适于异质结电池片湿法清洗的处理方法技术

本发明专利技术公开了一种适于制作硅基异质结电池片时表面湿法清洗的处理方法，在进行完去除损伤层、SC1预清洗、制绒工序后采用SC2>SC1>HF>HNO3/HF>HF的清洗顺序，其中SC2溶液富含HCL，可中和硅片表面制绒时所携带的碱性溶液，有效地去除K离子或Na离子，SC1溶液可去除硅片表面所携带的有机成分，有机成分主要来自制绒液中的有机添加剂。针对目前已知的制作单晶异质结电池片的清洗方法中不能完全去除硅片表面的有机残余、金属离子及改善表面粗糙度的问题，本发明专利技术通过合理地设计制绒后的清洗次序及优化各清洗步骤的工艺参数，消除了主要清洗步骤，如SC1，SC2,及HNO3/HF的相互干扰，有效地提高了清洗后硅片表面的洁净度及平滑度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及晶体硅太阳能电池领域，尤其涉及一种适于单晶异质结电池片湿法清洗的处理方法。
技术介绍
晶体硅太阳能电池的制作过程首先是要对硅片的表面进行绒面化处理。通常是先去除因切割而引起的表面损伤层，然后再对表面进行绒面化处理及适当的表面清洗，目的是减少入射光的反射，去除杂质，增加硅片对入射光的吸收从而提高太阳能电池片的短路电流。单晶硅异质结电池片中的PN结是在清洗后的硅片表面上，通过等离子体辅助化学气相沉积的方法生成厚度约为10nm的本征非晶硅与反型非晶硅薄膜复合层，即在n型硅衬底上要覆盖一层p型非晶硅薄膜来形成PN结，介于n型硅片衬底与p型非晶硅薄膜之间的是本征非晶硅薄膜，该层用于钝化清洗后硅片的表面，减少表面复合中心，提高太阳能电池片的电学性能，其要求钝化后的表面复合速率小于5cm/s,所以硅片表面的洁净度是影响本征非晶硅薄膜与硅片衬底界面质量的重要因素之一。因此在制作单晶硅异质结电池片，对硅片表面的处理要求是不同于使用扩散法的传统单晶硅电池，尤其是对硅片表面洁净度和粗糙度的控制最为关键。单晶硅片制绒后表面由尺寸不一、紧密相连的金字塔构成。形成金字塔的四个小平面的表面粗糙度一般都比较高，塔尖和谷底也很尖锐，会影响后道PECVD非晶硅薄膜沉积的平整度，其中四个小平面的粗糙度会增加后续磁控溅射沉积的透明导电薄膜的晶界。在电池片制作成组件后，经过长期使用，玻璃中的钠离子会逐渐通过透明导电薄膜的晶界扩散进入硅片内部，影响电池的性能，从而影响组件的可靠性。目前已知的制作单晶异质结电池片的清洗方法之一为[1]：SC2>HF>HNO3/HF>SC1>HF的处理方法，采用SC2>HF>HNO3/HF>SC1>HF的清洗顺序对硅片经HNO3/HF溶液中表面平滑处理后，再经过SC1进行表面清洗会糙化之前已平滑的表面。第二种的SC1>SC2>HF>HNO3/HF>HF的清洗顺序[2]，硅片经碱性制绒溶液处理后表面富含K或Na离子，这些离子很难在后续碱性SC1溶液中去除掉，因SC1本身就为碱性溶液。如图1所示，现有技术一般采用SC2>HF>HNO3/HF>SC1>HF的清洗顺序，该方法是在硅片经HNO3/HF溶液中表面平滑处理后，再经过SC1溶液进行表面清洗会糙化之前已经平滑的表面。这主要是因为SC1中的碱性物质NH4OH会对硅片的表面有微腐蚀的作用。如图2所示，现有技术另一种清洗采用SC1>SC2>HF>HNO3/HF>HF的清洗顺序，此方法的缺陷是硅片经碱性制绒溶液处理后表面富含K或Na离子，这些离子很难在后续碱性SC1清洗溶液中，即难以在NH4OH的溶液中去除掉，因NH4OH本身呈碱性。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供了一种可有效地去除硅片表面的有机物、金属离子，并降低硅片表面粗糙度的单晶异质结电池片湿法清洗的处理方法。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种适于单晶异质结电池片湿法清洗的处理方法，所述处理方法包括：步骤1、将硅片放入碱性溶液中进行去损伤层处理，然后用去离子水漂洗；步骤2、将步骤(1)去除损伤层后的硅片用SC1溶液进行预清洗，然后用去离子水漂洗；步骤3、将步骤(2)的硅片放入碱性溶液和制绒添加剂的混合溶液中进行制绒，然后用去离子水漂洗；步骤4、将步骤(3)的硅片用SC2溶液进行清洗，然后用去离子水漂洗；步骤5、将步骤(4)的硅片用SC1溶液进行清洗，然后用去离子水漂洗；步骤6、将步骤(5)的硅片用HF酸溶液进行清洗，然后用去离子水漂洗；步骤7、将步骤(6)的硅片用酸性混合溶液进行抛光腐蚀，然后用去离子水漂洗；步骤8、将步骤(7)的硅片用HF酸溶液进行清洗，然后用去离子水漂洗；步骤9、将步骤(8)的硅片慢提拉脱水，然后用氮气烘干。进一步地，步骤(1)所述碱性溶液为KOH或NaOH中的一种，质量百分比为3％-10％，去离子水质量百分比为90％-97％，硅片在所述碱性溶液处理时间为1-5分钟，处理温度为70℃-90℃，所述硅片腐蚀深度为5-20um。进一步地，所述步骤(2)和步骤(5)中的SC1溶液为碱性H2O2溶液，其中氨水质量百分比为1％-6％，双氧水质量百分比为4％-8％，去离子水质量百分比为86％-95％，所述硅片在碱性H2O2溶液中的处理时间为5-10分钟，处理温度为65℃-80℃。进一步地，所述步骤(3)制绒所用的碱性溶液为KOH或NaOH中的一种，其中质量百分比为0.5％-3％，硅片在碱性溶液中制绒时间为15-40分钟，处理温度为75℃-85℃。进一步地，所述步骤(4)中的SC2溶液为酸性H2O2溶液，其中盐酸质量百分比为2％-8％，双氧水质量百分比为1％-5％，去离子水质量百分比为87％-97％，处理温度为65℃-80℃、处理时间为5-10分钟。进一步地，所述步骤(6)和步骤(8)中的HF酸质量百分比为1％-8％，去离子水质量百分比为92％-99％，硅片在HF酸溶液中的处理时间为1-6分钟，处理温度为20℃-30℃。进一步地，所述步骤(7)中的酸性溶液为HNO3和HF的混合溶液，HNO3质量百分比为30％-50％，HF质量百分比为1％-3％，去离子水质量百分比为47％-69％，硅片在HNO3和HF的混合溶液处理时间为1-5分钟，处理温度为5℃-20℃。和现有技术相比，本专利技术具有如下优点：本专利技术顺序合理，针对传统单晶异质结太阳能电池制绒清洗方法中不能完全去除硅片表面的有机残余，金属离子等问题，采用SC2、SC1、HNO3/HF、HF的清洗方法，通过设计合理的清洗次序，可以更有效地去除硅片表面的有机物、金属离子，并且可最有效地降低硅片表面的粗糙度。本专利技术在硅片进行完去除损伤层、SC1预清洗、制绒工序后采用SC2>SC1>HF>HNO3/HF>HF的清洗顺序，因SC2为酸性H2O2溶液，而SC2溶液富含HCL，SC2溶液可中和硅片制绒时所残留的碱性溶液。SC1溶液可去除硅片表面所携带的有机成分。后续HNO3/HF对硅片的表面处理可以将粗糙的表面变得平滑，最后HNO3氧化硅片表面形成很薄的氧化层，此氧化层会在最后一步稀的氢氟酸溶液中去除掉，以到达洁净度很高的硅片表面。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为已有单晶异质结制绒清洗的一种工艺流程图。图2为已有单晶异质结制绒清洗的另一种工艺流程图。图3为本专利技术处理方法的工艺流程图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例如图3所示，本专利技术提供了一种适于异质结电池片湿法清洗的处理方法，所述处理方法包括：步骤1、将硅片放入碱性溶液中进行去损伤层处理，然后去离子水漂洗；步骤2、将步骤(1)去除损伤层后的硅片用SC1溶液进行预清洗，然后用去离子水漂洗；步骤3、将步骤(2)的硅片放入碱性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适于异质结电池片湿法清洗的处理方法，其特征在于，所述处理方法包括：步骤1、将硅片放入碱性溶液中进行去损伤层处理，然后用去离子水漂洗干净；步骤2、将步骤(1)去除损伤层后的硅片用SC1溶液进行预清洗，然后用去离子水漂洗；步骤3、将步骤(2)的硅片放入碱性溶液和制绒添加剂的混合溶液中进行制绒，然后用去离子水漂洗；步骤4、将步骤(3)的硅片用SC2溶液进行清洗，然后用去离子水漂洗；步骤5、将步骤(4)的硅片用SC1溶液进行清洗，然后用去离子水漂洗；步骤6、将步骤(5)的硅片用HF酸溶液进行清洗，然后用去离子水漂洗；步骤7、将步骤(6)的硅片用酸性混合溶液进行抛光腐蚀，然后用去离子水漂洗；步骤8、将步骤(7)的硅片用HF酸进行清洗，然后用去离子水漂洗；步骤9、将步骤(8)的硅片慢提拉脱水，然后用氮气烘干。

【技术特征摘要】
1.一种适于异质结电池片湿法清洗的处理方法，其特征在于，所述处理方法包括：步骤1、将硅片放入碱性溶液中进行去损伤层处理，然后用去离子水漂洗干净；步骤2、将步骤(1)去除损伤层后的硅片用SC1溶液进行预清洗，然后用去离子水漂洗；步骤3、将步骤(2)的硅片放入碱性溶液和制绒添加剂的混合溶液中进行制绒，然后用去离子水漂洗；步骤4、将步骤(3)的硅片用SC2溶液进行清洗，然后用去离子水漂洗；步骤5、将步骤(4)的硅片用SC1溶液进行清洗，然后用去离子水漂洗；步骤6、将步骤(5)的硅片用HF酸溶液进行清洗，然后用去离子水漂洗；步骤7、将步骤(6)的硅片用酸性混合溶液进行抛光腐蚀，然后用去离子水漂洗；步骤8、将步骤(7)的硅片用HF酸进行清洗，然后用去离子水漂洗；步骤9、将步骤(8)的硅片慢提拉脱水，然后用氮气烘干。2.根据权利要求1所述的一种适于异质结电池片湿法清洗的处理方法，其特征在于：步骤(1)所述碱性溶液为KOH或NaOH中的一种，质量百分比为3％-10％，去离子水质量百分比为90％-97％，硅片在所述碱性溶液中处理时间为1-5分钟，处理温度为70℃-90℃，硅片腐蚀深度为5-20um。3.根据权利要求1所述的一种适于异质结电池片湿法清洗的处理方法，其特征在于：所述步骤(2)和步骤(5)中的SC1溶液为碱性H2O2溶液，其中氨水质量百分比为1％-6％，双氧水质...

【专利技术属性】
技术研发人员：张杰，曾清华，宋广华，庄辉虎，林锦山，
申请(专利权)人：钧石中国能源有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35