CN109365384A - 一种高品质硅片清洗方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高品质硅片清洗方法，包括以下步骤：s1：第一药液清洗；s2：溢流漂洗；s3：第二药液清洗；s4：酸洗；s5：溢流漂洗。本发明的有益效果是大尺寸硅片清洗更加方便快捷，且硅片清洗效率高，采用预清洗、药液清洗、溢流漂洗、药液清洗、酸洗和溢流清洗，能够有效去除硅片表面的杂质，提高硅片的表面清洁度。
Description
技术领域
本发明属于硅片生产技术领域，尤其是涉及一种高品质硅片清洗方法。
背景技术
单晶硅片向着大尺寸薄片化的方向发展，同时人们对单晶硅片本身的光电性能要求越来越高。硅片尺寸越来越大，目前清洗工艺条件下很难将硅片表明的杂质去除干净，影响硅片的光电转化效率。
发明内容
鉴于上述问题，本发明要解决的问题是提供一种高品质硅片清洗方法，尤其适合大尺寸硅片清洗时使用，采用清洗剂和碱液对硅片进行清洗，并进行酸洗，提升硅片的表面洁净度，提供硅片的清洗效率。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种高品质硅片清洗方法，包括以下步骤：
s1：第一药液清洗；
s2：溢流漂洗；
s3：第二药液清洗；
s4：酸洗；
s5：溢流漂洗。
进一步的，s1步骤第一药液清洗包括以下步骤：
s11：采用清洗药液溶液进行超声清洗；
s12：采用清洗剂溶液进行超声清洗。
进一步的，步骤s11中的清洗药液溶液包括清洗剂和碱液，清洗剂的质量分数为1％-3％。
进一步的，碱液为质量分数为2％-3％的氢氧化钠。
进一步的，清洗剂溶液为质量分数为1％-3％的清洗剂。
进一步的，步骤s3第二药液清洗为采用第二药液进行鼓泡清洗，第二药液包括双氧水和氢氧化钾，双氧水的质量分数为20％-40％，氢氧化钾的质量分数为35％-55％。
进一步的，双氧水的溶度为5.5vol％-6.0vol％，氢氧化钾的浓度为1.0vol％-1.5vol％。
进一步的，步骤s4中酸洗为采用酸溶液进行超声清洗，酸溶液为柠檬酸。
进一步的，柠檬酸的质量分数为3％-4％。
进一步的，步骤s5中的溢流漂洗为采用纯水进行多次超声溢流清洗，次数至少为三次。
本发明具有的优点和积极效果是：
1.由于采用上述技术方案，使得大尺寸硅片清洗更加方便快捷，且硅片清洗效率高，采用预清洗、药液清洗、溢流漂洗、药液清洗、酸洗和溢流清洗，能够有效去除硅片表面的杂质，提高硅片的表面清洁度；
2.在第一次药液清洗时，采用清洗剂和2％-3％的氢氧化钠，加强碱的皂化作用，提升硅片表面洁净度；
3.在第二次药液清洗时，采用浓度为5.5％-6.0％的双氧水和浓度为1.0vol％-1.5vol％的氢氧化钾，增加对有机物的去除能力，并在硅片表面形成保护膜，提高硅片的清洁度，并对硅片的表面进行保护；
4.两次药液清洗后进行酸洗，中和硅片表面的碱，能够有效的去除硅片表面的金属离子残留；
5.采用该清洗方法进行硅片清洗，硅片表面洁净，同时硅片表面金属离子残留较少，提高硅片表面洁净度，提高电池片的光电转化效率，同时，提高电池片的成品率及可靠率，硅片制绒后绒面结构使得入射光在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。
附图说明
图1是本发明的一实施例的结构示意图；
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。
图1示出了本发明的一实施例的结构，本实施例涉及一种高品质硅片清洗***及清洗方法，用于对大尺寸硅片的清洗，能够有效去除硅片表面的杂质，提高硅片表面的清洁度，提高电池片的光电转化效率。
上述的高品质硅片清洗***，为大尺寸硅片清洗时所需要的***装置，对硅片进行清洗，该高品质硅片清洗***，包括预清洗部、第一药液清洗部、第一溢流清洗部、第二药液清洗部、酸洗部、第二溢流清洗部和慢提拉部，预清洗部用于对硅片进行预清洗；第一药液清洗部采用药液对预清洗后的硅片进行清洗，去除硅片表面的杂质；第一溢流清洗部对硅片进行超声溢流清洗，将硅片表面的药液清洗干净；第二药液清洗部采用药液对硅片进行清洗，进一步去除硅片表面的杂质；酸洗部，采用酸溶液对硅片进行清洗，去除硅片表面的杂质，同时，中和硅片表面的药液；第二溢流清洗部，对硅片进行清洗，去除硅片表面的酸溶液；慢提拉部，将清洗干净的硅片提升，去除硅片表面的水分；上述预清洗部、第一药液清洗部、第一溢流清洗部、第二药液清洗部、酸洗部、第二溢流清洗部和慢提拉部依次设置，硅片从预清洗部开始进行清洗，依次进行预清洗、药液清洗、溢流清洗、药液清洗、酸洗、溢流清洗和慢提拉，将硅片表面的杂质清洗干净，同时，去除硅片表面的切割时造成的应力损伤，提高硅片的表面清洁度，提高硅片的光电转化能力。各清洗部之间通过移动抓取装置连通，移动抓取装置用于对硅片的抓取移动，完成硅片在清洗过程的移动，进而实现硅片的清洗。
具体地，上述的预清洗部包括上料部和清洗部，上料部和清洗部依次设置，上料部用于硅片的上料，清洗部用于对硅片进行预清洗，上料部和清洗部均对硅片进行超声溢流清洗，这里，上料部为上料槽，在上料槽内装有纯水，对进入上料槽内的硅片进行纯水清洗，初步去除硅片表面的较大的颗粒杂质，且该上料槽具有超声溢流，对硅片进行超声溢流清洗，超声清洗能够有效去除硅片表面的较大的颗粒杂质，溢流清洗能够保持上料槽内纯水的洁净度，便于对硅片的清洗；清洗部为清洗槽，即1槽，在1槽内装有纯水，采用溢流方式，并具有超声功能，对进入1槽内的硅片进行超声溢流清洗，去除硅片表面的颗粒较大的杂质，硅片从上料槽出来后进入1槽内，进行清洗，以此实现硅片的预清洗。
上述的第一药液清洗部包括第一超声清洗药液部、第二超声清洗药液部和超声清洗部，第一超声清洗药液部、第二超声清洗药液部与超声清洗部依次设置，第一超声清洗药液部与第二超声清洗药液部均设有清洗药液溶液，超声清洗部设有清洗剂溶液，对硅片进行三次清洗，前两次采用清洗药液溶液对硅片进行超声清洗，第三次采用清洗剂溶液对硅片进行清洗。具体地，经过预清洗后的硅片进入第一超声清洗药液部，采用清洗药液溶液对硅片进行超声清洗，然后进入第二超声清洗药液部，采用清洗药液溶液对硅片再次进行超声清洗，之后进入超声清洗部，采用清洗剂溶液对硅片进行超声清洗。这，第一超声清洗药液部为清洗槽，即2槽，2槽内装有清洗药液溶液，第二超声清洗药液部为清洗槽，即3槽，3槽内装有清洗药液溶液，超声清洗部为清洗槽，即4槽，4槽内装有清洗剂溶液；这里清洗药液溶液包括质量分数为1％-3％的清洗剂和2％-3％的氢氧化钠，清洗剂溶液为1％-3％的清洗剂，清洗剂为水基清洗剂，为市售产品，根据实际需求进行选择，清洗剂用于去除硅片表面的油污等杂质，氢氧化钠碱溶液，加强清洗剂中的碱的皂化作用，提高硅片表面的清洁度。在清洗剂中添加氢氧化钠远离为：
Si+2NaOH+H20＝Na2SiO3+2H2
在硅表面形成亲水性表面，便于清洗剂通过螯合、络合、剥离等物理化学作用清洗硅片表面的沾污，防止被除去的污染物再向硅片表面吸附。这就要求硅片表面和颗粒之间的Z电势具有相同的极性，使二者存在相斥的作用，在碱性溶液中，硅片表面和多数的微粒子是以负的Z电势存在，有利于去除颗粒。
上述的第一溢流清洗部，对硅片进行超声溢流清洗，去除硅片表面的清洗剂和碱液。这里，第一溢流清洗部为清洗槽，即5槽，5槽内装有纯水，且具有超声功能，采用溢流方式对硅片进行超声清洗，去除硅片表面的清洗剂和碱液，溢流方式保证5槽内纯水的清洁度，便于去除硅片表面的清洗剂和碱液。
上述的第二药液清洗部包括鼓泡清洗部，该鼓泡清洗部为清洗槽，即6槽，6槽内装有第二药液，且具有鼓泡功能，第二药液为双氧水和氢氧化钾溶液，双氧水和氢氧化钾溶液对硅片进行二次药液清洗，同时对硅片进行鼓泡清洗，双氧水和氢氧化钾溶液包括质量分数为20％-40％的双氧水和质量分数为35％-55％的氢氧化钾，其中，双氧水的溶度为5.5vol％-6.0vol％，氢氧化钾的浓度为1.0vol％-1.5vol％，双氧水具有氧化性，能够有效去除硅片的有机物，并且在硅片表面形成保护膜，保护硅片表面的清洁度，减少杂质在硅片表面的附着；氢氧化钾加强双氧水的皂化作用，提升硅片表面的清洁度，且能有效的去除硅片表面的机械应力损伤，减少硅片表面的金属离子的残留，提高硅片表面的光滑度和清洁度。
上述的酸洗部包括超声酸洗部，该超声酸洗部为清洗槽，即7槽，7槽内装有酸溶液，用于中和第二药液清洗部清洗硅片时在硅片表面的碱溶液，且具有超声功能，对硅片进行超声清洗，该酸溶液为柠檬酸，柠檬酸的质量分数为3％-4％。柠檬酸为一种有机弱酸，无臭，有很强的酸味，易溶于水。根据柠檬酸的性质，在7槽内加入柠檬酸不会对硅片产生污染，且柠檬酸的抗氧化性质将会对硅片表面起到保护作用，防止污染和其余物质的氧化，柠檬酸能够迅速结合和沉淀金属离子，而且能够使得灰分和污垢分散、悬浮，提高硅片的表面清洁度。
上述的第二溢流清洗部包括第一超声溢流部、第二超声溢流部和第三超声溢流部，第一超声溢流部、第二超声溢流部和第三超声溢流部依次设置，对硅片依次进行超声清洗，这里，第一超清溢流部为清洗槽，即8槽，第二超声溢流部为清洗槽，即9槽，第三超声溢流部为清洗槽，即10槽，8槽、9槽和10槽均具有超声功能，且槽内均装有纯水，均采用溢流方式，依次对硅片进行超声溢流清洗，去除硅片表面的酸溶液，提高硅片表面的清洁度。
上述的慢提拉部用于对硅片进行提拉，拉干硅片表面的水分，包括慢提拉槽，即11槽，该11槽内装有纯水，采用溢流方式，对硅片进行漂洗，并通过移动抓取装置将硅片慢慢提升，提拉的过程中对硅片进行吹气，减少硅片表面的水分。
应用上述的高品质硅片清洗***，对硅片进行清洗，清洗方法如下：
一种高品质硅片清洗方法，包括以下步骤：
预清洗：在预清洗部内采用纯水对硅片进行多次清洗，这里进行两次纯水超声清洗，在上料槽内对硅片进行上料，并进行超声溢流清洗，从上料槽内出来后，硅片进入1槽内，采用纯水进行超声溢流清洗，去除硅片表面的颗粒较大的杂质；
第一药液清洗：首先采用清洗药液溶液对硅片进行超声清洗，在2槽和3槽内装入药液清洗溶液，硅片放入2槽内，对硅片进行超声清洗，这里2槽采用自循环方式，使得清洗药液溶液能够循环使用，去除硅片表面的油污等杂质，提高硅片表面的清洁度；硅片从2槽出来后，进入3槽，再次进行超声清洗，3槽同样采用自循环方式，使得清洗药液溶液能够循环使用，硅片进入3槽后进行超声清洗，进一步去除硅片表面的杂质；这里，清洗药液包括清洗剂和碱液，清洗剂的质量分数为1％-3％，碱液为质量分数为2％-3％的氢氧化钠，氢氧化钠加强清洗剂内的碱的皂化作用，去除硅片表面的杂质和机械损伤，提升硅片表面的清洁度，清洗剂为水基清洗剂，为市售产品，根据实际需求进行选择；
再次，采用清洗剂溶液进行超声清洗：硅片从3槽出来后进入4槽，4槽内装有清洗剂溶液，进行超声清洗，进一步去除硅片表面的杂质，这里，清洗剂溶液采用自循环方式，提高清洗剂溶液的利用率，清洗剂溶液包括清洗剂，清洗剂为水基清洗剂，为市售产品，根据实际需求进行选择，清洗剂的质量分数为1％-3％，对硅片进一步清洗，去除硅片表面的杂质，提高硅片的清洁度。
溢流漂洗：经过第一药液清洗后，进行溢流清洗，硅片进入5槽内，5槽内装有纯水，纯水采用溢流方式，对硅片进行超声溢流清洗，去除硅片表面的清洗剂和氢氧化钠碱液，提高硅片表面的清洁度。
第二药液清洗：硅片经过溢流漂洗后，进行第二药液清洗，采用第二药液进行鼓泡清洗，进一步去除硅片表面的杂质和机械损伤，在6槽中，装入第二药液，对硅片进行鼓泡清洗，第二药液包括双氧水和氢氧化钾，双氧水的质量分数为20％-40％，氢氧化钾的质量分数为35％-55％，且双氧水的溶度为5.5vol％-6.0vol％，氢氧化钾的浓度为1.0vol％-1.5vol％，双氧水增加对有机物的去除能力，并在硅片表面形成保护膜，氢氧化钾去除硅片表面的杂质和机械损伤，减少硅片表面杂质的附着，提高硅片的清洁度。
酸洗：硅片经过第二药液清洗后，对硅片进行算清洗，在7槽中装入酸溶液，采用酸溶液对硅片进行超声清洗，该酸溶液为柠檬酸，柠檬酸的质量分数为3％-4％，柠檬酸的抗氧化性质将会对硅片表面起到保护作用，防止污染和其余物质的氧化，柠檬酸能够迅速结合和沉淀金属离子，使得灰分和污垢分散、悬浮，且能够中和第二次药液清洗时硅片表面的氢氧化钾溶液，提高硅片表面的清洁度。
溢流漂洗：采用纯水进行多次超声溢流清洗，次数至少为三次，这里优选为三次，即在8槽、9槽和10槽中装入纯水，采用溢流方式，经过酸洗的硅片依次进入8槽、9槽和10槽，对硅片进行超声溢流清洗，去除硅片表面的酸溶液和杂质，提高硅片表面的清洁度。
慢提拉：在11槽内装入纯水，采用溢流方式，对硅片进行纯水溢流清洗，清洗后，进行向上慢提拉，并对硅片吹气，去除硅片表面的水分，完成硅片清洗，硅片进入下一工序。
本发明具有的优点和积极效果是：由于采用上述技术方案，使得大尺寸硅片清洗更加方便快捷，且硅片清洗效率高，采用预清洗、药液清洗、溢流漂洗、药液清洗、酸洗和溢流清洗，能够有效去除硅片表面的杂质，提高硅片的表面清洁度；在第一次药液清洗时，采用清洗剂和2％-3％的氢氧化钠，加强碱的皂化作用，提升硅片表面洁净度；在第二次药液清洗时，采用浓度为5.5％-6.0％的双氧水和浓度为1.0vol％-1.5vol％的氢氧化钾，增加对有机物的去除能力，并在硅片表面形成保护膜，提高硅片的清洁度，并对硅片的表面进行保护；两次药液清洗后进行酸洗，中和硅片表面的碱，能够有效的去除硅片表面的金属离子残留；采用该清洗方法进行硅片清洗，硅片表面洁净，同时硅片表面金属离子残留较少，提高硅片表面洁净度，提高电池片的光电转化效率，同时，提高电池片的成品率及可靠率，硅片制绒后绒面结构使得入射光在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。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (10)
1.一种高品质硅片清洗方法，其特征在于：包括以下步骤：
s1：第一药液清洗；
s2：溢流漂洗；
s3：第二药液清洗；
s4：酸洗；
s5：溢流漂洗。
2.根据权利要求1所述的高品质硅片清洗方法，其特征在于：所述s1步骤第一药液清洗包括以下步骤：
s11：采用清洗药液溶液进行超声清洗；
s12：采用清洗剂溶液进行超声清洗。
3.根据权利要求2所述的高品质硅片清洗方法，其特征在于：所述步骤s11中的清洗药液溶液包括清洗剂和碱液，所述清洗剂的质量分数为1％-3％。
4.根据权利要求3所述的高品质硅片清洗方法，其特征在于：所述碱液为质量分数为2％-3％的氢氧化钠。
5.根据权利要求4所述的高品质硅片清洗方法，其特征在于：所述清洗剂溶液为质量分数为1％-3％的清洗剂。
6.根据权利要求1-5任一项所述的高品质硅片清洗方法，其特征在于：所述步骤s3第二药液清洗为采用第二药液进行鼓泡清洗，所述第二药液包括双氧水和氢氧化钾，所述双氧水的质量分数为20％-40％，所述氢氧化钾的质量分数为35％-55％。
7.根据权利要求6所述的高品质硅片清洗方法，其特征在于：所述双氧水的溶度为5.5vol％-6.0vol％，所述氢氧化钾的浓度为1.0vol％-1.5vol％。
8.根据权利要求1-4，7任一项所述的高品质硅片清洗方法，其特征在于：所述步骤s4中酸洗为采用酸溶液进行超声清洗，所述酸溶液为柠檬酸。
9.根据权利要求8所述的高品质硅片清洗方法，其特征在于：所述柠檬酸的质量分数为3％-4％。
10.根据权利要求9所述的高品质硅片清洗方法，其特征在于：所述步骤s5中的溢流漂洗为采用纯水进行多次超声溢流清洗，所述次数至少为三次。
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