一种用于Topcon碱抛清洗的方法与流程

一种用于topcon碱抛清洗的方法
技术领域
1.本发明属于光伏电池技术领域，尤其涉及一种用于topcon碱抛清洗的方法。


背景技术：

2.随着社会的发展，降本和提效已经成为光伏电池两大不可逃避的话题。太阳能电池作为当下新能源之一，其最重要工序碱抛清洗是太阳能电池制造工艺中不可缺少的一部分，随着清洗技术的不断改进，槽式碱抛清洗在提高太阳能电池的效率、降低工序成本上有了显著优势。
3.但是目前碱抛的后清洗槽采用的是50～70℃的温度下进行清洗，温度比较高，双氧水在此温度下挥发量较高，导致双氧水的耗量一直很高。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种用于topcon碱抛清洗的方法，本发明中的方法在保证碱抛清洗效果的同时，进一步降低了双氧水的消耗量，且对太阳能电池片的效率、良率无负面影响。
5.本发明提供了一种用于topcon碱抛清洗的方法，包括以下步骤：
6.(1)前清洗：清洗硅片表面残留脏污；
7.(2)水洗：冲洗已经脱附的杂质及硅片表面残留的碱液；
8.(3)碱抛：对硅片进行背面抛光；
9.(4)水洗：冲洗已经脱附的杂质及硅片表面残留的碱液；
10.(5)后清洗：使用氢氧化钠和双氧水混合液清洗硅片表面经过抛光后残留的脏污；氢氧化钠的质量浓度为1～2％，所述后清洗的温度为20～30℃；
11.(6)水洗：冲洗已经脱附的杂质及硅片表面残留的碱液；
12.(7)酸洗：使用氢氟酸和盐酸去除硅片表面残留的碱，及金属离子；
13.(8)水洗：冲洗已经脱附的杂质及硅片表面残留的酸液；
14.(9)慢提拉：预脱水为烘干硅片做准备；
15.(10)烘干：烘干硅片表面残留水分。
16.优选的，所述前清洗使用氢氧化钠和双氧水混合液进行前清洗，氢氧化钠的质量浓度为0.5～1％，双氧水的质量浓度为2～3％。
17.优选的，所述前清洗的温度为45～55℃，前清洗的时间为115～125s。
18.优选的，使用氢氧化钠和碱抛添加剂混合液进行碱抛，氢氧化钠的质量浓度为3～5％，碱抛添加剂混合液的浓度为1～2％。
19.优选的，所述碱抛的温度为55～65℃，碱抛的时间为225～235s。
20.优选的，所述后清洗中，双氧水混合液的质量浓度为0.5～1.5％，所述后清洗的时间为115～125s。
21.优选的，所述酸洗步骤中，氢氟酸的质量浓度为0.5～1％，盐酸的质量浓度为1.5
～2.5％。
22.优选的，所述酸洗的时间为95～105s。
23.优选的，所述烘干的温度为85～95℃，所述烘干的时间为790～810s。
24.本发明提供了一种topcon碱抛清洗的方法，包括进入碱抛机台前清洗、水洗、碱抛、水洗、后清洗、水洗、酸洗、水洗、慢提拉、烘干。本发明通过降低后清洗的工艺温度，减少双氧水的挥发，增加碱的浓度，促进双氧水的分解保证表面的清洗效果，从而降低双氧水的耗量的同时不影响清洗效果，低温可以降低碱对硅片表面的腐蚀，不易损伤表面，对碱抛减重、反射率等没有大的影响，同时验证了对电池片的效率及良率无负面影响。
具体实施方式
25.本发明提供了一种用于topcon碱抛清洗的方法，包括以下步骤：
26.(1)前清洗：清洗硅片表面残留脏污；
27.(2)水洗：冲洗已经脱附的杂质及硅片表面残留的碱液；
28.(3)碱抛：对硅片进行背面抛光；
29.(4)水洗：冲洗已经脱附的杂质及硅片表面残留的碱液；
30.(5)后清洗：使用氢氧化钠和双氧水混合液清洗硅片表面经过抛光后残留的脏污；氢氧化钠的质量浓度为1～2％，所述后清洗的温度为20～30℃；
31.(6)水洗：冲洗已经脱附的杂质及硅片表面残留的碱液；
32.(7)酸洗：使用氢氟酸和盐酸去除硅片表面残留的碱，及金属离子；
33.(8)水洗：冲洗已经脱附的杂质及硅片表面残留的酸液；
34.(9)慢提拉：预脱水为烘干硅片做准备；
35.(10)烘干：烘干硅片表面残留水分。
36.在本发明中，所述前清洗使用氢氧化钠和双氧水混合液进行清洗，在前清洗的清洗液中，所述氢氧化钠的质量浓度优选为0.5～1％，更优选为0.6～0.9％，如0.5％，0.6％，0.7％，0.8％，0.9％，1％，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值；在本发明中，所述双氧水混合液包括过氧化氢和水，为el级双氧水，在本发明中，所述双氧水混合溶液的浓度优选为30％。在所述前清洗的清洗液中，所述双氧水的质量浓度优选为2～3％，更优选为2.2～2.8％，如2％，2.1％，2.2％，2.3％，2.4％，2.5％，2.6％，2.7％，2.8％，2.9％，3％，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值。
37.在本发明中，所述前清洗的温度优选为45～55℃，如45℃，46℃，47℃，48℃，49℃，50℃，51℃，52℃，53℃，54℃，55℃，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值；所述前清洗的时间优选为115～125s，更优选为120s。
38.在本发明中，所述步骤(2)中的水洗用于冲洗经过前清洗已经脱附的杂质及硅片表面残留的碱液，采用本领域常规的水洗方法即可，本发明在此不再赘述。
39.在本发明中，所述碱抛使用氢氧化钠和碱抛添加剂混合溶液进行，所述氢氧化钠的质量浓度优选为3～5％，更优选为4～5％，如3％，3.1％，3.2％，3.3％，3.4％，3.5％，3.6％，3.7％，3.8％，3.9％，4％，4.1％，4.2％，4.3％，4.4％，4.5％，4.6％，4.7％，4.8％，4.9％，5％，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值；所述碱抛添加剂混合溶液包括1～2wt％的苯甲酸钠、3～4wt％的消泡剂、7～9wt％的表面活性剂和余量的水，在所述碱抛
所使用的碱抛液中，所述碱抛添加剂(苯基酸钠、消泡剂和表面活性剂的总质量)的质量浓度优选为1～2％，更优选为1.2～1.8％，如1％，1.1％，1.2％，1.3％，1.4％，1.5％，1.6％，1.7％，1.8％，1.9％，2％，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值。
40.在本发明中，所述碱抛的温度优选为55～65℃，如55℃，56℃，57℃，58℃，59℃，60℃，61℃，62℃，63℃，64℃，65℃，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值；所述碱抛的时间优选为225～235s，更优选为230s。
41.在本发明中，所述步骤(4)中的水洗用于冲洗碱抛后已经脱附的杂质及硅片表面残留的碱液，采用本领域常规的水洗方法即可，本发明在此不再赘述。
42.在本发明中，所述后清洗中，氢氧化钠的质量浓度优选为1～2％，更优选为1.2～1.8％，如1％，1.1％，1.2％，1.3％，1.4％，1.5％，1.6％，1.7％，1.8％，1.9％，2％，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值；所述双氧水混合液的质量浓度优选为0.5～1.5％，更优选为0.8～1.2％，如0.5％，0.6％，0.7％，0.8％，0.9％，1％，1.1％，1.2％，1.3％，1.4％，1.5％，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值。
43.所述后清洗的温度为常温，如20～30℃，优选为20～25℃，如20℃，21℃，22℃，23℃，24℃，25℃，26℃，27℃，28℃，29℃，30℃，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值；所述后清洗的时间优选为115～125s，更优选为120s。
44.在本发明中，所述步骤(6)中的水洗用于冲洗后清洗中已经脱附的杂质及硅片表面残留的碱液，采用本领域常规的水洗方法即可，本发明在此不再赘述。
45.在本发明中，所述酸洗中氢氟酸的质量浓度优选为0.5～1％，更优选为0.6～0.9％，如0.5％，0.6％，0.7％，0.8％，0.9％，1％，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值；盐酸的质量浓度优选为1.5～2.5％，更优选为1.8～2.3％，如1.5％，1.6％，1.7％，1.8％，1.9％，2％，2.1％，2.2％，2.3％，2.4％，2.5％，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值。
46.所述酸洗的温度优选为常温；所述酸洗的时间优选为95～105s，更优选为100s。
47.在本发明中，所述慢提拉为预脱水为烘干硅片做准备，为本领域常用的方法，本发明在此不再赘述。
48.在本发明中，所述烘干的温度优选为85～95℃，如85℃，86℃，87℃，88℃，89℃，90℃，91℃，92℃，93℃，94℃，95℃，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值；所述烘干的时间优选为790～810s，更优选为795～805s，如790s，795s，800s，805s，810s，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值。
49.本发明提供了一种topcon碱抛清洗的方法，包括进入碱抛机台前清洗、水洗、碱抛、水洗、后清洗、水洗、酸洗、水洗、慢提拉、烘干。本发明通过降低后清洗的工艺温度，减少双氧水的挥发，增加碱的浓度，促进双氧水的分解保证表面的清洗效果，从而降低双氧水的耗量的同时不影响清洗效果，低温可以降低碱对硅片表面的腐蚀，不易损伤表面，对碱抛减重、反射率等没有大的影响，同时验证了对电池片的效率及良率无负面影响。
50.为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种用于topcon碱抛清洗的方法进行详细描述，但不能将其理解为对本发明保护范围的限定。
51.实施例1
52.步骤s01、前清洗：清洗硅片表面残留脏污；氢氧化钠的浓度为0.65％，双氧水混合
液的浓度为3.04％，工艺时间为120秒，工艺温度50℃的温度；
53.步骤s02、水洗：冲洗已经脱附的杂质及硅片表面残留的碱液；
54.步骤s03、碱抛：对硅片进行背面抛光；氢氧化钠的浓度为3.48％，碱抛添加剂混合液浓度为1.09％，工艺时间为230秒，工艺温度62的温度；
55.步骤s04、水洗：冲洗已经脱附的杂质及硅片表面残留的碱液；
56.步骤s05、后清洗：清洗硅片表面经过抛光后残留的脏污；氢氧化钠的浓度为0.65％，双氧水混合液的浓度为3.04％，工艺时间为120秒，工艺温度为常温；
57.步骤s06、水洗：冲洗已经脱附的杂质及硅片表面残留的碱液；
58.步骤s07、酸洗：去除硅片表面残留的碱，及金属离子；氢氟酸的浓度为0.47％，盐酸的浓度为2.40％，工艺时间为100秒；
59.步骤s08、水洗：冲洗已经脱附的杂质及硅片表面残留的酸液；
60.步骤s09、慢提拉：预脱水为烘干硅片做准备；
61.步骤s10、烘干：烘干硅片表面残留水分，烘干温度为90℃，烘干时间为800秒。
62.比较例1
63.按照实施例1中的方法进行碱抛清洗，不同的是，后清洗步骤中氢氧化钠的浓度为3.56％，双氧水混合液的浓度为1.78％，工艺温度为60℃。
64.在碱抛清洗过程中，实施例1和比较例1在后清洗步骤中清洗剂消耗量如表1所示：
65.表1实施例1和比较例1后清洗中清洗剂消耗量
[0066][0067]
根据表1内的数据，采用本发明的冷碱洗配方，相比较原配方来说，双氧水初配由21l降低到8l，过程补由1500ml降低到560ml，综合来看双氧水的的单耗由原配方的3.4ml/pcs降低到1.3ml/pcs，降幅接近62％。
[0068]
对实施例1和比较例1碱抛清洗后的硅片进行性能检测，结果如表2～3所示：
[0069]
表2实施例1和比较例1碱抛清洗后的硅片的物理性能
[0070] 减重/g反射率/％塔基/um比较例10.22446.059.78实施例10.21846.129.54
[0071]
表3实施例1和比较例1碱抛清洗后的硅片的电性能
[0072]
[0073]
从表2和表3来看，冷碱洗工艺对碱抛的减重、反射率等工艺参数无影响，电性能和良率无负面影响差异不大。
[0074]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种用于topcon碱抛清洗的方法，包括以下步骤：(1)前清洗：清洗硅片表面残留脏污；(2)水洗：冲洗已经脱附的杂质及硅片表面残留的碱液；(3)碱抛：对硅片进行背面抛光；(4)水洗：冲洗已经脱附的杂质及硅片表面残留的碱液；(5)后清洗：使用氢氧化钠和双氧水混合液清洗硅片表面经过抛光后残留的脏污；氢氧化钠的质量浓度为1～2％，所述后清洗的温度为20～30℃；(6)水洗：冲洗已经脱附的杂质及硅片表面残留的碱液；(7)酸洗：使用氢氟酸和盐酸去除硅片表面残留的碱，及金属离子；(8)水洗：冲洗已经脱附的杂质及硅片表面残留的酸液；(9)慢提拉：预脱水为烘干硅片做准备；(10)烘干：烘干硅片表面残留水分。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述前清洗使用氢氧化钠和双氧水混合液进行前清洗，氢氧化钠的质量浓度为0.5～1％，双氧水的质量浓度为2～3％。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述前清洗的温度为45～55℃，前清洗的时间为115～125s。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用氢氧化钠和碱抛添加剂混合液进行碱抛，氢氧化钠的质量浓度为3～5％，碱抛添加剂混合液的浓度为1～2％。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述碱抛的温度为55～65℃，碱抛的时间为225～235s。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述后清洗中，双氧水混合液的质量浓度为0.5～1.5％，所述后清洗的时间为115～125s。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述酸洗步骤中，氢氟酸的质量浓度为0.5～1％，盐酸的质量浓度为1.5～2.5％。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述酸洗的时间为95～105s。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述烘干的温度为85～95℃，所述烘干的时间为790～810s。

技术总结
本发明提供了一种Topcon碱抛清洗的方法，包括进入碱抛机台前清洗、水洗、碱抛、水洗、后清洗、水洗、酸洗、水洗、慢提拉、烘干。本发明通过降低后清洗的工艺温度，减少双氧水的挥发，增加碱的浓度，促进双氧水的分解保证表面的清洗效果，从而降低双氧水的耗量的同时不影响清洗效果，低温可以降低碱对硅片表面的腐蚀，不易损伤表面，对碱抛减重、反射率等没有大的影响，同时验证了对电池片的效率及良率无负面影响。响。


技术研发人员：鲁涛 付少剑 郁寅珑 王立富 郭小飞 张明明
受保护的技术使用者：滁州捷泰新能源科技有限公司
技术研发日：2023.03.14
技术公布日：2023/7/26