矽片表面的氮化矽膜的清洗液及清除方法
2023-12-12 04:07:37 2
專利名稱：矽片表面的氮化矽膜的清洗液及清除方法
技術領域：
本發明涉及太陽能電池製備技術領域，具體而言，涉及一種矽片表面的氮化矽膜的清洗液及清除方法。
背景技術：
現有技術中，晶矽電池的生產主要流程通常為制絨、擴散、溼法刻蝕、減反射膜的沉積、絲網印刷和燒結。其中，減反射膜的沉積通常是採用PECVD(Plasma EnhancedChemical Vapor Deposition,等離子增強化學氣相沉積法)工藝形成氮化娃膜。氮化娃(SI3N4)膜是深藍色減反膜-Si3N4膜，其具有卓越的抗氧化和絕緣性能，同時具有良好的阻擋鈉離子、掩蔽金屬和水蒸汽擴散的能力；它的化學穩定性也很好，除氫氟酸和熱磷酸能緩慢腐蝕外，其它酸與它基本不起作用。然而，在太陽能電池生產過程中，PECVD工序由於設備或工藝的異常，容易出現鍍膜外觀不合格電池片。如掉渣片、彩虹片等，其中，掉渣片是指由於設備上長期沉積的氮化矽顆粒掉到矽片表面，導致被氮化矽遮擋部位不能鍍上的氮化矽膜的矽片；彩虹片是指由於設備傳輸停止，承載矽片的石墨舟停滯在工藝腔室內，形成的矽片表面氮化矽膜薄厚不均的矽片，由於不同的氮化矽沉積厚度會呈現不同的顏色，因此，此類矽片稱為彩虹片。為了降低生產成本，此類電池片需要在印刷前挑出採用特殊清洗方法進行處理從而達到二次利用的目的。目前，通常使用下述方法對不合格的矽片進行清理1、用氫氟酸清洗PECVD後的氮化矽膜使用HF與純水調節適宜濃度的清洗液，對鍍膜後的矽片進行浸泡清洗去膜。2、用磷酸清洗PECVD後氮化矽膜使用H3PO4與純水調節適宜濃度的清洗液，對鍍膜後後的矽片進行浸泡清洗去膜。3、用氫氟酸和硝酸混合液清洗PECVD後氮化矽膜使用HF與HNO3混合液調節適宜濃度清洗液，對PECVD後矽片進行浸泡清洗去膜。但是現有的這些清洗方法通常會造成嚴重的浪費，這是因為PECVD後不合格矽片分為兩種1、掉渣片整體鍍膜均勻80nm左右，部分表面未鍍膜造成的表面不合格；2、彩虹片單片膜厚不均勻膜厚在75 200nm。現有工藝對第一種不合格矽片可以清理進行再利用，第二種鍍膜後不合格矽片由於膜厚不均使用現有第1、2種方案無法對此類矽片進行處理，導致無法二次利用造成浪費。使用第3種方案可以去除，但是由於第3中方案中藥液會對矽片進行腐蝕，同時彩虹片氮化矽膜的薄厚不均，藥液不同膜厚的氮化矽膜腐蝕速率不同。為了完全將整片的氮化矽膜清洗乾淨，清洗後會導致矽片薄厚不均無法二次利用。
發明內容
本發明旨在提供一種矽片表面的氮化矽膜的清洗液及清除方法，以解決現有技術中的清洗方法不能有效地對掉渣片或彩虹片進行氮化矽膜清除的技術問題。為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種矽片表面的氮化矽膜的清除方法。該方法包括以下步驟採用清洗液清除矽片表面的氮化矽膜，其中清洗液含有質量比為I : 90 130的高錳酸鉀和氫氟酸。
進一步地，清洗液含有質量比為I : 120的高錳酸鉀和氫氟酸。進一步地，清洗液中高錳酸鉀的質量百分含量I % 10%，氫氟酸的質量百分含量為40% 80%。進一步地，矽片為掉渣片，採用清洗液在室溫下對掉渣片浸泡O. 4 I小時。進一步地，採用清洗液對掉渣片浸泡O. 5小時。進一步地，矽片為彩虹片，採用清洗液在室溫下對彩虹片浸泡3. 5 4. 5小時。進一步地,採用清洗液對彩虹片浸泡4小時。進一步地，在採用清洗液清除矽片表面的氮化矽膜後進一步包括採用純淨水對矽片進行衝洗兩次，然後用熱風乾燥法對去除氮化矽膜的矽片進行乾燥。根據本發明的另一個方面，提供一種用於清除矽片表面氮化矽膜的清除液，該清洗液中高錳酸鉀的質量百分含量為1% 10%，氫氟酸的質量百分含40% 80%。應用本發明的技術方案，採用高錳酸鉀和氫氟酸按照I : 90 130的質量比溶於水中配製成的清洗液對不合格的矽片(掉渣片或彩虹片)表面的氮化矽膜進行清洗，不僅可以去除表面的氮化矽膜，同時還能保證矽片的厚度，並且對矽片的腐蝕不受反應時間長短的影響。
具體實施例方式需要說明的是，在不衝突的情況下，本發明中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。下面將結合實施例來詳細說明本發明。根據本發明一種典型的實施方式，氮化矽膜的清除方法包括以下步驟採用清洗·液清除矽片表面的氮化矽膜，其中清洗液含有質量比為I : 90 130的高錳酸鉀和氫氟酸。採用高錳酸鉀和氫氟酸按照I : 90 130的質量比溶於水中配製成的清洗液對不合格的矽片(掉渣片或彩虹片)表面的氮化矽膜進行清除，由於高錳酸鉀具有氧化性只於氮化矽反應不於矽片反應。對於清洗彩虹片，由於矽片表面的氮化矽膜的薄厚不均導致不合格彩虹片的產生主要原因，使用本發明不僅可以去除表面的氮化矽膜，同時還能保證矽片的厚度，不受反應時間的影響對矽片腐蝕。目前現有的工藝，大部分是採用硝酸於HF的混合液，其中硝酸也有具有氧化性，但是同時也和矽片反應。由於彩虹片上氮化矽膜的薄厚不均，膜薄的地方清洗去除後會繼續腐蝕矽片，導致全部氮化矽膜去除後矽片的薄厚不均，影響二次利用。優選地，所述清洗液含有質量比為I : 120的高錳酸鉀和氫氟酸。採用本發明的清洗液，可以根據要去除的氮化矽膜的厚度等進行濃度的調節，優選地,清洗液中高錳酸鉀的質量百分含量為1% 10%，氫氟酸的質量百分含量為40% 80%。當然，低濃度的清洗液可以適當的延長浸泡時間，清洗液的濃度高時，可以適當的縮短浸泡時間，根據本發明一種典型的實施方式，採用清洗液在室溫下對掉渣片浸泡O. 4 I小時。優選地，採用清洗液對掉渣片浸泡O. 5小時。根據本發明一種典型的實施方式，採用清洗液在室溫下對彩虹片浸泡3. 5 4. 5小時。優選地，採用清洗液對彩虹片浸泡4小時。採用本發明的技術方案對不合格矽片(掉渣片或彩虹片)的氮化矽膜進行去除後，可以採用本領機通常採用的方法對氮化矽膜進行進一步的清理，優選地，在採用清洗液清除所述矽片表面的氮化矽膜之後進一步包括採用純淨水對矽片進行衝洗兩次，然後用熱風乾燥法對去除氮化矽膜的矽片進行乾燥。熱風乾燥優勢在於1、對矽片液體殘留去除乾淨；2、乾燥時間短。下面將結合實施例進一步說明本發明的有益效果。實施例II)清洗液的配製將高錳酸鉀和氫氟酸按照I : 90的質量比溶於水中配製成清洗液，氫氟酸的質量百分含量為80% ；2)將掉渣片插入片盒中，放入配好的清洗液；3)室溫下浸泡30分鐘；
4)取出矽片用純淨水衝洗2次；5)採用熱風乾燥將矽片經行熱風乾燥。實施例2I)清洗液的配製將高錳酸鉀和氫氟酸按照I : 120的質量比溶於水中配製成清洗液，氫氟酸的質量百分含量為40% ；2)將彩虹片插入片盒中，放入配好的清洗液；3)室溫下浸泡4小時；4)取出矽片用純淨水衝洗2次；5)採用熱風乾燥將矽片經行熱風乾燥。實施例3I)清洗液的配製將高錳酸鉀和氫氟酸按照I : 120的質量比溶於水中配製成清洗液，氫氟酸的質量百分含量為60% ；2)將掉渣片插入片盒中，放入配好的清洗液；3)室溫下浸泡60分鐘；4)取出矽片用純淨水衝洗2次；5)採用熱風乾燥將矽片經行熱風乾燥。二次利用矽片的標準I、表面沒有異物殘留，表面均呈原矽片顏色。2、清洗後矽片厚度較清洗前矽片厚度減少< 15%，矽片薄厚均勻公差小於20um。利用上述方法進行彩虹片的清洗，結果如表I所示。表I
待清洗矽片類時清洗後效果__S__|0]__
現有工彩虹片5h 表面殘留氮化矽膜，厚度減少>15%,矽片薄厚不均公差大
藝於40um
實施例I彩虹片4h表面潔淨無殘留，厚度減少<15%,矽片薄厚均勻公差小於
____2 Oum_
實施例2彩虹片9h表面潔淨無殘留，厚度減少<15%，矽片薄厚均勻公差小於
20um
實施例3掉渣片 Ih表面潔淨無殘留，厚度減少<15%,矽片薄厚均勻公差小於__20um_表I的數據說明，目前的工藝不具備清洗彩虹片的能力，本發明主要是針對彩虹片的清洗有突出的效果，而且採用本發明的清洗方法長時間清洗不會對原矽片造成影響，不用考慮清洗時間對矽片的損害，可以回收再利用。以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來 說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種矽片表面的氮化矽膜的清除方法，其特徵在於，包括以下步驟 採用清洗液清除所述矽片表面的氮化矽膜，其中所述清洗液含有質量比為I : 90 130的高猛酸鉀和氫氟酸。
2.根據權利要求I所述的清除方法，其特徵在於，所述清洗液含有質量比為I: 120的高錳酸鉀和氫氟酸。
3.根據權利要求I所述的清除方法，其特徵在於，所述清洗液中高錳酸鉀的質量百分含量1% 10%,所述氫氟酸的質量百分含量為40% 80%。
4.根據權利要求I所述的清除方法，其特徵在於，所述矽片為掉渣片， 採用所述清洗液在室溫下對所述掉渣片浸泡O. 4 I小時。
5.根據權利要求4所述的清除方法，其特徵在於，採用所述清洗液對所述掉渣片浸泡O.5小時。
6.根據權利要求I所述的清除方法，其特徵在於，所述矽片為彩虹片，採用所述清洗液在室溫下對所述彩虹片浸泡3. 5 4. 5小時。
7.根據權利要求6所述的清除方法，其特徵在於，採用所述清洗液對所述彩虹片浸泡4小時。
8.根據權利要求I所述的清除方法，其特徵在於，在所述採用清洗液清除所述矽片表面的氮化矽膜後進一步包括 採用純淨水對所述矽片進行衝洗兩次，然後用熱風乾燥法對去除氮化矽膜的所述矽片進行乾燥。
9.一種用於清除矽片表面氮化矽膜的清除液，其特徵在於，所述清洗液含有質量比為I 90 130的高錳酸鉀和氫氟酸，所述清洗液中高錳酸鉀的質量百分含量為1% 10%，所述氫氟酸的質量百分含40% 80%。
全文摘要
本發明公開了一種矽片表面的氮化矽膜的清洗液及清除方法。該方法包括以下步驟採用清洗液清除矽片表面的氮化矽膜，其中清洗液含有質量比為1∶90～130的高錳酸鉀和氫氟酸。應用本發明的技術方案，採用高錳酸鉀和氫氟酸按照1∶90～130的質量比溶於水中配製成的清洗液對不合格的矽片(掉渣片或彩虹片)表面的氮化矽膜進行清洗，不僅可以去除表面的氮化矽膜，同時還能保證矽片的厚度，並且對矽片的腐蝕不受反應時間長短的影響。
文檔編號B08B3/02GK102921665SQ20121036554
公開日2013年2月13日 申請日期2012年9月27日 優先權日2012年9月27日
發明者王振如 申請人:英利能源(中國)有限公司