去除硅片的表面残留物质如有机物、金属等杂质，但影响硅片机械强度的表面损伤层往往没有被去除。因此，如何减少硅片表面损伤层的厚度同时又不影响硅片后续的制绒显得非常有意义。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种可减少硅片表面损伤层厚度的清洗液，该清洗液可以减少硅片表面损伤层的厚度，本发明还提供了一种可减少硅片表面损伤层厚度的清洗方法，该清洗方法可以减少一定厚度的表面损伤层，提高了表面损伤层的机械强度，同时不影响硅片后续制绒，该方法工艺简单、成本较低，适合产业化生产。

本发明第一方面提供了一种可减少硅片表面损伤层厚度的清洗液，包括碱、清洗剂和水，所述碱为氢氧化钠或氢氧化钾，所述碱在所述清洗液中的质量百分浓度为3％-12％，所述清洗剂在所述清洗液中的质量百分浓度为3％-6％。

优选地，所述碱在所述清洗液中的质量百分浓度为3％-8％。

在所述碱的质量百分浓度下，可以均匀、有效地减少硅片的表面损伤层。

优选地，所述清洗剂为包括钾盐、表面活性剂、清洗助剂和金属络合剂的溶液。

本发明第一方面提供的可减少硅片表面损伤层厚度的清洗液，成分简单、成本较低，可用于有效地减少所述硅片表面损伤层厚度，提高硅片的机械性能，同时有助于硅片制备成电池后光电转换效率的提升。

本发明第二方面提供了一种可减少硅片表面损伤层厚度的清洗方法，包括以下步骤：

(1)将切割后的硅片进行预处理，以去除所述硅片表面的杂质；

(2)将经步骤(1)预处理后的硅片置于清洗液中，在40-60℃条件下清洗200s-500s；所述清洗液包括碱、清洗剂和水，所述碱为氢氧化钠或氢氧化钾，所述碱在所述清洗液中的质量百分浓度为3％-12％，所述清洗剂在所述清洗液中的质量百分浓度为3％-6％；

(3)将经步骤(2)清洗后的硅片进行水洗、干燥后得到表面损伤层厚度减少的硅片。

优选地，步骤(2)中，所述清洗的温度为48-55℃。

优选地，步骤(2)中，所述清洗的时间为240s-320s。

优选地，步骤(2)中，在所述清洗液中通入空气、氧气和臭氧中的一种或几种。

优选地，所述硅片的表面损伤层的厚度减小了0.2-0.4μm。

所述步骤(1)将切割后的硅片进行预处理以除去所述硅片表面的有机物、颗粒和金属离子等杂质。

优选地，步骤(1)中，所述预处理为将所述切割后的硅片依次置于酸溶液中清洗、纯水中清洗和混合溶液中清洗，所述混合溶液包括质量百分浓度为0-0.5％的碱和质量百分浓度为3％-6％的清洗剂。

优选地，步骤(1)中，所述预处理为将所述切割后的硅片依次置于纯水中清洗、含有质量百分浓度为3％-6％清洗剂的溶液中清洗和混合溶液中清洗，所述混合溶液包括质量百分浓度为0-0.5％的碱和质量百分浓度为3％-6％的清洗剂。

本发明第二方面提供的一种可减少硅片表面损伤层厚度的清洗方法，方法简单，操作成本较低，可以有效地减少硅片的表面损伤层厚度，提高了硅片的机械性能，同时有助于硅片制备成电池后光电转换效率的提升。

综上，本发明有益效果包括以下几个方面：

1、本发明第一方面提供的可减少硅片表面损伤层厚度的清洗液成分简单、成本较低，可以有效地减少硅片部分的表面损伤层；

2、本发明第二方面提供的可减少硅片表面损伤层厚度的清洗方法工艺简单，操作成本较低，可以有效地减少硅片的表面损伤层，提高了硅片的机械性能，同时有助于硅片制备成电池后光电转换效率的提升。

附图说明

图1为本发明实施例1的可减少硅片表面损伤层厚度的清洗方法的工艺流程图。

具体实施方式

以下所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

本发明第一方面提供了一种可减少硅片表面损伤层厚度的清洗液，包括碱、清洗剂和水，碱为氢氧化钠或氢氧化钾，碱在清洗液中的质量百分浓度为3％-12％，清洗剂在清洗液中的质量百分浓度为3％-6％。

本发明实施方式中，碱在清洗液中的质量百分浓度为3％-8％。

本发明实施方式中，碱在清洗液中的质量百分浓度为3％-5％。

本发明实施方式中，碱在清洗液中的质量百分浓度为5％-8％。

本发明实施方式中，碱在清洗液中的质量百分浓度为3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％或12％。

本发明实施方式中，清洗剂在清洗液中的质量百分浓度为3％、4％、5％或6％。

本发明实施方式中，硅片为单晶硅硅片或多晶硅硅片。

本发明实施方式中，清洗液中含有空气、氧气和臭氧中的一种或几种。

本发明实施方式中，清洗剂为行业内常用的硅片清洗剂。

本发明实施方式中，清洗剂为包括钾盐、表面活性剂、清洗助剂和金属络合剂的溶液。

本发明第一方面提供的可减少硅片表面损伤层厚度的清洗液，成分简单、成本较低，可用于有效地减少硅片的表面损伤层厚度，提高硅片的机械性能，同时有助于硅片制备成电池后光电转换效率的提升。

本发明第二方面提供了一种可减少硅片表面损伤层厚度的清洗方法，包括以下步骤：

(1)将切割后的硅片进行预处理，以去除硅片表面的杂质；

(2)将经步骤(1)预处理后的硅片置于清洗液中，在40-60℃条件下清洗200s-500s；清洗液包括碱、清洗剂和水，碱为氢氧化钠或氢氧化钾，碱在清洗液中的质量百分浓度为3％-12％，清洗剂在清洗液中的质量百分浓度为3％-6％；

(3)将经步骤(2)清洗后的硅片进行水洗、干燥后得到表面损伤层厚度减少的硅片。

本发明清洗液包括质量百分浓度为3％-12％的碱和3％-6％的清洗剂，在对硅片清洗过程中，清洗剂除了可以减少表面损伤层，还可以附着在硅片表面，使碱对硅片的腐蚀更加均匀，避免碱对硅片造成外观缺陷。因此，碱和清洗剂起协同作用，可以有效且均匀地减少硅片的表面损伤层厚度。

本发明实施方式中，清洗液由碱、清洗剂和水组成，碱为氢氧化钠或氢氧化钾，碱在清洗液中的质量百分浓度为3％-12％，清洗剂在清洗液中的质量百分浓度为3％-6％，其余为水。

本发明实施方式中，碱在清洗液中的质量百分浓度为3％-8％。在该碱浓度下，可以减少硅片表面损伤层，同时又不会对硅片产生强烈腐蚀，避免造成硅片的外观缺陷。

本发明实施方式中，碱在清洗液中的质量百分浓度为3％-5％。

本发明实施方式中，碱在清洗液中的质量百分浓度为5％-8％。

本发明实施方式中，碱在清洗液中的质量百分浓度为3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％或12％。

本发明实施方式中，清洗剂在清洗液中的质量百分浓度为3％、4％、5％或6％。

清洗液温度越高，反应速率越快，同时使得腐蚀过程中各项异性加强，不利于硅片的均匀腐蚀；温度越低，越有利于硅片的各项同性腐蚀，但腐蚀速率会减弱，不利于表面损伤层厚度的有效减少。本发明实施方式中，步骤(2)中，清洗的温度为48-55℃。

在该清洗温度下，硅片可以被均匀腐蚀且腐蚀速率较快。

本发明实施方式中，清洗的温度为48-52℃。

本发明实施方式中，清洗的温度为50-55℃。

本发明实施方式中，清洗的温度为48℃、49℃、50℃、51℃、52℃、53℃、54℃或55℃。

本发明实施方式中，步骤(2)中，清洗的时间为240s-320s。

在该清洗时间范围内，可以有效地减少表面损伤层厚度的同时又不会完全去除表面损伤层。

本发明实施方式中，清洗的时间为240s-300s。

本发明实施方式中，清洗的时间为300s-320s。

本发明实施方式中，清洗的时间为280s-300s。

本发明实施方式中，清洗的时间为240s、242s、245s、247s、250s、252s、255s、257s、260s、262s、265s、267s、270s、272s、275s、277s、280s、282s、285s、287s、290s、292s、295s、297s、300s、302s、305s、307s、310s、315s、317s或320s。

本发明实施方式中，步骤(2)中，在清洗液中通入空气、氧气和臭氧中的一种或几种。

本发明实施方式中，步骤(2)中，在清洗液中空气、氧气和臭氧中的一种或几种的通入速率为1L/min-5L/min。

在使用清洗液清洗硅片过程中，碱对硅片的腐蚀主要为各向异性腐蚀，这样不利于硅片的均匀腐蚀，通过在清洗液中通入空气、氧气或臭氧中的一种或几种，可以提高清洗液中的氧含量，使得碱对硅片的腐蚀从各向异性腐蚀向各向同性腐蚀转变，有利于对硅片的均匀腐蚀。

本发明实施方式中，步骤(2)中，清洗过程中同时进行超声，超声频率为30-40HZ，超声功率为1-2kw。

步骤(1)中，将切割后的硅片进行预处理，以去除硅片表面的杂质如有机物、颗粒和金属离子等。

本发明实施方式中，步骤(1)中，预处理为将切割后的硅片依次置于酸溶液中清洗、纯水中清洗和混合溶液中清洗，混合溶液包括质量百分浓度为0-0.5％的碱和质量百分浓度为3％-6％的清洗剂。

本发明实施方式中，混合溶液由碱、清洗剂和水组成，碱的质量百分浓度为0-0.5％，清洗剂的质量百分浓度为3％-6％，其余为水。

采用酸溶液清洗可以去除硅片表面的部分脏污及金属离子；采用纯水清洗可以去除硅片表面残留的酸液；通过含有碱与清洗剂的混合溶液的清洗可以去除硅片表面的脏污如有机物、颗粒等。

本发明实施方式中，步骤(1)中，预处理为将切割后的硅片依次置于纯水中清洗、含有质量百分浓度为3％-6％清洗剂的溶液中清洗和混合溶液中清洗，混合溶液包括质量百分浓度为0-0.5％的碱和质量百分浓度为3％-6％的清洗剂。

本发明实施方式中，混合溶液由碱、清洗剂和水组成，碱的质量百分浓度为0-0.5％，清洗剂的质量百分浓度为3％-6％，其余为水。

本发明实施方式中，硅片置于含有质量百分浓度为3％-6％的清洗剂的溶液中清洗时，该溶液由清洗剂和水组成，清洗剂的质量百分浓度为3％-6％，其余为水。

采用纯水洗涤可以去除硅片表面的部分脏污及金属离子；采用含有清洗剂的溶液清洗可以部分去除硅片表面的脏污如有机物、颗粒等，采用含有碱与清洗剂的混合溶液进行清洗可以去除有机物、颗粒等。

本发明实施方式中，酸溶液为柠檬酸溶液，柠檬酸溶液中柠檬酸的质量百分浓度为1％-5％。

本发明实施方式中，硅片在柠檬酸溶液中的清洗温度为55℃-65℃，清洗时间为240s-320s。

本发明实施方式中，硅片在纯水中的清洗温度为30℃-40℃，清洗时间为240s-320s。

本发明实施方式中，硅片在纯水清洗过程中进行溢流水洗。

本发明实施方式中，碱为氢氧化钠或氢氧化钾。

本发明实施方式中，硅片在含有质量百分浓度为3％-6％的清洗剂的溶液中的清洗温度为48-55℃，清洗时间为240s-320s。

本发明实施方式中，硅片在混合溶液中的清洗温度为48-55℃，清洗时间为240s-320s。

本发明实施方式中，纯水的电阻在10兆欧姆以上，碱的纯度在分析纯以上。

通过步骤(1)的清洗，可以将硅片表面残留的有机物、颗粒和金属离子等杂质被清洗干净，使得硅片表面基本无污物残留，后续通过清洗液对硅片进行腐时蚀，由于硅片表面已经无污物覆盖，可以确保在腐蚀过程中，硅片各个区域腐蚀更加均匀，避免腐蚀不均的问题。

本发明实施方式中，步骤(3)中，将经步骤(2)清洗后的硅片进行水洗、干燥，具体操作为：将步骤(2)得到的硅片依次进行三次纯水漂洗，第一次漂洗为在45℃-60℃温度下溢流漂洗240s-320s，第二次漂洗为在45℃-60℃温度下溢流漂洗240s-320s，第三次漂洗为在40℃-65℃温度下溢流漂洗250s-280s，第三次漂洗后，将硅片进行慢提20s-50s，以使硅片表面绝大部分水分脱离硅片，然后将硅片进入烘干隧道进行干燥，干燥温度为90℃-100℃，干燥时间为240s-320s。

通过步骤(3)的水洗和干燥，可以去除步骤(2)硅片表面残留的清洗液。

本发明提供的减少硅片表面损伤层的方法，首先通过对硅片预处理可以去除硅片表面的残留物如有机物、颗粒等杂质，有利于后续对硅片的均匀腐蚀，然后通过清洗液的清洗，可以减少硅片的表面损伤层，最后通过漂洗和烘干，去除硅片表面残存的清洗液，得到洁净、干燥的硅片。

本发明实施方式中，将切割后的硅片置于硅片自动清洗设备中进行清洗，硅片自动清洗设备依次设有7个清洗槽和1个烘干隧道，1槽、2槽和3槽中依次设有酸溶液、纯水和混合溶液或依次设有纯水、含有质量百分浓度为3％-6％清洗剂的溶液和混合溶液，混合溶液包括质量百分浓度为0-0.5％的碱和质量百分浓度为3％-6％的清洗剂；4槽中设有清洗液，清洗液包括碱、清洗剂和水，碱为氢氧化钠或氢氧化钾，碱在清洗液中的质量百分浓度为3％-12％，清洗剂在清洗液中的质量百分浓度为3％-6％，5槽、6槽和7槽中均设有纯水。

将切割后的硅片置于硅片自动清洗设备中进行清洗，硅片自动清洗设备依次设有7个清洗槽和1个烘干隧道，首先在1槽、2槽和3槽对硅片进行依次清洗以去除硅片表面的杂质；其次，在4槽中对硅片进行清洗以减少硅片的表面损伤层厚度；最后，在5槽、6槽和7槽中依次进行三次水洗，得到的硅片经慢提脱水后进入烘干隧道进行烘干，得到表面损伤层厚度减少的硅片。

本发明实施方式中，清洗过程中在每个清洗槽中进行超声，超声频率为30-40HZ，超声功率为1-2kw。

硅片自动清洗设备为现有技术常用的清洗设备，通过在硅片自动清洗设备的不同清洗槽中设置不同的清洗溶液，可以有目的性地去除硅片表面残留物质和减少硅片的表面损伤层厚度。其中，通过在1-3槽的清洗，可以有效清除切割过程中由于砂浆和钢线及其他接触物对硅片造成的污染，如有机杂质沾污、颗粒沾污、金属离子沾污等，得到的硅片表面无污染物残留，有助于后续对硅片的均匀腐蚀，然后通过4槽的清洗液的清洗，可以减少硅片表面损伤层厚度，最后经过5-7槽的清洗可以去除硅片表面残留的碱液等，最后经过烘干得到清洁、干净以及表面损伤层厚度较小的硅片。

本发明实施方式中，硅片的表面损伤层的厚度减小了0.2-0.4μm。

表面损伤层去除量较多或较少均会影响硅片的性能。通过本发明的清洗方法可以对硅片表面损伤层的厚度减小量精确控制在0.2-0.4um，在该减小的厚度范围下，可以部分去除硅片表面损伤层，有利于提高硅片的机械性能，同时剩下的表面损伤层有利于后续的电池制绒工艺。

因此，本发明利用现有清洗设备，在清洗硅片的同时实现减少部分表面损伤层厚度的目的；通过差异化配方，使得硅片表面腐蚀更加均匀，所用方法简单，操作成本较低；硅片表面损伤层的减少，提高了硅片的机械性能，同时有助于硅片制备成电池后光电转换效率的提升。

本发明第二方面提供的一种可减少硅片表面损伤层厚度的清洗方法简单，操作成本较低，可以有效地减少硅片的表面损伤层厚度，提高了硅片的机械性能，同时有助于硅片制备成电池后光电转换效率的提升。

实施例1：

一种可减少硅片表面损伤层厚度的方法，如图1所示，图1为本发明实施例1的可减少硅片表面损伤层厚度的清洗方法的工艺流程图，包括以下步骤：

(1)将一个批次200片单晶硅片放入1槽进行柠檬酸溶液超声清洗，1槽柠檬酸溶液中柠檬酸的质量百分浓度为3％，清洗温度为60℃，清洗时间为300s，以去除硅片表面的部分脏污及金属离子；

(2)将经步骤(1)酸洗后的硅片放入2槽进行纯水超声清洗，清洗温度为35℃，清洗时间为300s，通过纯水去除硅片表面残留的酸液；

(3)将步骤(2)水洗后的硅片放入3槽进行混合溶液超声清洗，3槽中的混合溶液包括清洗剂、碱和纯水，清洗剂的质量百分浓度为5％，碱为氢氧化钾，碱的质量百分浓度为0.3％，其余为纯水，清洗温度为50℃，清洗时间300s，以去除硅片表面的脏污如有机物、颗粒等，得到表面状态均一的硅片；

(4)将步骤(3)清洗后的硅片置于4槽中进行清洗液超声清洗，4槽清洗液由清洗剂、碱和纯水组成，清洗剂的质量百分浓度为5％，碱为氢氧化钾，碱的质量百分浓度为3％，清洗温度为48℃，清洗时间为240s；通过此清洗液对硅片表面损伤层进行腐蚀，在硅片清洗过程中同时往槽体溶液中补充空气，其用量为1L/min，增加清洗液中的氧含量，使得硅片腐蚀更加均匀；

(5)将步骤(4)清洗后的硅片依次经5槽、6槽和7槽进行纯水清洗，清洗过程中进行溢流，再慢拉脱水后，漂洗过程中进行超声，5槽、6槽和7槽纯水漂洗的温度依次为50℃、50℃和55℃，清洗的时间依次为300s、300s和270s，慢拉脱水时间为20s，最后进入烘干隧道完成单晶硅片的干燥，得到表面损伤层厚度减少的硅片，干燥温度为95℃，干燥时间为300s。

以上每个清洗槽清洗过程中均进行超声，超声频率为40HZ，超声功率为2kw。

测试清洗前后硅片的质量，经换算后得出本发明的清洗方法对硅片表面损伤层的厚度减小量精确控制在0.2um左右。

实施例2：

一种可减少硅片表面损伤层厚度的方法，包括以下步骤：

(1)将一个批次200片多晶硅片放入1槽进行柠檬酸溶液超声清洗，1槽柠檬酸溶液中柠檬酸的质量百分浓度为1％，清洗温度为55℃，清洗时间为320s，以去除硅片表面的部分脏污及金属离子；

(2)将步骤(1)清洗后的硅片放入2槽进行纯水超声清洗，清洗温度为30℃，清洗时间为320s，通过纯水去除硅片表面残留的酸液；

(3)将步骤(2)清洗后的硅片放入3槽进行混合溶液超声清洗，3槽中的混合溶液包括清洗剂、碱和纯水，清洗剂的质量百分浓度为3％，碱为氢氧化钠，碱的质量百分浓度为0.5％，其余为纯水，清洗温度为48℃，清洗时间为320s，以去除硅片表面的脏污如有机物、颗粒等，得到表面状态均一的硅片；

(4)将步骤(3)清洗后的硅片置于4槽中进行清洗液超声清洗，4槽清洗液包括清洗剂、碱和纯水，清洗剂的质量百分浓度为3％，碱为氢氧化钾，碱的质量百分浓度为5％，清洗温度为52℃，清洗时间为300s；通过此清洗液对硅片表面损伤层进行腐蚀，在硅片清洗过程中同时往槽体溶液中补充空气，其用量为3L/min，增加清洗液中的氧含量，使得硅片腐蚀更加均匀；

(5)将步骤(4)清洗后的硅片依次经5槽、6槽和7槽进行纯水溢流漂洗，再慢拉脱水后，5槽、6槽和7槽纯水漂洗的温度依次为45℃、45℃和40℃，清洗的时间依次为320s、320s和280s，慢拉脱水时间为50s，最后进入烘干隧道完成多晶硅片的干燥，得到表面损伤层厚度减少的硅片，干燥温度为90℃，干燥时间为320s。

以上每个清洗槽清洗过程中均进行超声，超声频率为40HZ，超声功率为2kw。

测试清洗前后硅片的质量，经换算后得出本发明的清洗方法对硅片表面损伤层厚度的去减少量精确控制在0.3um左右。

实施例3：

一种可减少硅片表面损伤层厚度的方法，包括以下步骤：

(1)将一个批次200片单晶硅片放入1槽进行柠檬酸溶液超声清洗，1槽柠檬酸溶液中柠檬酸的质量百分浓度为5％，清洗温度为65℃，清洗时间为240s，以去除硅片表面的部分脏污及金属离子；

(2)将步骤(1)清洗后的硅片放入2槽进行纯水超声清洗，清洗温度为40℃，清洗时间为240s，通过纯水去除硅片表面残留的酸液；

(3)将步骤(2)清洗后的硅片放入3槽进行混合溶液超声清洗，3槽中的混合溶液包括清洗剂、碱和纯水，清洗剂的质量百分浓度为6％，碱为氢氧化钾，碱的质量百分浓度为0.5％，其余为纯水，清洗温度为55℃，清洗时间为240s，以去除硅片表面的脏污如有机物、颗粒等，得到表面状态均一的硅片；

(4)将步骤(3)清洗后的硅片置于4槽中进行清洗液超声清洗，4槽清洗液包括清洗剂、碱和纯水，清洗剂的质量百分浓度为6％，碱为氢氧化钾，碱的质量百分浓度为8％，清洗温度为55℃，清洗时间为320s；通过此清洗液对硅片表面损伤层进行腐蚀，在硅片清洗过程中同时往槽体溶液中补充臭氧，其用量为5L/min，增加清洗液中的氧含量，使得硅片腐蚀更加均匀；

(5)将步骤(4)清洗后的硅片依次经5槽、6槽和7槽进行纯水溢流漂洗，再慢拉脱水后，5槽、6槽和7槽纯水漂洗的温度依次为60℃、60℃和65℃，清洗的时间依次为240s、240s和250s，慢拉脱水时间为50s，最后进入烘干隧道完成单晶硅片的干燥，得到表面损伤层厚度减少的硅片，干燥温度为100℃，干燥时间为240s。

以上每个清洗槽清洗过程中均进行超声，超声频率为40HZ，超声功率为2kw。

测试清洗前后硅片的质量，经换算后得出本发明的清洗方法对硅片表面损伤层的厚度减少量精确控制在0.4um左右。

实施例4：

一种可减少硅片表面损伤层厚度的方法，包括以下步骤：

(1)将一个批次200片多晶硅片放入1槽进行纯水超声清洗，清洗过程中进行溢流清洗，清洗温度为30℃，清洗时间为320s，以去除硅片表面的部分脏污及金属离子；

(2)将步骤(1)清洗后的硅片放入2槽进行含有清洗剂的溶液超声清洗，2槽中含有清洗剂的溶液中清洗剂的质量百分浓度为6％，清洗温度为48℃，清洗时间为320s；

(3)将步骤(2)清洗后的硅片放入3槽进行混合溶液超声清洗，3槽中的混合溶液包括清洗剂、碱和纯水，清洗剂的质量百分浓度为5％，碱为氢氧化钾，碱的质量百分浓度为0.3％，其余为纯水，清洗温度为50℃，清洗时间为320s，以去除硅片表面的脏污如有机物、颗粒等，得到表面状态均一的硅片；

(4)将步骤(3)清洗后的硅片置于4槽中进行清洗液超声清洗，4槽清洗液包括清洗剂、碱和纯水，清洗剂的质量百分浓度为5％，碱为氢氧化钾，碱的质量百分浓度为10％，清洗温度为50℃，清洗时间为240s；通过此清洗液对硅片表面损伤层进行腐蚀，在硅片清洗过程中同时往槽体溶液中补充氧气，其用量为1L/min，增加清洗液中的氧含量，使得硅片腐蚀更加均匀；

(5)将步骤(4)清洗后的硅片依次经5槽、6槽和7槽进行纯水溢流漂洗，再慢拉脱水后，5槽、6槽和7槽纯水漂洗的温度依次为45℃、45℃和40℃，清洗的时间依次为240s、240s和250s，慢拉脱水时间为20s，最后进入烘干隧道完成单晶硅片的干燥，得到表面损伤层厚度减少的硅片，干燥温度为90℃，干燥时间为320s。

以上每个清洗槽清洗过程中均进行超声，超声频率为40HZ，超声功率为2kw。

测试清洗前后硅片的质量，经换算后得出本发明的清洗方法对硅片表面损伤层厚度的减少量精确控制在0.35um左右。

对比实施例1

为了验证本发明的有益效果，本发明实施例设置了对比试验1-6，具体为：

对比试验1和本发明实施例2清洗方法的不同之处仅在于对比试验1的4槽清洗液为质量百分浓度为5％的氢氧化钾溶液；

对比试验2和本发明实施例2清洗方法的不同之处仅在于对比试验2的4槽清洗液为质量百分浓度为20％的氢氧化钾溶液；

对比试验3和本发明实施例2清洗方法的不同之处仅在于对比试验3的4槽清洗液为含有质量百分浓度为3％的清洗剂的溶液；

对比试验4和本发明实施例2清洗方法的不同之处仅在于对比试验4的4槽清洗液为含有质量百分浓度为10％的清洗剂的溶液；

对比试验5和本发明实施例2清洗方法的不同之处仅在于对比试验5的4槽清洗液为含有质量百分浓度为3％的清洗剂以及质量百分浓度为20％的氢氧化钾的溶液；

对比试验6和本发明实施例2清洗方法的不同之处仅在于对比试验6的4槽清洗液为含有质量百分浓度为3％的清洗剂以及质量百分浓度为0.3％的氢氧化钾的溶液。

表1为按照本发明实施例2清洗液清洗过的硅片和对比试验1-6清洗液清洗过的硅片的机械破碎力比较，机械破碎力测试为将硅片用四个点支撑，从硅片中间往下压直至硅片破碎，在硅片破碎瞬间所使用的力我们称之为机械破碎力，此力越大，说明硅片性能越好。

从表1中可以看出，采用本发明实施例2清洗方法得到的硅片的机械破碎力较好且硅片外观合格，硅片损伤层的减少厚度可以精确控制在0.3μm，说明本发明提供的硅片的清洗方法减少了硅片的表面损伤层，显著提高了硅片的机械性能，同时不影响硅片的外观。对比试验1-4的单独低浓度清洗剂溶液或高浓度清洗剂溶液、单独低浓度碱液或单独高浓度碱液的清洗效果均没有本发明实施例效果好，对比试验5和对比试验6的含有高浓度碱液和清洗剂或含有低浓度碱液和清洗剂的清洗液的洗涤效果也没有本发明实施例效果好，说明，本发明采用的清洗液相比于其他种类的清洗液，可以有效地减少表面损伤层，同时不会影响硅片外观质量。

表1按照本发明实施例2清洗方法清洗过的硅片和对比试验清洗方法清洗过的硅片的机械破碎力比较

表2为按照本发明实施例2清洗方法清洗过的硅片和对比试验清洗方法清洗过的硅片制成的电池效率比较。

表2按照本发明实施例2清洗方法清洗过的硅片和对比试验清洗方法清洗过的硅片制成的电池效率比较

表2中，Isc为电池的短路电流(A)，Uoc为电池的开路电压(V)，FF为电池的填充因子(％)，Eta为电池的转换效率(％)，从表2中可以看出，按照本发明提供的清洗方法清洗后的硅片制成的电池转换效率较高。这是因为采用本发明清洗液清洗后的硅片表面损伤层厚度较小，可以减少载流子在硅片表面的复合，同时也不会影响电池的制绒工艺，从而提高光电转换效率。

综上所述，按照本发明提供的清洗方法清洗后的硅片机械性能良好，该硅片制成的电池效率较高。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种可减少硅片表面损伤层厚度的清洗液，其特征在于，包括碱、清洗剂和水，所述碱为氢氧化钠或氢氧化钾，所述碱在所述清洗液中的质量百分浓度为3％-12％，所述清洗剂在所述清洗液中的质量百分浓度为3％-6％。

2.如权利要求1所述的可减少硅片表面损伤层厚度的清洗液，其特征在于，所述碱在所述清洗液中的质量百分浓度为3％-8％。

3.如权利要求1所述的可减少硅片表面损伤层厚度的清洗液，其特征在于，所述清洗剂为包括钾盐、表面活性剂、清洗助剂和金属络合剂的溶液。

4.一种可减少硅片表面损伤层厚度的清洗方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将切割后的硅片进行预处理，以去除所述硅片表面的杂质；

(2)将经步骤(1)预处理后的硅片置于清洗液中，在40-60℃条件下清洗200s-500s；所述清洗液包括碱、清洗剂和水，所述碱为氢氧化钠或氢氧化钾，所述碱在所述清洗液中的质量百分浓度为3％-12％，所述清洗剂在所述清洗液中的质量百分浓度为3％-6％；

(3)将经步骤(2)清洗后的硅片进行水洗、干燥后得到表面损伤层厚度减少的硅片。

5.如权利要求4所述的可减少硅片表面损伤层厚度的清洗方法，其特征在于，步骤(2)中，所述清洗的温度为48-55℃。

6.如权利要求4所述的可减少硅片表面损伤层厚度的清洗方法，其特征在于，步骤(2)中，所述清洗的时间为240s-320s。

7.如权利要求4所述的可减少硅片表面损伤层厚度的清洗方法，其特征在于，步骤(2)中，在所述清洗液中通入空气、氧气和臭氧中的一种或几种。

8.如权利要求4所述的可减少硅片表面损伤层厚度的清洗方法，其特征在于，步骤(3)中，所述硅片的表面损伤层的厚度减小了0.2-0.4μm。

9.如权利要求4所述的可减少硅片表面损伤层厚度的清洗方法，其特征在于，步骤(1)中，所述预处理为将所述切割后的硅片依次置于酸溶液中清洗、纯水中清洗和混合溶液中清洗，所述混合溶液包括质量百分浓度为0-0.5％的碱和质量百分浓度为3％-6％的清洗剂。

10.如权利要求4所述的可减少硅片表面损伤层厚度的清洗方法，其特征在于，步骤(1)中，所述预处理为将所述切割后的硅片依次置于纯水中清洗、含有质量百分浓度为3％-6％清洗剂的溶液中清洗和混合溶液中清洗，所述混合溶液包括质量百分浓度为0-0.5％的碱和质量百分浓度为3％-6％的清洗剂。