太阳能硅片的清洗以及原理 _硅片

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太阳能硅片的清洗很重要，它影响电池的转换效率，如器件的性能中反向电流迅速加大及器件失效等，下面我们一起来看看太阳能硅片的清洗以及原理。

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太阳能硅片的清洗及原理
清洁的功能
1.在制备太阳能材料的过程中，在硅表面涂覆一层性能良好的减反射膜，有害杂质离子进入二氧化硅层，会降低绝缘性能，清洗后绝缘性能会更好。
2.在等离子边缘腐蚀中，如果有油渍、水蒸气、灰尘等杂质，会影响器件的质量，清洗后质量会有很大的提高。
3.硅片中的杂质离子会影响pn结的性能，导致pn结的击穿电压降低，表面漏电流影响pn结的性能。
4.在硅片外延过程中，杂质的存在会影响硅片电阻率的不稳定性。
清洁原理
要了解清洗原理，首先要了解杂质的种类，分为三类:一类是分子杂质，包括加工中的一些有机物；第二类是离子杂质，包括钠离子、氯离子、氟离子等。在腐蚀过程中；第三种是原子杂质，比如金、铁、铜、铬等一些重金属杂质。目前最常用的清洗方法是化学清洗、超声波清洗和真空高温处理。

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1.目前，有两个化学清洗步骤:
(1)有机溶剂(甲苯、丙酮、乙醇等。)→去离子水→无机酸(盐酸、硫酸、硝酸、王水)→氢氟酸→去离子水
(2)碱性双氧水溶液→去离子水→酸性双氧水溶液→去离子水
试剂在不同步骤中的作用如下所述。
A.有机溶剂在清洗中的作用
硅片清洗常用的有机溶剂有甲苯、丙酮、酒精等。在清洗过程中，甲苯、丙酮、酒精等有机溶剂可以去除硅片表面的油脂、松香、蜡等有机杂质。使用的原则是“相似与兼容” 。
B.无机酸在清洁中的作用
硅片中的杂质，如镁、铝、铜、银、金、氧化铝、氧化镁、二氧化硅等，只能用无机酸去除。相关反应如下:
2Al+6HCl = 2Al Cl 3+3 H2←
Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O
Cu+2h2so 4 = cuso 4+SO2↑2 H2O
2Ag+2h2so 4 = 2Ag 2 SO4+SO2↓+2H2O
Cu+4 HNO 3 = Cu(NO3)2+2 NO2↑2 H2O
ag+4 HNO 3 = agno 3+2 NO2↑2 H2O
Au+4HCl+HNO3=H[AuCl4]+NO↑+2H2O
二氧化硅+4HF = SiF 4↑2 H2O
如果氟化氢过量，反应是二氧化硅+6HF=H2[SiF6]+2H2O
H2O2的作用:在酸性环境中作为还原剂，在碱性环境中作为氧化剂。硅片清洗过程中，一些不溶物转化为可溶物。例如:
as2s 5+20h2o 2+16nh 4oh = 2(NH4)3as 4+5(NH4)2so 4+28H2O
MnO 2+h2so 4+H2O 2 = mnso 4+2H2O+O2←
C.RCA清洗方法和原理
在生产中，RCA清洗方法常用于硅片表面清洗和基于RCA清洗方法的改进。RCA清洗方法分为1号清洗剂(APM)和2号清洗剂(HPM) 。1号清洗剂(APM)由去离子水、30%过氧化氢和25%氨水按5∶1∶1 ~ 5∶2∶1的体积比配制而成；2号清洗剂(HPM)由去离子水、30%过氧化氢和25%盐酸按6: 1: 1至8: 2: 1的体积比配制而成。清洗原理是氨分子、氯离子和重金属离子如铜离子、铁离子形成稳定的络合物如[AuCl4]-、[Cu(NH3)4]2+和[SiF6]2- 。
清洗时，应在75 ~ 85℃清洗15分钟左右，然后用去离子水冲洗干净。1号清洗剂(APM)和2号清洗剂(HPM)有以下优点:
(1)这两种清洗剂可以清洗硅片上残留的蜡、松香等有机物和一些金、铜等杂质；
(2)与其他清洗剂相比，可以减少钠离子的污染；
(3)与浓硝酸、浓硫酸、王水、铬酸洗液相比，这两种清洗液对环境污染小，操作相对方便。
2.超声波在清洗中的作用
目前，超声波清洗技术已经广泛应用于半导体生产的清洗过程中。超声波清洗具有以下优点:
(1)清洗效果好，清洗程序简单，减少了复杂的化学清洗过程造成杂质的可能性；

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(2)一些形状复杂的容器或装置也可以清洗。
【太阳能硅片的清洗以及原理】超声波清洗的缺点是，当超声波作用很大时，可能会因振动和摩擦而对硅片表面造成划痕等损伤。
超声波产生原理:高频振荡器产生超声波频率电流，并将其传输到换能器。当换能器产生超声波振动时，超声波振动通过与换能器连接的液体容器的底部传播到液体中，并在液体中产生超声波。
3.真空高温处理的清洗效果
化学清洗和超声波清洗后，硅片需要在外延生长前进行高温真空处理。真空高温处理的优点: