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1、单晶硅一次清洗工艺一次清洗的目的1. 去除切片时硅片表面产生的损伤层；2. 在硅片表面制备金字塔型绒面结构；3. 清除硅片表面的油类分子及金属杂质 一次清洗的工艺流程：见图1 所示图 1 一次清洗的工艺流程图1、硅片经过切片、倒角、双面研磨、抛光等不同的工序加工后，其表面已受到严重的 损伤，去除损伤层对于制作良好的绒面，提高电流有很大的帮助。去除损伤层有很多方 法，本文采用热的NaOH溶液去除表面切割损伤层。其浓度为20%，温度控制在85oC, 腐蚀 5分钟，反应如下：Si+2NaOH+H2O =Na2SiO3+2H2两面加起来共减薄了 2040 u m左右的损伤层如图2所示。从减薄损失的厚度
2、就可以计算出腐蚀速率，从而对得到的硅片的厚度进行控制。硅片机械损伤层（10-20微米）图 2 单晶硅表面损伤层去除2、绒面减少反射的作用：减少光的反射率，提高短路电流（Isc）,最终提高电池的光电转 换效率。如图 3 所示图 3 绒面减少反射的原理图3、绒面的制作，在流动的去离子水中彻底清洗之后，再放入质量浓度为2%的氢氧化钠 （NaOH）溶液中进行腐蚀，按预先设定好的浓度比例，用固体氢氧化钠NaOH）和去离子水 按比例配好，温度控制在85oC。然后把花篮放入碱中腐蚀一段时间进行制绒，时间一般为30分钟左右。制绒期间，视附在硅片表面气泡的多少和大小，还要加入一些异丙醇IPA）。 如果绒面还没有
3、做好，还可能要延长时间继续做。做好取出后，先在流动的去离子水中清洗 干净，然后再放入沸腾的酸液中进行清洗，酸液的配比为体积比 HCl： H2O2： H2O = 1： 1： 6，腐蚀时间大约是20分钟左右，这主要是为了去除制绒时在硅片表面产生的金属离子杂质 然后再用流动的去离子水冲洗干净，并用氮气吹干绒面腐蚀原理：绒面硅表面是利用硅的各向异性腐蚀，在（100）硅片表面形成微小的 金字塔形的四面方锥体。一般说来，晶面间的共价键密度越高，则该晶面簇的各晶面连接越 牢，也就越难被腐蚀，因此，在该晶面簇的垂直方向上腐蚀速度就越慢。反之，晶面间的共价键密度越低，则该晶面越容易被腐蚀。由于（100）晶面上的
4、每个原子有两个悬挂键， 111）面的每个原子只有一个悬挂键，所以（100）面比（111）面的腐蚀速度快。对于硅而言，如果选择合适的腐蚀液和腐蚀温度， （100）面可比（111）面腐蚀速度大数十倍以上。因此， （100）硅片的各向异性腐蚀最终导致在表面产生许多密布的表面为（111）面的四面方锥体，形成绒面状的硅表面。有些文献中将晶体硅的（100）面与（111）面的腐蚀速率的商定义为“各向异性因子”（Anisotropic Factor, AF）。通过改变碱溶液的浓度、温度等参数，可以有 效的调节AF。当AF = 1时，硅片各晶面的溶解速度相似，得到的表面是平坦、光亮的。当AF210时，各向异性腐
5、蚀就比较好，比较容易做出绒面来。制备绒面，硅片在热碱和IPA以及添加剂混合溶液中发生如下主要反应:Si+2NaOH+H2O =Na2SiO3+2H2在此反应溶液中，IPA起着消除H2气泡和调节各向异性刻蚀因子的作用，添加剂作用是缓 冲腐蚀剂，减小腐蚀速率。图 4 为绒面形成的全过程。图4绒面形成的全过程图5单晶硅片表面的金字塔状绒面smooth texture图6单晶硅片表面反射率HF去除硅片在清洗过程中形成的很薄的SiO2层，反应如下：SiO2+6HF = H2SiF6+2H2OHC1去除硅表面金属杂质，盐酸具有酸和络合剂的双重作用，氯离子能与Pt 2+、Au 3+、 Ag +、 Cu+、 Cd 2+、 Hg 2+等金属离子形成可溶于水的络合物。
