TW201107463A - Detergent composition for solar battery - Google Patents

Description

201107463 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 [0001] 本發明係有關於一種太陽能電池用洗潔液組成物，更詳 細說明的話，有關使用於太陽能電池製作上的矽膠晶圓 用洗潔液組成物。 【先前技術】

[0002] 以矽晶之結晶性為準，將矽晶太陽能電池可分類為單結 晶石夕太陽能電池、多結晶石夕太陽能電池、非晶質石夕太陽 能電池。 [0003] 這種矽晶太陽能電池之製作方法如下。首先，以單結晶 石夕太陽能電池而言，使用拉晶法（cry s ta 1 pu Π i ng t__ii 择''戀.i__ method)形成單結晶鍵（ingot)之後，接著進行將單結晶 錠（i ngot)切斷而形成晶圓形狀的切斷工程。此時，切斷 工具為建議使用線鑛（wire saw)。接著，進行以 1 0 0〜2 0 0 厚度將該晶圓形狀做加工而形成為晶圓的晶圓 形成工程。接著，進行於該·晶圓上形成ρ-η接合、電極、 保護膜等的積層工程之後，完成一單結晶矽太陽能電池 。另外，以多結晶矽太陽能電池而言，首先以鑄造方式 製作完成熔融矽膠之後，經冷卻工程做結晶化，接著進 行製造多結晶矽錠（ingot)之結晶化工程。接著，進行將 該多結晶矽錠（ingot)做切斷而形成晶圓形狀的切斷工程 。接著，進行以100〜200微米厚度將該晶圓形狀做加工而 形成為晶圓的晶圓形成工程。接者*進行於該晶圓上形 成p-n接合、電極、保護膜等的積層工程之後，完成一多 結晶石夕太陽能電池。 099120710 表單編號A0101 第3頁/共17頁 0993353601-0 201107463 圆上述謂太電池之製造方法，進行切斷工程時 ’為了降低切斷面的受損及切斷面之反射率，建議使用 鹼性或酸聽液，進行將__表面製作成凹凸結構 的粗化（texturing)工程。然而，進行上述粗化 (textUring)工程時，因為有切斷工程上所使用的切斷 油（sawing oil)、潤滑油、工作人員的指紋等的有機污 染物 '手套印痕、微粒子性污染物、運輸台的轉帶之印 痕等的各翻素，所料能會導致無法完成均勻的粗化 (texturing)工程。若無法進行均勻的粗化 (teXturing)工程，太陽能電池的製造收率將急速下降 ’而影響到整傭工程效率。. _]目此’太陽能電池製造業界為了解決有機污染物與微粒 子性污染物等問題’於半導舰潔工H職A洗潔 方式。更詳細說明的話，场能電池製«界在RCA洗潔 工程中’僅有在太陽能電池晶圓之初期使用聊 雙氧水：氨水：純水)洗潔方法進行洗潔，或者在粗化工 程前’直接引職A洗潔方法進行洗潔。然而，使用該 SC-1«方法或似洗潔方法時，除了粒子狀的汙染物之 外很難去除其他的污染物。此外，當使用該洗潔 方法或RCA洗潔方法時，由於太陽能電池製造工程中需要 追加其他階段的工程’而讓工程費用也會跟著提升。另 外’由於工程的溫度為7(M〇(rc，所以工作進行過程也 比較難。 _]因此為了改善S(M或RCA洗潔方式之缺點，正在進行各種 不同方式的研發作業。例如，大韓民國公開專利第 099120710 表單編號A0101 第4頁/共17頁 099335360卜0 201107463 〇 〇 [0007] 2〇〇7~0023954號所提供的方法為，自從SC-1之成分當 中’將雙氧水替代成臭氧水之後，將它使用於洗潔工程 上。使用上述的洗潔方法，可以獲得無害又比雙氧水更 強的氧化劑，因此提高有機污染物的去除效果。然而， 仍需要適用SC-1的工程溫度，並且為了設置臭氧發生器 需要花費額外的費用。還有，日本專利平5-275405號與 曰本專利平2003-221600號所提供的方法為，於SC-1溶 液中添加亞磷酸系或過磷酸化合物等的複合劑，或者添 加環氧乙烷附加型界面活性劑或複舍劑，而製作成基板 表面洗潔液。該基板表面洗潔液為雖然可以去除金屬粒 子’但是無法有效地去除有機污染物、微粒子污染物及 設備所造成的污染物。另外，大韓民國公開專利第 2005-01 03953號所提供的方法為，揭露一種以4級銨氫 氧化物’及特定界面活性劑為必須成分的半導體洗潔劑 組成物。然而’該半導體洗潔劑組成物之脫脂效能及微 粒子污染物質的去除功能… 【發明内容】 * -本發明之主要目的為提供一撞洗-潔液組成物，且該洗潔 液組成物具有卓越的濕潤、浸透效果，因此可以徹底去 除殘留在太陽能電池用基板上的污染物質。 [0008] 本發明之主要目的為提供一種洗潔液組成物，且該洗潔 液組成物對於後工程之一的粗化工程上不會造成壞影響 ，因此可以提升太陽能電池製造收率。 [0009] 本發明係提供一種太陽能電池用洗潔液組成物，該洗潔 液組成物包含有機驗性化合物、水溶性二醇謎化合物、 099120710 表單編號A0101 第5頁/共π頁 0993353601-0 201107463 過碳酸鹽、有機磷酸或有機磷酸鹽及殘量的水。 [0010] [0011] [0012] [0013] [0014] [0015] 再者’本發明係提供一種以洗潔液組成物洗潔的太陽能 電池。 又’本發明係提供一種包含上述太陽能電池之太陽能電 池模組。 本發明之洗潔液組成物為具有卓越的濕潤、浸透效果’ 因此可以徹底去除殘留在太陽電池用基板上的污染物質 。除此之外’本創作之洗潔液組成物為對於後工程之一 的粗化工程上不會造成壞影響，因此可以提升太陽能電 池製造收率。 【實施方式】 本發明會主張於2009年06月24日向韓釋:專利廳提交的韓 國專利申請1 0-2009-0056543號之申請日之權益，並且 所有内容皆被包含於本明細書内。 本發明相關的具體說明如下。 本發明係一種使用#太陽能電池的.矽膠晶圓用洗潔液組 成物，其内包含有機鹼性化合物、水溶性二醇醚化合物 、過碳酸鹽'有機鱗酸或有機鱗酸鹽及殘量的水。 上述洗潔液組成物為，於太陽電池製造工程中的粗化工 程則後階段上’進打基板洗潔時，發揮非常卓越的洗潔 力的同時，對於粗化工程上不會造成壞影響。尤其是對 於太陽能電池用單結晶、多結晶矽膠晶圓進行洗潔時， 該洗潔液組成物非常有用又有效。 099120710 上述洗潔液組成物當中，以組成物總重 表單編號A0101 第6頁/共17頁 量為準，各成分 [0016] 201107463 [0017] Ο

[0018]G

[0019] 099120710 所佔的重量百分比例（wt%)為：有機驗性化合物為 0· lwt%〜15wu、水溶性二醇醚化合物〇. Iwt%〜4〇 、過碳酸鹽o.iwt%〜20 wt%、有機磷酸或有機麟酸鹽 0. Olwt%〜10wt%及殘量的水。 上述洗潔液組成物當中，該有機鹼性化合物為建議使用 胺類或祕胺類。更詳細說㈣話，該有紐性化合物 為建議使用甲胺、乙胺、異丙胺、單異丙胺等的—級胺 ’二乙胺、二異丙胺、二丁胺等的二級胺，三甲胺、三 乙胺、三異丙胺、三丁胺等的三級胺，氫氧化四甲銨' 氫氧化四乙銨、氫氧化四丙錢、氫氧化四丁基錢等的四 级銨氫氧化物’或羥基膽鹼、單乙醇胺、二乙醇胺、2_ 胺基乙醇、2-(乙基胺）乙醇、2-(甲胺）乙醇、甲基 二乙醇胺、二曱基乙醇胺、二乙基乙醇胺、2_(2_氨基乙 氧基）乙醇、卜氨基-2-丙醇、三乙醇胺、單丙醇胺或二 丁醇胺等的烷醇胺。 • , ^ S ^ 其中’最建議使用的有機_性，化合、物為氨氣化四甲錢、 氫氧化四乙銨、氫氧化四内録、氫氧化四丁録、單乙醇 胺、1 -胺基-2-丙醇等。 上述洗潔液組成物當中，該有機驗性化合物之比較佳的 含量為，以構成物之總重量為準，建議使用〇.卜15重量 %(wt%)，其中，最佳的含量為〇 5重量％(wt%)至1〇重 量％(wt%)。若上述含量未達〇. j重量％(wt%)的話，很難 徹底去除微細粒子及有機/無機污染物。並且若超過15重 量％以1%)的話，因鹼性度過高，而引起基板表面之蝕刻 效果，最後對於後工程之一的粗化工程可能會導致壞影 表單編號細n P頁/共17頁 _ 201107463 響。 [0020] 上述水溶性二醇醚化合物為可以去除光使用有機鹼性化 合物所組成的水溶性比較難去除的基板表面之潤滑油、 切斷油及指紋等的油成分的同時，提高對於水的溶解力 。上述水溶性二醇醚化合物當中，建議使用C1〜C10之水 溶性二醇醚化合物。C1~C10之水溶性二醇醚化合物的較 佳例子為乙二醇單丁基醚（MG)、二乙二醇單丁基醚 (MDG)、三乙二醇單丁基醚（MTG)、聚乙二醇單丁基醚 (MPG)、乙二醇單***（EG)、二乙二醇單***（EDG)、乙 二醇單丁醚（BG)、二乙二醇單丁醚（BDG)、三乙二醇單 丁醚（BTG)、丙二醇單甲醚（MFG)、二丙二醇單甲醚 (MFDG)等的成分，並且將這些水溶性之二醇醚化合物單 獨使用或其兩種以上的成分混合使用皆可。 [0021] 上述洗潔液組成物當中，該水溶性二醇醚化合物之比較 佳的含量為，以構成物之總重量為準，建議使用〇. 1至40 重量％(wt%)，其中，最佳的含量為1.0至20重量％(wt%) 。若水溶性二醇醚化合物含量未達0. 1重量°/D(wt%)的話 ，很難去除基板表面的油成分。並且若水溶性二醇醚化 合物含量超過40重量％的話，引起洗潔液之黏度上升而導 致洗潔時的基板之濕潤浸透力下降的問題。 [0022] 上述過碳酸鹽為具有容易溶解於水並產生活性氧氣，因 此使基板表面上的粒子性及有機污染物產生氧化變化， 而幫助分解/溶解作業。上述過碳酸鹽為可以使用過碳酸 鈉、過碳酸鉀等，並且自從成本考量之下，建議使用過 ε炭酸納。 099120710 表單編號Α0101 第8頁/共17頁 0993353601-0 . 201107463 • [0023] 上述洗潔液組成物當中，該過碳酸鹽之比較佳的含量為 ，以構成物之總重量為準，建議使用0. 1重量％至20重量 %(wt%)，其中，最佳的含量為1至10重量％(wt%)。若上 述含量未達0. 1重量％(wt%)的話，很難獲得優秀的洗潔 力。並且若超過20重量％(wt%)的話，對於水的溶解度會 到極限，因此洗潔效果並不會隨著過碳酸鹽含量越增加 ，而跟著線性提升。 [0024] ❹ 上述有機磷酸或有機磷酸鹽具有與無機離子強力結合的 特性及讓不純物粒子不會互相凝結在一起的特性。因此 上述有機磷酸或有機磷酸鹽對於工程過程中所產生的有 機/無機污染物呈現出相當卓越的去除力。另外，像過碳 酸鹽一樣，上述有機磷酸或有機磷酸鹽由於具有穩定劑 之功能，可以防止氧化劑提早被分解，因此讓洗潔液成 分具有優秀的清潔效果。 [0025] ❹ 上述有機磷酸或有機磷酸鹽的種類為沒有受到特別的限 制，僅要相關產業上所使用的物質即可使用於本發明上 。例如，可以使用曱基二磷酸、胺基三（亞甲基磷酸）、 亞乙基二磷酸、1-羥基亞乙基-1，1-二磷酸、1-羥基亞 丙基-1，1-二磷酸、1-羥基亞丁基-1，1-二磷酸、乙胺基 二（亞甲基磷酸）、1,2-丙烯二胺基四（亞曱基磷酸）、十 二烷基胺二（亞曱基磷酸）、硝基三（亞甲基磷酸）、乙烯 二胺二（亞甲基磷酸）、乙烯二胺四（亞曱基磷酸）、己烯 二胺四（亞甲基磷酸）、二乙烯三胺五（亞甲基磷酸、環己 二胺四（亞甲基磷酸），這些組群當中，選一種或兩種以 上的有機磷酸或有機磷酸鹽即可。另外，上述有機磷酸 099120710 表單編號A0101 第9頁/共17頁 0993353601-0 201107463 鹽為可使用前述的有機磷酸之鈉鹽、鉀鹽等。 [0026] [0027] [0028] [0029] [0030] [0031] [0032] 上述構成物當中，一種以上的有機填酸及自從有機碟酸 鹽選出來的成分之含量為以洗潔液之總重量為準，建議 使用0· 01重量％(wt%)至10重量％(wt%)，其中，最佳的 含量為0. 1重量％(wt%)至5重量％(wt%)。若上述一種以 上的有機磷酸及自從有機磷酸鹽選出來的成分含量未達 〇· 01重量％(wt°/〇的話，無法獲得洗潔效果及穩定化劑的 效果。並且若含量超過10重量％(wt%)的話，洗潔效果及 穩定化劑的效果不會隨著成份含量的增加，而線性提升 〇 上述水系洗潔劑構成物内的水成梦没有<受到特別的限制 ,,~ -s·· .：：：：· ’但疋建議使用半導體工程用的永，並且矣比電阻值大 於18ΜΩ/cm的去離子水《上述水的含量為依據其他構成 成分可提整。 為了提升洗潔效能，本發明之洗潔谢组成物更可進一步 包含有相關領域中通_用_...的添加劑例如防腐劑、濕濶浸 透劑、分散劑或表面改質劑等。 另外，本發明係提供一種以洗潔液組成物洗潔的太陽能 電池。 另外’本發明係提供一種包含上述太陽能電池之太陽能 電池模組。 [發明之實施型態] 以下，透過本發明之實施例’說明更具體的内容。以下 099120710 表單編號A0101 第10頁/共17頁 0993353601-0 201107463 所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明 之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包 含於後附之申請專利範圍中。 [0033] 實施例1~8及比較例卜4:洗潔液組成物之製造 [0034] 依照所定的含量，將下列表1上記載的成加入於其内設置 攪拌器的混合槽内，接著，常溫之下，以500rpm速度攪 拌1小時之後，製造完成洗潔液組成物。 [0035] 試驗例：洗潔力及粗化影響性 ❹ [0036] 1.切斷油去除性 [0037] 將上述實施例1~8及比較例卜4所製作的洗潔液組成物 100ml放入於容量250ml的燒杯（beaker)之後，再將滴 . 放一滴切斷油的太陽能電池用矽晶圓基板（2 X 2 cm)浸 泡於洗潔液組成物5分鐘之後，進行洗潔作業。將經一定 時間的洗潔作業之後的矽晶圓基板拿出來之後，再以超 純水沖洗1分鐘。接著，用氮氣去除矽晶圓基板表面之液 〇 體之後，再用肉眼觀察。接著，利用相關產業界通用的 粗化化學物質進行粗化工程。接著，使用肉眼及光學顯 微鏡、掃描式電子顯微鏡（SEM: hitachi公司，型號S-4700)檢查該粗化後矽晶圓基板基板的表面之後，以殘留 於矽晶圓基板表面的異物粒子數量來判斷洗潔力及對於 粗化作業之影響性。其比較結果如下表1。 [0038] 2.指紋去除性 [0039] 將上述實施例1〜8及比較例1~4所製作的洗潔液組成物 0993353601-0 099120710 表單編號A0101 第11頁/共17頁 201107463 100ml放入於容量250ml的燒杯（beaker)之後，再將上 面印有停留有一定時間的指紋的太陽能電池用矽晶圓基 板（2 X 2 cm)浸泡於洗潔液組成物5分鐘，以進行洗潔 作業。將經一定時間的洗潔作業之後的矽晶圓基板取出 燒杯後，再以超純水沖洗1分鐘。接著，用氮氣去除矽晶 圓基板表面之液體之後，再用肉眼觀察。接著，利用相 關產業界通用的粗化化學物質進行粗化工程。接著，使 用肉眼及光學顯微鏡、掃描式電子顯微鏡（SEM: hitachi公司，型號S-4700)檢查該粗化後的矽晶圓基 板的表面之後，以殘留於矽晶圓基板表面的異物粒子數 量來判斷洗潔力及對於粗化作業之影響性。其比較結果 如下表1。 [0040] 【表1】 099120710 表單編號A0101 第12頁/共17頁 0993353601-0 . 201107463[0041] 有機驗性 二酵《 過破酸 有機磷 水 切斷油 指蚊 粗化 化合物 類 鹽 酸a (重量 去除性 去除 狀態 (童量％> (重量％> (重量％) (重量％> %) 性 實施例1 TMAH MDG SPC HEDP 殘量 ◎ ◎ 〇 5 15 5 5 實施例2 TMAH MDG FPC ATMP 殘量 ◎ ◎ ◎ 5 20 5 5 實施例3 TMAH BDG SPC HEDP 殘量 ◎ ◎ ◎ 10 15 5 5 實施例4 TMAH BDG PPC ATMP 殘量 ◎ ◎ ◎ 10 20 5 5 1T施例5 ΤΕΑΗ MDG SPC HEDP 殘量 ◎ ◎ 〇 5 15 5 5 實施例6 ΤΕΑΗ MDG PPC ATMP 殘量 ◎ ◎ ◎ 5 20 5 5 實施例7 ΤΕΑΗ BDG SPC HEDP 殘量 ◎ ◎ ◎ 10 15 5 5 實施例8 ΤΕΑΗ BDG PPC ATMP 殘量 ◎ ◎ ◎ 10 20 5 5 比較例1 ΤΜΑΗ 5 殘量 X X X 比較例2 BDG 殘量 △ X X 20 比較例3 ΤΜΑΗ MDG SPC 殘量 〇 〇 X 5 15 5 比較例4 ΤΕΑΗ 殘量 X X X 5 ο 〇 [0042] [0043] [洗潔效能]◎:相當良好，〇：良好，△:普通，χ 不良 ΤΜΑΗ:氫氧化四甲銨 ΤΕΑΗ:氫氧化四乙敍 MDG:二乙二醇單甲醚 BDG:二乙醇單丁醚 SPC:過碳酸納（sodium percarbonate) .099120710 表單編號A0101 第13頁/共17頁 0993353601-0 201107463 PPC:過碳酸鉀（potassium percarbonate) HEDP: 1-羥基亞乙基二磷酸-1，1-二磷酸 ATMP:胺基三（曱基磷酸） [0044] 如上表1所示的結果，本發明之實施例1〜8之洗潔液組成 物都顯示出卓越的洗潔力，並且對於粗化工程不會造成 壞影響。 [0045] 但相對的，比較例卜4的洗潔液組成物來說，不但指紋及 切斷油等的有機污染物去除力比較低，而且基板表面上 j 還殘留著污染物之印痕而導致粗化工程上發生不良情形 〇 【圖式簡單說明】 [0046] 無 【主要元件符號說明】 [0047] 無 099120710 表單編號A0101 第14頁/共17頁 0993353601-0

Claims (1)

1. 201107463 七、申請專利範圍： 1 ·—種用於太陽能電池之洗潔液組成物，其内包含： 有機驗性化合物；水溶性二酵醚化合物；過碳酸鹽；有機 磷酸或有機磷酸鹽；以及剩下的殘量為水。 2 ·如申請專利範圍第1項所述之洗潔液組成物，以組成物總 重量為準，各成分所佔的重量百分比例（wt%)為：該有機 鹼性化合物0. 1重量％(wt%)〜15重量!Uwt%);該水溶性二 醇謎化合物0.1重量％(wt%)〜40重量％(wt%);該過碳酸鹽 Q 0. 1重量％(wt%)〜20重量％(wt%);該有機磷酸或有機碟酸 鹽0. 01重量％(wt%)〜10重量％(wt%);以及殘量的該水。 3 .如申請專利範圍第1項所述乏逢^潔狼組成物該有機驗性 化合物包括一種或兩種以上選自於四級銨氫氧化物、一級 胺類、二級胺類、三級胺類及醇胺類所組成的群組之化合 物。 4 .如申請專利範圍第3項所述之洗潔液組成物，該有機鹼性 化合物包括一種或兩種以上選紀於曱胺乙胺、異丙胺、 〇 單異丙胺、二乙胺、二異丙脍、：二丁胺^、三甲胺、三乙胺 、二異丙胺、三丁胺、氫氧彳匕1四ψ敍、氫氧化四乙錄、氫 氧化四丙銨、氫氧化四丁銨、羥基膽鹼、單乙醇胺、二乙 醇胺、2-胺基乙醇、2-(乙基胺）乙醇、2-(甲胺）乙醇、 氮-甲基二乙醇胺、二甲基乙醇胺、二乙基乙醇氨、 2-(2-氨基乙氧基）乙醇、卜氨基_2_丙醇、三乙醇胺、 單丙醇胺及二丁醇胺所組成的群組之化合物。 5 .如申請專利範圍第1項所述之洗潔液組成物，該水溶性二 醇醚化合物為C1~C1G之水溶性二醇醚化合物。 .099120710 表單編號A0101 第15頁/共π頁 0993353601-0 201107463 6 .如申請專利範圍第5項所述之洗潔液組成物，該Cl〜CIO之 水溶性二醇醚化合物為乙二醇單甲基醚（MG)、二乙二醇 單甲基醚（MDG)、三乙二醇單甲基醚（MTG)、聚乙二醇單 甲基醚（MPG)、乙二醇單乙基醚（EG)、二乙二醇單乙基醚 (EDG)、乙二醇單丁醚（BG)、二乙二醇單丁醚（BDG)、三 乙二醇單丁醚（BTG)、丙二醇單甲基醚（MFG)及二丙二醇 單曱基醚（MFDG)所組成的群組之化合物。 7 .如申請專利範圍第1項所述之洗潔液組成物，該過碳酸鹽 為一種或兩種以上選自於過碳酸鈉及過碳酸鉀所組成的群 組當中之化合物。 8 .如申請專利範圍第1項所述之洗潔液組成物，該有機磷酸 或該有機磷酸鹽包括一種或兩種以上選自於曱基二磷酸、 胺基三（亞曱基磷酸）、亞乙基二磷酸、1-羥基亞乙基 -1，卜二磷酸、1-羥基亞丙基-1，1-二磷酸、1-羥基亞丁 基-1，1-二磷酸、乙胺基二（亞曱基磷酸）、1，2-丙烯二 胺基四（亞曱基磷酸）、十二烷基胺二（亞甲基磷酸）、硝 基三（亞曱基磷酸）、乙烯二胺二（亞甲基磷酸）、乙烯二 胺四（亞甲基磷酸）、己烯二胺四（亞曱基磷酸）、二乙烯 三胺五亞甲基磷酸酸及環己二胺四（亞甲基磷酸）所組成的 群組及其鹽類化合物之化合物。 9 . 一種使用如申請專利範圍第1項至第8項之任一項所述之洗 潔液組成物進行洗潔的太陽能電池。 10 . —種包含有如申請專利範圍第9項所述之太陽能電池的太 陽能電池模組。 099120710 表單編號A0101 第16頁/共17頁 0993353601-0