一種RIE制絨硅片表面修飾清洗方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開一種RIE制絨硅片表面修飾清洗方法，包括如下步驟：準(zhǔn)備RIE制絨硅片，并檢測(cè)絨面反射率；根據(jù)上述測(cè)試的反射率結(jié)果配制初次修飾清洗藥液，將硅片絨面浸入所述初次修飾清洗藥液中進(jìn)行初次清洗；將RIE制絨硅片取出，并采用去離子水清洗，去除硅片表面殘留的藥液；采用二次清洗液繼續(xù)對(duì)制絨硅片清洗；采用去離子水沖洗RIE制絨硅片，并用吹干。本發(fā)明專利技術(shù)根據(jù)RIE方法制絨的硅片表面特征配制特定比例的清洗藥液，通過搭配適當(dāng)?shù)那逑礈囟群颓逑磿r(shí)間有效去除硅片表面的缺陷，去除硅片絨面上尺寸嚴(yán)重偏小的凹坑，使絨面形貌平滑；采用本發(fā)明專利技術(shù)方法清洗后RIE絨面效果優(yōu)異，可有效提高電池效率，且本發(fā)明專利技術(shù)工藝流程簡單，易于在生產(chǎn)線上推廣。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于光伏電站領(lǐng)域中的晶體硅太陽能電池工藝領(lǐng)域，尤其涉及一種RIE制絨硅片表面修飾清洗方法。
技術(shù)介紹
隨著光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在電池片生產(chǎn)中，光電轉(zhuǎn)換效率的提升和電池制造成本的降低已成為整個(gè)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的根本。在晶體硅太陽能電池工藝中，制備絨面來降低硅片表面反射是提升電池效率的常用方法。用RIE方法制備絨面是降低硅片表面反射，增加光吸收，從而提高太陽能電池效率的有效手段。然而，由于RIE制絨工藝中等離子體對(duì)硅片表面轟擊造成硅片表面的微結(jié)構(gòu)缺陷多，制成電池后由于表面復(fù)合嚴(yán)重，電池效率反而偏低。同時(shí)，RIE制絨后的硅片表面凹坑尺寸不均勻，特別是存在很多尺寸嚴(yán)重偏小的凹坑，在后續(xù)工藝中基本無法做到很好的鈍化。因此，RIE制絨的硅片經(jīng)常出現(xiàn)反射率低，但是電池效率不高的情況，因此對(duì)制絨后硅片表面的清洗以提升電池效率變得非常重要。專利CN102097536中公開了一種晶體硅RIE制絨的表面損傷層清洗工藝，并進(jìn)一步公開了包括以下步驟：：首先對(duì)反應(yīng)離子刻蝕后的硅片表面損傷層進(jìn)行去離子水表面預(yù)清洗；然后利用HF、HNO3與緩沖腐蝕劑按體積比HF∶HNO3∶緩沖腐蝕劑＝1∶50∶100的混合溶液進(jìn)行第一次去損傷清洗；之后再次進(jìn)行去離子水清洗；然后采用HN4OH、H2O2與H2O按體積比HN4OH∶H2O2∶H2O＝1∶1∶5的混合溶液在60℃～75℃進(jìn)行二次清洗刻蝕，二次清洗時(shí)間控制在5～15分鐘的范圍；完成后用0.5％濃度<br>的HF溶液進(jìn)行沾洗；最后用去離子水進(jìn)行清洗。該專利公開方案的清洗劑中含有氧化性以及腐蝕性較強(qiáng)的硝酸，在酸性環(huán)境下與氫氟酸混合清洗晶體硅RIE制絨的表面損傷層，較強(qiáng)的氧化、腐蝕性容易對(duì)制絨表面造成損傷；其次，在二次清洗刻蝕工藝中采用HN4OH、H2O2以及H2O的混合溶液，并在60℃～75℃下進(jìn)行，此反應(yīng)條件容易導(dǎo)致HN4OH、H2O2的熱分解，不僅降低對(duì)晶體硅RIE制絨的表面損傷層的清洗效率，還對(duì)操作工人的身體健康造成較大的損害。專利CN102728573中公開了一種種晶體硅RIE制絨表面損傷層的清洗工藝，并進(jìn)一步公開了包括以下步驟：(1)對(duì)RIE刻蝕后的硅片表面損傷層進(jìn)行去離子水表面預(yù)清洗；(2)制備清洗溶液，該清洗溶液為HF、HCl和H2O2的混合溶液，并且HF、HCl和H2O2按體積比為3～15：3～15：1～5；(3)使用步驟(2)中制備的清洗溶液對(duì)硅片進(jìn)行去損傷層清洗4～15min，去除RIE刻蝕后表面的損傷層，降低光生載流子的復(fù)合速率；(4)再用去離子水對(duì)硅片進(jìn)行清洗，甩干后備用。該專利公開方案的清洗劑對(duì)于RIE刻蝕后的絨面來說，反應(yīng)速度較快且不容易控制，易損壞RIE制備出來的納米絨面。且方案中HCl參與到清洗后產(chǎn)生的反應(yīng)物易改變藥液組分及濃度，增加了量產(chǎn)時(shí)的控制難度。同時(shí)，本方案處理后的硅片表面無法保證其疏水性。專利CN102312241中公開了一種對(duì)硅片表面的硅漿進(jìn)行腐蝕的化學(xué)腐蝕液，并進(jìn)一步公開了含以下體積百分含量的組分：NH4F水溶液40-43％、HF水溶液8-10％、H2O2水溶液48-52％；所述的NH4F水溶液的質(zhì)量百分含量為40-42％；所述的HF的質(zhì)量百分含量為40-42％；所述的H2O2的質(zhì)量百分含量為30-32％。該專利中公開了各組分水溶液的體積百分含量和質(zhì)量百分含量，然而各水溶液中溶質(zhì)的百分含量未清楚公開，并且依據(jù)常識(shí)兩組數(shù)據(jù)無法對(duì)應(yīng)；而且，在太陽能硅電池清洗領(lǐng)域中NH4F、HF等腐蝕藥劑的含量的微小變化對(duì)最終產(chǎn)品的清洗修飾效果是有很大影響的，特別是對(duì)于制絨后硅片表面的清洗，需要特定配方的藥劑搭配適當(dāng)?shù)那逑磿r(shí)間，否則NH4F、HF等腐蝕藥劑的含量偏高，對(duì)硅片表面的腐蝕性較強(qiáng)，不易控制反應(yīng)時(shí)間，容易產(chǎn)生清洗過度、導(dǎo)致廢片的現(xiàn)象；NH4F、HF等腐蝕藥劑的含量偏低，腐蝕性過低，容易導(dǎo)致清洗不足的現(xiàn)象，也會(huì)產(chǎn)生廢片問題，而且還影響生產(chǎn)效率。此外，在太陽能電池硅片之絨面清洗領(lǐng)域中，采用一步法很難對(duì)其清洗效果進(jìn)行把控，比較容易出現(xiàn)清洗過度和清洗不足的問題；為提高清洗效果又不損壞制絨面，一般采用兩步清洗法，配合清洗硅片表面的缺陷。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
專利技術(shù)目的：本專利技術(shù)目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種簡單、效果明顯并且實(shí)用范圍廣的RIE制絨硅片表面修飾清洗方法。技術(shù)方案：本專利技術(shù)所述的一種RIE制絨硅片表面修飾清洗方法，包括如下步驟：(1)準(zhǔn)備RIE制絨硅片，并檢測(cè)絨面反射率；(2)根據(jù)上述測(cè)試的反射率結(jié)果配制初次修飾清洗藥液，所述初次修飾清洗藥液包括NH4F、HF、H2O2和H2O，所述NH4F、HF、H2O2和H2O的摩爾比為5:1:4～10:20～30；將硅片絨面浸入所述初次修飾清洗藥液中進(jìn)行初次清洗；(3)將RIE制絨硅片取出，并采用去離子水清洗，去除硅片表面殘留的藥液；(4)采用二次清洗液繼續(xù)對(duì)制絨硅片清洗，所述二次清洗液包括HF、HCl和H2O，所述HF、HCl和H2O的摩爾比為1:1～3:6～9；(5)采用去離子水沖洗RIE制絨硅片，并用吹干。優(yōu)選地，所述初次修飾清洗藥液中NH4F、HF、H2O2和H2O的摩爾比為5:1:10:30或5:1:4:20。優(yōu)選地，步驟(2)中所述初次清洗溫度為25～40℃，清洗時(shí)間為250～500s。優(yōu)選地，所述二次清洗液中HF、HCl和H2O的摩爾比為1:1:8。優(yōu)選地，步驟(4)中二次清洗溫度為20～30℃，清洗時(shí)間為120～300s。優(yōu)選地，為防止硅片表面產(chǎn)生污染，步驟(5)中采用N2或壓縮空氣將硅片吹干。優(yōu)選地，所述RIE制絨硅片為P型多晶硅片。有益效果：(1)本專利技術(shù)根據(jù)RIE方法制絨的硅片表面特征配制特定比例的清洗藥液，通過搭配適當(dāng)?shù)那逑礈囟群颓逑磿r(shí)間有效去除硅片表面的缺陷，去除硅片絨面上尺寸嚴(yán)重偏小的凹坑，使絨面形貌平滑，為后續(xù)工藝打下良好基礎(chǔ)；(2)本方法采用二次清洗方法，對(duì)初次清洗藥液進(jìn)行功能補(bǔ)充，有效去除硅片表面的贓污以及氧化層，并及時(shí)用去離子水清洗，制備優(yōu)異的疏水表面；(3)本專利技術(shù)工藝簡單，效果明顯，采用本專利技術(shù)方法清洗后RIE絨面效果優(yōu)異，既能最大程度發(fā)揮納微絨面的低反射率優(yōu)勢(shì)，又能避免由于絨面坑洞偏小造成鈍化困難，表面復(fù)合偏多的問題，可有效將電池效率由16.5％提高至18.7％以上，且本專利技術(shù)工藝流程簡單，易于在生產(chǎn)線上推廣。具體實(shí)施方式下面通過具體實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本專利技術(shù)的保護(hù)范圍不局限于所述實(shí)施例。實(shí)施例1：一種RIE制絨硅片表面修飾清洗方法，包括如下步本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種RIE制絨硅片表面修飾清洗方法，其特征在于包括如下步驟：(1)準(zhǔn)備RIE制絨硅片，并檢測(cè)絨面反射率；(2)根據(jù)上述測(cè)試的反射率結(jié)果配制初次修飾清洗藥液，所述初次修飾清洗藥液包括NH4F、HF、H2O2和H2O，所述NH4F、HF、H2O2和H2O的摩爾比為5:1:4～10:20～30；將硅片絨面浸入所述初次修飾清洗藥液中進(jìn)行初次清洗；(3)將RIE制絨硅片取出，并采用去離子水清洗，去除硅片表面殘留的藥液；(4)采用二次清洗液繼續(xù)對(duì)制絨硅片清洗，所述二次清洗液包括HF、HCl和H2O，所述HF、HCl和H2O的摩爾比為1:1～3:6～9；(5)采用去離子水沖洗RIE制絨硅片，并用吹干。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種RIE制絨硅片表面修飾清洗方法，其特征在于包括如下步驟：
(1)準(zhǔn)備RIE制絨硅片，并檢測(cè)絨面反射率；
(2)根據(jù)上述測(cè)試的反射率結(jié)果配制初次修飾清洗藥液，所述初次修飾清洗藥液
包括NH4F、HF、H2O2和H2O，所述NH4F、HF、H2O2和H2O的摩爾比為5:1:4～10:20～30；
將硅片絨面浸入所述初次修飾清洗藥液中進(jìn)行初次清洗；
(3)將RIE制絨硅片取出，并采用去離子水清洗，去除硅片表面殘留的藥液；
(4)采用二次清洗液繼續(xù)對(duì)制絨硅片清洗，所述二次清洗液包括HF、HCl和H2O，
所述HF、HCl和H2O的摩爾比為1:1～3:6～9；
(5)采用去離子水沖洗RIE制絨硅片，并用吹干。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RIE制絨硅片表面修飾清洗方法，其特征在于：所述初
次修飾清洗藥液中NH4...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：黃鈞林，范維濤，周肅，黃青松，黃惜惜，張鑫，勾憲芳，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中節(jié)能太陽能科技鎮(zhèn)江有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇;32