原作者: 童学宝，王亮，缪建军

    单晶硅片因其优异的电气和力学性能成为比较理想的太阳能电池材料。经过多道程序加工成的硅片表面吸附了各种杂质，而其表面的洁净程度直接影响着电池片的成品率和可靠性。因此开展对硅片的清洗工作就变得十分重要。本文通过两种不同的工艺对太阳能硅片进行清洗，利用SEM和XRD等对硅片的表面洁净程度和硅片的物相结构进行分析，结果表明硅片表面吸附的无机和有机污染物可以通过工艺优化有效去除，从而获得了表面规整、洁净的合格产品。

　　单晶硅以其有较高的光电转换效率、对环境无污染且材料性能稳定，已成为最理想的太能能电池材料。单晶硅太阳能电池的生产流程一般为：制备硅片→扩散制结→镀膜→制作电极→封装。将单晶硅棒或硅碇切成片，一般片厚约0.35mm。硅片经过研磨、抛光、清洗等工序,制成待加工的原料硅片。为了提高电池片的导电性能，需对原料硅片进行掺杂和扩散处理,以制成结,一般掺杂物为微量的硼、磷、锑等,扩散是在石英管制成的高温扩散炉中进行,再采用丝网印刷的方法,制作电极,并涂覆减反射膜,以降低表面反射。再根据要求将电池片用串联或并联的方法组装成太阳电池组件,最后进行封装。经切片、研磨、倒角、抛光等多道工序加工成的硅片,其表面已吸附了各种杂质,如颗粒、金属离子、硅粉粉尘及有机杂质,硅片清洗的目的就是要清除各类污染物,且清洗的洁净程度直接影响着电池片的成品率和可靠性。

　　起初很多厂家都采用手洗的方法，这种方法不稳定的因素较多，一方面容易产生碎片，经济效益下降，另一方面手洗的硅片表面洁净度差，污染严重，使下道工序化学腐蚀过程中的合格率较低。目前大多数厂家采用SC-1和SC-2复合清洗法，SC-1是H2O2和NH4OH的碱性溶液，通过H2O2的强氧化和NH4OH的溶解作用，使有机物沾污变成水溶性化合物，随去离子水的冲洗而被排除；同时溶液具有强氧化性和络合性，能氧化Cr、Cu、Zn、Ag、Ni、Co、Ca、Fe、Mg等，使其变成高价离子，然后进一步与碱作用，生成可溶性络合物而随去离子水的冲洗而被去除。另外SC-2是H2O2和HCl的酸性溶液，具有极强的氧化性和络合性，能与氧化以前的金属作用生成盐随去离子水冲洗而被去除。然而在具体清洗过程中，由于工艺过于简单，会导致清洗不彻底，一定程度上影响了硅片的表面规整度和制成品的合格率。因此，找到一种有效实用的清洗方法引起了人们的普遍关注。

　　本文通过开发一种高性能的太阳能硅片清洗剂，优化清洗工艺，有效地去除了硅片表面吸附的微粒以及无机和有机污染物，获得了表面规整、无残留物的合格产品。

　　实验部分

　　主要工艺流程
 

　　仪器和试剂

　　主要试剂：浓硫酸(H2SO4)、氢氟酸(HF)、浓氨水(NH3.H2O)、双氧水(H2O2)均为分析纯，市售SC-1、SC-2清洗液。

　　主要仪器：烧杯、玻璃棒等。