[发明专利]一种晶体硅RIE制绒表面损伤层的清洗工艺

说明书

技术领域

本发明涉及硅晶体清洗工艺，特别是设置到一种晶体硅RIE制绒表面损伤层的清洗工艺。

背景技术

为了提高光伏发电的效率，降低光伏发电的成本，于是引入了表面织构工艺即制绒。它通过增加电池对光的吸收，降低表面反射率，增大太阳能电池的短路电流以达到提高太阳电池效率的目的。人们尝试了许多新的制绒工艺，如机械刻槽、反应离子刻蚀、蜂窝绒面结构技术、电化学腐蚀等。目前，反应离子刻蚀法（RIE）在产业化生产中应用较多，它可以在常规工艺制绒后得到的粗糙绒面上，形成更为精细的绒面结构，大大降低反射率，提高电池效率。

但RIE制绒也有其不足之处，其中，最主要的问题是制绒后，在硅片表面形成损伤层，厚度在0.1-0.4μm。目前在晶体硅太阳能电池产业化生产中一般会采用强碱性（NaOH、KOH），或强酸性（HF+HNO3）化学品的水溶液对硅片表面的损伤层进行清洗，基本步骤是：先用HF+HNO3 +H2O 酸洗（去除表面损伤层，生成SiO2）→NaOH或KOH碱洗（去除酸洗后生成的多孔硅，中和表面残留酸液）→HF酸洗（去除SiO2，中和表面残留碱液）。但是这些常规去损伤层工艺会出现过度刻蚀，影响硅片表面的陷光效果。

发明内容

本发明的目的即在于克服现在技术的不足，提供一种晶体硅RIE制绒表面损伤层的清洗工艺，解决现有技术在清洗硅片损伤层时因容易出现过度的刻蚀，从而影响到硅片表面的陷光效果的缺点。 

本发明是通过以下技术方案来实现的：一种晶体硅RIE制绒表面损伤层的清洗工艺，包括以下步骤：

（1）对RIE刻蚀后的硅片表面损伤层进行去离子水表面预清洗；

（2）制备清洗溶液，该清洗溶液为HF、HCl和H₂O₂的混合溶液，并且HF、HCl和H₂O₂按体积比为3～15：3～15：1～5；

（3）使用步骤（2）中制备的清洗溶液对硅片进行去损伤层清洗4～15min，去除RIE刻蚀后表面的损伤层，降低光生载流子的复合速率；

（4）再用去离子水对硅片进行清洗，甩干后备用。

进一步，上述步骤（2）中所述的清洗溶液中，采用HF、HCl和H₂O₂体积比为3 ：7： 2，清洗时间5～6min，这样清洗的效果最佳。

本发明的有益效果是：

（1）本发明的清洗工艺对损伤层的刻蚀速率较慢，确保在刻蚀过程不对硅片表面绒面结构产生影响，适用于晶体硅RIE制绒的精细化表面结构的去损伤过程；

（2）工艺过程简单，无需经过碱洗和二次酸洗，大大减少了工艺流程，节省了原料，减低生产成本，适合产业化生产；

（3）废液排放量大幅减少，减轻了后续处理的负担，有利于本行业产业的优化，有非常好的发展前景。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明：

【实施例1】

一种晶体硅RIE制绒表面损伤层的清洗工艺，包括以下步骤：

（1）对RIE刻蚀后的硅片表面损伤层进行去离子水表面预清洗；

（2）制备清洗溶液，该清洗溶液为HF、HCl和H₂O₂的混合溶液，并且HF、HCl和H₂O₂按体积比为3：3：1；

（3）使用步骤（2）中制备的清洗溶液对硅片进行去损伤层清洗15min，去除RIE刻蚀后表面的损伤层，降低光生载流子的复合速率；

（4）再用去离子水对硅片进行清洗，甩干后备用。

通过本实施例清洗完成后的硅片的少子寿命为4.53μs

【实施例2】

一种晶体硅RIE制绒表面损伤层的清洗工艺，包括以下步骤：

（1）对RIE刻蚀后的硅片表面损伤层进行去离子水表面预清洗；

（2）制备清洗溶液，该清洗溶液为HF、HCl和H₂O₂的混合溶液，并且HF、HCl和H₂O₂按体积比为3：7：2；

（3）使用步骤（2）中制备的清洗溶液对硅片进行去损伤层清洗6min，去除RIE刻蚀后表面的损伤层，降低光生载流子的复合速率；

（4）再用去离子水对硅片进行清洗，甩干后备用。

通过本实施例清洗完成后的硅片的少子寿命为8.2μs。

【实施例3】