太阳能硅片清洗的研究应用-第2页-北极星太阳能光伏网

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作为清洗行业来说，我们最关心的是硅晶片其中的清洗流程，硅晶片生产工艺当中，有超过20%以上部分都涉及到清洗，这个工艺主要流程从切片开始，然后进行脱胶，切片完了剥离，现在人工插槽方式插入花篮中，然后进入最关键的超声清洗部分，我们各种各样清洗的应用最主要的是插片之后的清洗流程，清洗完了之后经过干燥和检验，然后进行包装，然后才能进行太阳能电池片的处理。清洗这道工序在整个硅晶片生产流程中占的时间并不长，但这一步非常重要，如果片子上哪怕只有一个点没有洗干净，出现了污渍，整个硅片相当于废片，没有镶嵌到电池板上，会影响整个电池板的效率，太阳能电池厂家一直非常重视这块的效率，清洗这块成品的效率实际上是关系到最终产品的效益。清洗结果有时候甚至会影响到产品的定价，比如一个订单是一千万片，对最终生产出来的太阳能电池板有一个平均转化率，转化率高的话，相对来说定价就高一些，如果有些步骤上出现了误差，或者参差不齐，对订单价格会有所影响。

硅片的预冲洗，表面污垢主要来自切片中带过来的一些切削液、沙浆、碳化硅及杂志金属氧化物等，去除起来非常难，因为只有薄薄一层，像钠、铜这种金属，哪怕只有千分之几PPM金属杂质在里面，会引起硅晶片表面缺陷点，造成转换时候不能流通，直接会影响光电转化效率。经过预冲洗正在脱胶的硅片，预冲洗阶段，主要采用手动或者自动两种方式，有一定水压力对硅片表面进行清洗，主要是去除附着性颗粒以及能够去除的有机污垢，压力对硅晶片表面有一定要求，如果压力太大，片子就很容易碎，但如果压力太小，不能深入到紧压的硅片中去，如果这样的情况，压片太小，对后期清洗会造成非常大的影响，大量的减少寿命，另外洗完之后不可见的污片非常多，这样会减少成品率。

插片之后的硅晶片，这时候基本上呈现出不是非常脏的情况，这时候所残余的污垢主要在于硅片中心附近一些固体颗粒污垢的残留，这种残留很难用物理方法或者高压水冲去除。有时候分布在四周或者局部地区，有时候一片硅片正反两面可能有不一样的表现，在硅片插后之后到清洗之前我们有一个非常重要的要求，从你切片完了之后的硅片到清洗完整个流程有时候长达一个小时或者两个小时，整个过程中要求片子一定要浸泡在水溶液中，有的企业用极低溶度的酸液浸泡，如果硅片暴露空气中，很快与空气表面反映之后产生氧化层，氧化层又吸附在之后的氧化层之上，对后面的清洗造成非常大的影响，所以对浸泡的要求非常高，在清洗过程中我们使用的一定是高纯度的去离子水，哪怕一点点其它杂质离子都会对表面产生缺陷，主要是影响后面的光电转化效率。

在插片完了之后进入清洗流程，进入超声清洗过程，通常有6-8个清洗槽，有自动和手动两种，硅片种类不同要求也一样。在6-8个槽的顺序中，前面会有一道或者两道纯水超声，同时开启溢流，固体颗粒如果前期没有大量去除，一定影响后期的清洗效果，另外很容易造成管道或者超声效果没有那么好，过洗之后酸洗，现在已经不大用盐酸或者硫酸了，盐酸或者硫酸一方面后期处理比较麻烦，另外对硅片表面会带进来一些点腐蚀，这个比较严重。酸洗完了之后通过经过一道水洗，避免将酸洗液带入清洗剂，然后进入正式的清洗剂洗槽，通常有两个，极少数情况下只有一个槽，两个槽加液会有所不同，基本来说，大部分情况下是比较相似的，可能会有浓度的微调，第一个槽的清洗液，由于前期是酸洗，第二个槽要求比较高，清洗之后进行漂洗，对硅片表面有非常大的影响，在有的企业里，漂洗槽是由恒温加热水槽里的水直接进入漂洗槽，漂洗槽温度控制的比较好，有的企业可能没有前期恒温控制，换句话说自然水温的漂洗槽进行漂洗，这样会出现什么情况呢？夏天可能问题不会很大，但是到了冬天，有时候水温降到十度以下，对硅片清洗之后的漂洗带来非常大的问题，一个是没办法漂干净，另外表面带进来的颗粒依然悬浮在里面，没办法溢流出去，因为溢流不能做的很大，漂洗时候容易导致局部出现污垢。

从工艺上来说，这是比较通用的工艺，有的清洗槽有鼓泡或者溢流要求，以及漂洗阶段一定要有溢流要求。在时间上，每个槽的时间都是不一样的，根据硅片种类包括前期切片时候所采用的添加剂以及生产设备以及时间的设定都是不一样的，短的话有时候2-3分钟/槽，长的话6-8分钟/槽，根据清洗液浓度和时间有所调整。温度，过去通常在60度上下，现在为了节能和控成本，另外对清洗剂的要求更高了，温度可以降到45度的范围内，跟时间也有一定的配套要求。酸液浓度，千分之零点几到百分之几，根据你选用的酸的种类不同而有所不同。清洗液添加剂浓度，从我们公司开发的产品来说，基本控制在1-3%的范围，根据设备和硅片种类不同而有所差异。一般来说，一般添加量在3-5%的范围，太阳能硅晶片生产企业通常365天连续作业，切片设备、铸锭设备不能停，一旦停下来要再启动就需要花费相当大的时间和人力、物力，不能洗一半就洗不干净了，然后再换槽换温，如果一换槽、换温、换液就涉及到升温和调控过程，每个槽温控不一样，有时候设计时间长达好几个小时，如果间断，前期生产下来的硅片洗不干净，就一直堆在前期，堆放时间长久以后，后面可能更难处理，连续作业情况下如何调配到更好浓度？比如24小时换一次，对清洗寿命有非常大的要求，如果加的量多的话工人操作就会出现很大问题，因为是添加频繁还是加量增加呢，浓度对硅片本身影响非常大，有时候添加浓度超过千分之一或者千分之二你清洗下来的硅片就受到很大影响，以至于没有办法做成太阳能电池片，硅酸清洗实际上是非常敏感的程序，要求一定不能有损伤，一旦有轻微损伤，可能就会成为废片。

清洗完之后的硅片要通过检验，现在有人工检验或者机器自动检验的方式，机器检验的优点在于检验项目比较精确，项目更多，可以测厚薄，现在应用更多的主要是人工检测，主要检测目标是看硅晶片表面是否颜色光泽，主要要求是色泽一定要均一，绝对不能出现中间亮四周暗的现象。

对于硅片清洗剂的要求，主要有四个比较重点的要求：第一，清洗效果要好，一定要洗的足够干净，硅片表面不能有任何残留，不能有任何花斑。第二，对硅片表面非常敏感，不能有任何损伤，这种硅片通常要求有一定的腐蚀量，完全不腐蚀不可以，对硅片的损伤和腐蚀度适中是非常精密的要求。第三，清洗力持久，清洗寿命长，符合成本规划。第四，操作便利，对人体、环境无害，符合排放标准。

清洗效果考察，我们主要考察洗完之后是否达到清洗效果要求，第一，一个是对硅晶片检测，包括色泽、亮度、有无花斑、亲水性等。第二，对清洗后的硅片做织构化处理，检测光转化效率。第三，清洗工艺的确认，单位洗剂的清洗数量。第四，清洗液的排放及安全性，主要是对清洗剂里表面活性剂、螯合剂各种添加剂的选择有各种要求，太阳能企业处理有无磷、无毒要求之外，对清洗剂排放有COD值的考察要求。

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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