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介绍各种硅片清洗方法和新的发展方向

目前,我国光伏产业发展迅速,我国太阳能电池年产量居世界第一。太阳能硅片的清洗水平对太阳能电池的可持续发展影响很大,因此人们对太阳能硅片的清洗方法提出了更严格的要求。太阳能硅片在切片、倒角、研磨、抛光等加工过程中,表面会受到不同程度的污染,如颗粒、金属离子和有机物。如果这些污染没有得到很好的解决,设备的特性就会受到很大程度的影响。目前,制造总损失的一半是硅片清洗不当造成的设备故障。因此,人们对太阳能硅片清洗技术的研究不断深入。本文将简要介绍硅片表面污染的类型,并在此基础上探讨几种常用的太阳能硅片清洗方法和新的发展方向。

1、硅片加工表面污染类型

硅片污染的可能性相对较大,毕竟,在硅片加工过程中,不可能达到零污染的程度。污染可能来自大气、水、使用的化学物质、人及其加工过程。污染物可分为以下类型:颗粒、有机物和金属。
1)颗粒:颗粒的类型主要是一些聚合物、光学抗腐蚀剂等。
2)有机物:它可以有多种存在方式,如润滑脂、松脂、蜡等。如果这些物质没有得到有效的清洗,后处理过程将受到很大的影响。
3)金属:主要以共价键、范德华引力和电子转移三种方式存在。金属的存在会破坏氧化层,导致雾缺陷或微结构缺陷。

2、清洗太阳能硅片的几种常用方法

2.1、RCA清洗法

RCA清洗方法是一种典型的湿试化学清洗方法。虽然发明较早,当时的技术还没有现在发达,但在各种清洗方法中仍然占有重要地位。RCA清洁在去除有机表面膜、颗粒和金属等污染物方面非常有效,这就是为什么它可以得到广泛的应用。但清洗方法也存在许多缺陷:如清洗过程中使用大量不同的化学物质,严重污染环境;由于清洗过程主要在高温环境下,需要大量的液体化学物质和水;同时,为了抑制化学物质的挥发,需要大量的空气;使用化学物质会增加硅片的粗糙度。因此,化学物质的消耗、消耗和环境污染受到了限制RCA继续使用清洗方法,需要改进或选择其他清洗方法。

2.2、超声波清洗法

超声波空化效应、辐射压和声流是超声波清洗的主要原理。在清洗过程中,先将硅片放入槽内的液体中,然后利用槽底的超声波振子工作,将能量传递给液体,通过声波前的液体。当振动较强时,液体会被撕掉,从而产生许多气泡,称为空穴泡。这些气泡是超声波清洗的关键,它们储存着清洗的能量。一旦这些气泡遇到硅片表面,它们就会爆炸,释放大能量可以清洗硅片表面。在清洗液中加入适当的表面活性剂,可增加超声波清洗效果。超声波清洗有很多优点:清洗速度快;清洗效果好;可清洗各种复杂形状的硅片表面;易于遥控和自动化。其缺陷包括以下几个方面:在清洗过程中使用挥发性有机溶剂,需要改进回收设备,提高清洗成本;超声波对不同颗粒尺寸的污染物有不同的清洗效果,颗粒尺寸越多,清洗效果越好,但颗粒尺寸越小,清洗效果越差;清洗过程中使用的表面活性剂属于有机物,当无机物被去除时,化学物质本身的颗粒被留下,造成污染;当穴位气泡爆破时,巨大的能量会导致硅片不可避免的损坏。

2.3、气相干洗法

气相干洗时,先让电影低速旋转,再提高速度使电影干躁,此时,HF蒸汽可以很好地去除氧化膜污染和金属污染物。这种方法可以有效地清洁结构较深的部分,如管沟。硅片表面的颗粒清洁效果更好,不会造成二次污染。尽管如此HF蒸汽能去除天然氧化物,但不能有效去除金属卖污。

2.4、偏碱清洗剂和双氧水

在这种方法中,第一步是用酒精清洗太阳能硅片;第二步是用偏碱清洗剂溶液和水依次清洗硅片;第三步是用过氧化氢和水依次清洗硅片,最终获得更干净的太阳能硅片。在这种方法中,偏碱清洗剂溶液的作用是反应和溶解硅片表面的金属粉,然后用水清洗去除金属粉。过氧化氢溶液的作用是氧化和溶解太阳能硅片表面的有机溶剂,然后用水清洗可以去除有机溶剂,从而获得更干净的太阳能硅片。该方法能有效减少太阳能硅片表面残留的金属粉和有机溶剂,清洗硅片。

3、太阳能硅片清洗全新发展

随着科学技术的进步,太阳能硅片清洗的最新发展方向是激光清洗方法,赢得了业界的青睐。其原理主要是即时热膨胀原理。清洗技术的优点主要表现在以下几个方面:
(1)激光清洗不是直接近距离进行的,也可以有效清洗以前难以清洗的地方;
(2)无化学溶液,对环境的污染很小;
(3)激光清洗不仅可以选择清洗材料表面的不同污染物,而且在清洗过程中不会损坏材料;
(4)激光清洗范围广,对不同类型的污染物有用,清洗水平也很高;
(5)激光清洗不仅能清洗大颗粒污染物,还能有效清洗微米级污染颗粒;
(6)激光清洗所用设备运行效率高,运行成本相对较低,可实现自动操作。

如今,太阳能硅片的清洗方法有很多种,但每种方法都有自己的优缺点,企业可以根据实际需要进行选择。太阳能硅片清洗的发展应朝着节约资源、高清洗效率和绿色环保的方向发展,如流行的激光清洗方法。这对环境保护和社会经济的可持续发展,具有极其重要的作用和意义。

介绍各种硅片清洗方法和新的发展方向

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