太阳能硅片的化学清洗工艺.doc

太阳能硅片的化学清洗工艺

标签： 硅片  化学清洗  污染  太阳能  离子  分类： 太阳能硅片切割技术交流 2009-01-10 23:29

    太阳能硅片经过线切割机的切割加工后，其表面已受到严重沾污，要达到太阳能发电的工业应用标准，就必须经过严格的清洗工序。由于切割带来的严重污染，其表面的清洗工序也必然需要比较复杂和精细的工艺流程。
一、硅片污染分类
   具体来说太阳能硅片表面沾污大致可分为三类：  
     1、有机杂质沾污： 可通过有机试剂的溶解作用，结合兆声波清洗技术来去除。 
     2、颗粒沾污：运用物理的方法可采机械擦洗或兆声波清洗技术来去除粒径 ≥ 0.4 μm颗粒，利用兆声波可去除 ≥ 0.2 μm颗粒。
     3、金属离子沾污：该污染必须采用化学的方法才能将其清洗掉。硅片表面金属杂质沾污又可分为两大类： （1）、 沾污离子或原子通过吸附分散附着在硅片表面。 （2）、带正电的金属离子得到电子后面附着（尤如“电镀”）到硅片表面。
二、硅片表面污染的清洗技术与方法
    硅抛光片的化学清洗目的就在于去除这种沾污，使得硅片达到工业应用的标准。自1970年美国RCA实验室提出的浸泡式RCA化学清洗工艺得到了广泛应用，1978年RCA实验室又推出兆声清洗工艺，近几年来以RCA清洗理论为基础的各种清洗技术不断被开发出来，比较潮流的清洗技术有 ：   
    ⑴ 美国FSI公司推出离心喷淋式化学清洗技术。
    ⑵ 美国原CFM公司推出的Full-Flow systems封闭式溢流型清洗技术。
    ⑶ 美国VERTEQ公司推出的介于浸泡与封闭式之间的化学清洗技术（例Goldfinger Mach2清洗系统）。
    ⑷ 美国SSEC公司的双面檫洗技术（例M3304 DSS清洗系统）。  
    ⑸ 曰本提出无药液的电介离子水清洗技术（用电介超纯离子水清洗）使抛光片表面洁净技术达到了新的水平。
    ⑹ 以HF / O3为基础的硅片化学清洗技术。
    目前在实际的太阳能硅片切割清洗过程中，一般按按下述办法进行清洗以去除沾污。
　  1、 用 H2O2作强氧化剂，使“电镀”附着到硅表面的金属离子氧化成金属，溶解在清洗液中或吸附在硅片表面。
　  2、 用无害的小直径强正离子（如H+），一般用HCL作为H+的来源，替代吸附在硅片表面的金属离子，使其溶解于清洗液中，从而清除金属离子。
　  3、用大量去离子水进行超声波清洗，以排除溶液中的金属离子。  
　  由于SC-1是H2O2和NH4OH的碱性溶液，通过H2O2的强氧化和NH4OH的溶解作用，使有机物沾污变成水溶性化合物，随去离子水的冲洗而被排除；同时溶液具有强氧化性和络合性，能氧化Cr、Cu、Zn、Ag、Ni、Co、Ca、Fe、Mg等，使其变成高价离子，然后进一步与碱作用，生成可溶性络合物而随去离子水的冲洗而被去除。因此用SC-1液清洗抛光片既能去除有机沾污，亦能去除某些金属沾污。在使用SC-1液时结合使用兆声波来清洗可获得更好的清洗效果。 
    另外SC-2是H2O2和HCL的酸性溶液，具有极强的氧化性和络合性，能与氧化以前的金属作用生成盐随去离子水冲洗而被去除。被氧化的金属离子与CL-作用生成的可溶性络合物亦随去离子水冲洗而被去除。