[发明专利]一种碱清洗干法制绒工艺

说明书

本发明公开了一种碱清洗干法制绒工艺，包括：1）硅片预清洗阶段依次为使用KOH/H2O2的混合溶液、去离子水、KOH溶液、去离子水、HF/HCL的混合溶液、去离子水清洗硅片后脱水、烘干；2）干法制绒阶段：烘干后的硅片再经过RIE干法制绒后，得到黑硅；3）黑硅清洗阶段依次为使用HF去除硅片表面的反应副产物，再依次使用去离子水、KOH溶液、去离子水、HF/HCL的混合溶液、去离子水清洗硅片后脱水烘干得到黑硅成品。本发明由于避免了使用含有N元素的HNO3及BOE而极大降低了污水处理难度及排废量；RIE后使用碱清洗的微观尖端组织减少，可带来一定程度的提效，工艺时间可大大减少并大大提高产能。

技术领域

本发明涉及太阳能电池硅片生产技术领域，特别涉及一种用于太阳能电池硅片的碱清洗干法制绒工艺。

背景技术

干法制绒前，硅片需经过预处理，去掉硅片表面的脏污及机械损伤层，并形成一定的绒面结构，常规的处理方式是用HF/HNO3混酸体系腐蚀预处理。经干法制绒后，需去除黑硅表面的微损伤层，常规的处理方式是用BOE（BOE是HF与NH4F依不同比例混合而成的缓冲蚀刻液）/H2O2的混合液。

但是常规的酸清洗制绒工艺存在如下不足：

①酸的成本较高，且酸属于危险化学品，容易对设备及工人造成损伤；

②由于HNO3及BOE中均含有N元素，废水排放污染严重且废水处理难度较大、成本投入较高。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种碱清洗干法制绒工艺，包括如下步骤：

1）硅片预清洗阶段：

①使用KOH/H2O2的混合溶液清洗硅片60-120s，KOH的质量分数为0.5wt%-3wt%，H2O2的质量分数为3wt%-8wt%，混合均匀，加热到60-80℃；

②使用常温去离子水清洗硅片60-120s；

③使用KOH（可使用添加剂，一种由多种阴离子和非离子表面活性剂及助洗剂组成的疏水性添加剂，添加剂的体积分数为0.2%-2.0%）清洗硅片，清洗时间70-180s，KOH的质量分数为5wt%-20wt%，温度控制在70-100℃；

④使用常温去离子水清洗硅片；

⑤使用HF/HCL的混合溶液清洗硅片60-180s，HF/HCL的质量分数均为3wt%-10wt%，常温清洗即可；

⑥使用常温去离子水清洗硅片60-120s；

⑦硅片脱水，烘干；

2）干法制绒：烘干后的硅片再经过RIE干法制绒后，得到黑硅，反射率3.5%-6.5%；

3）但由于黑硅表面存在微损伤层，必须要用湿法清洗的方式去除微损伤层，不同于传统的BOE/H2O2混合液处理，本发明采用碱液来去除微损伤层并将微观孔洞扩大，黑硅清洗阶段包括如下步骤：

①使用HF（也可使用HF/HCL的混合溶液，HCL的质量分数为1wt%-8wt%）去除硅片表面的一些反应副产物，HF的质量分数为1wt%-8wt%，常温下反应时间30-120s；

②使用常温去离子水清洗硅片60-120s；

③使用KOH（可使用添加剂，添加剂为一种或多种疏水性清洗剂，添加剂的体积分数为0.05%-1.0%）扩大硅片的微观孔洞，KOH的质量分数为0.05wt%-1.0wt%，温度控制在15-30℃，洗后硅片表面反射率9%-15%；

④使用常温去离子水清洗硅片60-120s；

⑤使用HF/HCL的混合溶液清洗硅片60-180s，HF/HCL的质量分数均为3wt%-10wt%，常温清洗即可；