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CN103151423A - 一种多晶硅片制绒清洗工艺方法 - Google Patents

一种多晶硅片制绒清洗工艺方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多晶硅片的制绒清洗工艺，包括：步骤1.首先将硅片放在HF和HNO3的混合溶液中浸泡；步骤2.将酸腐蚀后的硅片放在纯水中进行清洗；步骤3.将硅片放入碱性溶液中进行碱腐蚀处理，该碱性溶液中加入制绒添加剂，对硅片进行二次制绒；步骤4.将碱腐蚀后的硅片放入纯水中进行清洗；步骤5.将硅片放入HCl和HF混合溶液中浸泡；步骤6.将酸腐蚀后的硅片放在纯水中清洗；步骤7.将以上处理过的硅片进行干燥处理。本发明提出的工艺方法可以不改变其他工艺的前提下，就能将硅片的最终转换效率提升0.2—0.3%并达到电池片最终效率叠加的目的。

Description

一种多晶硅片制绒清洗工艺方法
技术领域
本发明涉及太阳能硅片清洗烘干设备领域，尤其涉及一种应用于光伏行业中的多晶硅片的制绒清洗工艺。
背景技术
多晶硅片生产中需要进行制绒、清洗处理。传统的工艺包括低温高浓度酸液制绒、常温低浓度酸液制绒、稀碱洗、去除离子及钝化。上述传统的工艺方法中，要提高电池片0.2-0.3%的转换效率需要采用SE（选择性发射极电池技术）、背抛光（将扩散后的硅片背面通过化学抛光方法提升反射率到30%以上）、DP（将硅片栅线印制两遍）、背钝化（硅片背面镀钝化层）等高成本的复杂工艺，提高了生产制造成本，而且，产品质量较难控制。
因此，改变传统工艺方法，通过新的工艺提高多晶硅片的产品质量并降低制造成本是业内亟待解决的技术问题。 
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术存在的缺陷，提供一种改进的多晶硅片的制绒清洗工艺。
本发明提出的多晶硅片的制绒清洗工艺包括以下步骤： 
步骤1.首先将硅片置于温度控制在5-15℃，5-7.5%的HF和35-45%HNO3的混合溶液中浸泡0.8-1.5min，进行酸腐蚀处理，达到对硅片初步制绒的目的；
步骤2. 将酸腐蚀后的硅片在10-18MΩ·cm纯水中以喷淋、浸泡或者两种方法结合的方式进行清洗，以尽量降低酸液在硅片表面的附着量；
步骤3. 将硅片置于温度控制在40-90℃，浓度2-8%的NaOH(或KOH)碱性溶液中进行1.5-3分钟的碱腐蚀处理，该碱性溶液中加入，对硅片进行二次制绒；
步骤4. 将碱腐蚀后的硅片在10-18MΩ·cm纯水中以喷淋、浸泡或者两种方法结合的方式进行清洗，以尽量降低碱液液在硅片表面的附着量；
步骤5. 将硅片置于5-15%的HCl和5-15%的HF混合溶液中浸泡0.5-1.5分钟，对硅片表面的氧化物和金属离子的进行有效去除；
步骤6. 将酸腐蚀后的硅片在10-18MΩ·cm纯水中以喷淋、浸泡或者两种方法结合的方式进行清洗，以尽量降低酸液和硅片表面附着量；
步骤7.将以上处理过的硅片进行干燥处理。
与现有技术相比，本发明提出的多晶硅片的制绒清洗工艺方法具有以下优点：
1、本发明在碱液浓度、温度以及浸泡时间上做了改进，大大提高了硅片制绒清洗的效果。投入成本较少，而获得的收益较大，可获得0.2—0.3%的转换效率提升。目前其他工艺方法，要获得0.2—0.3%的转换效率提升，所花成本会大得多；
2、对电池片转换效率的提升不与其他提升电池片效率的方法产生“矛盾”，其效果可以叠加。如：其他新工艺可以提升转换效率0.5%，那么叠加本发明工艺方法后，其整体转换效率可以提升0.7—0.8%；
3、传统的多晶制绒设备经过简单的改造后即可实现本发明提出的新工艺方法，不浪费原有的生产设备，实施改造简单，成本低廉，但收效显著。
附图说明
图1为本发明提出的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对发明进行详细的说明。
如图1所示，本发明提出的多晶硅片的制绒清洗工艺包括以下步骤： 
1、硅片首先在温度控制5-15℃的，5-7.5%的HF和35-45%HNO3的混合溶液中浸泡0.8-1.5分钟，进行酸腐蚀处理，达到对硅片初步制绒的目的。在此过程中根据溶液与硅片反应的消耗量，适时的补充一定量的HF和HNO3，以保证溶液的适当配比；
2、酸腐蚀后的硅片随即在10-18MΩ·cm纯水中以喷淋、浸泡或者两种方法结合的方式进行清洗，以尽量降低酸液在硅片表面的附着为目的；
3、硅片进入温度控制在40-90℃，浓度2-8%的NaOH(或KOH)等碱性溶液中进行1.5-3分钟的碱腐蚀处理，该碱性溶液中加入制绒添加剂，含量为0.1-0.2%（以每100片消耗10-25ml的比例，适时添加），对硅片进行二次制绒；
4、碱腐蚀后的硅片也随即进入在10-18MΩ·cm纯水中以喷淋、浸泡或者两种方法结合的方式进行清洗，以尽量降低碱液液在硅片表面的附着为目的；
5、硅片进入5-15%的HCl和5-15%的HF混合溶液中浸泡0.5-1.5分钟，对硅片表面的氧化物和金属离子的进行有效去除，避免这些物质影响硅片的最终质量。在此过程中根据溶液与硅片反应的消耗量，适时的补充一定量的HF和HCl，以保证溶液的适当配比；
6、酸腐蚀后的硅片随即在10-18MΩ·cm纯水中以喷淋、浸泡或者两种方法结合的方式进行清洗，以尽量降低酸液和硅片表面附着物为目的；
7、将以上处理过的硅片进行干燥处理，保证硅片表面无水迹，以利于硅片进入后面的生产流程。
本发明中提到的百分比均是体积百分比。制绒添加剂是市场上可直接购买的溶液，例如HCl等药水。
本发明提出的方法可以不改变其他工艺的前提下，就能将硅片的最终转换效率提升0.2—0.3%。达到投资少，收益高的目的。另外，此工艺还可以与其他提高电池片转换效率的工艺叠加，达到电池片最终效率叠加的目的。
上述实施例仅用于说明本发明的具体实施方式。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变化，这些变形和变化都应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种多晶硅片的制绒清洗工艺，包括下列步骤：
步骤1.首先将硅片放在温度控制在5-15℃，5-7.5%的HF和35-45%HNO3的混合溶液中浸泡0.8-1.5min，进行酸腐蚀处理，达到对硅片初步制绒的目的；
步骤2. 将酸腐蚀后的硅片放在10-18MΩ·cm纯水中以喷淋、浸泡或者两种方法结合的方式进行清洗，以尽量降低酸液在硅片表面的附着量；
步骤3. 将硅片放入温度控制在40-90℃，浓度2-8%的NaOH或KOH碱性溶液中进行1.5-3分钟的碱腐蚀处理，该碱性溶液中加入制绒添加剂，对硅片进行二次制绒；
步骤4. 将碱腐蚀后的硅片放入在10-18MΩ·cm纯水中以喷淋、浸泡或者两种方法结合的方式进行清洗，以尽量降低碱液液在硅片表面的附着量；
步骤5. 将硅片放入5-15%的HCl和5-15%的HF混合溶液中浸泡0.5-1.5分钟，对硅片表面的氧化物和金属离子的进行有效去除；
步骤6. 将酸腐蚀后的硅片放在10-18MΩ·cm纯水中以喷淋、浸泡或者两种方法结合的方式进行清洗，以尽量降低酸液和硅片表面附着量；
步骤7.将以上处理过的硅片进行干燥处理。
2.如权利要求1所述的多晶硅片的制绒清洗工艺，其特征在于： 步骤1中需根据溶液与硅片反应的消耗量，适时补充一定量的HF和HNO3，以保证溶液的适当配比。
3.如权利要求1所述的多晶硅片的制绒清洗工艺，其特征在于：步骤3中需根据溶液与硅片反应的消耗量，适时补充一定量的NaOH或KOH，以保证溶液的适当配比。
4.如权利要求1所述的多晶硅片的制绒清洗工艺，其特征在于：步骤5中需根据溶液与硅片反应的消耗量，适时补充一定量的HF和HCl，以保证溶液的适当配比。
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