[發明專利]等離子體清洗光伏硅片有機污物設備

在審

• 申請號: 201611267477.1
• 申請日: 2016-12-31
• 公開（公告）號: CN106783711A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 滕海燕
• 申請（專利權）人: 合肥優億科機電科技有限公司
• 主分類號: H01L21/677
• 分類號: H01L21/677;H01L31/18;B08B13/00
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙)34115
• 代理人: 婁岳,金凱

技術領域

本發明涉及光伏行業中硅片的清洗，具體為等離子體清洗光伏硅片有機污物設備。

背景技術

隨著太陽能快速高效的發展，硅片的大直徑化、超薄化和組件結構的高集成化，對硅片清洗要求越來越高。這就要求清洗設備向綜合化、集成化及全自動化的方向發展，以減少工藝過程中帶來的再次污染，滿足硅片清洗工藝的要求。盡管到目前為止，非在線式硅片清洗技術已有了很大的發展， 但是清洗設備本身所產生的污染問題卻一直沒能徹底解決，從而成為影響成品率的一個重要因素。 因此人們迫切需要一種新方法。能夠在線清除在硅片的取放、傳輸、升降、托盤旋轉、設備抽氣、排風以及反應室物理化學反應過程中所產生的污染。總之，硅片清洗的發展趨勢是全自動在線干法清洗技術，特別是隨著硅片尺寸的大直徑化，一些落后的非自動非在線清洗工藝必將被淘汰。

硅片清洗是指在氧化、光刻、外延、擴散和引線 蒸發等工序前，采用物理或化學的方法去除硅片表面的污染物和自身氧化物，以得到符合清潔度要求的硅片表面的過程。在硅片加工工藝中，有多達20％的步驟為清洗。制造一種設備將硅片表面的沾污全部除去是不可能的。在硅片清洗過程中，將每片上的沾污從百萬級降低到十萬級相對容易，但要把沾污全部去除或在全部工藝中保證沾污不再增加卻是非常困難的。所以，不同的工藝技術所要求的硅片最終表面態不同，其所需要的清洗方法也不相同。

清洗的一般思路是首先去除硅片表面的有機沾污，因為有機物會遮蓋部分硅片表面，從而使氧化膜和與之相關的沾污難以去除；然后溶解氧化膜，因為氧化層是“沾污陷阱”，也會引入外延缺陷；最后再去除顆粒、金屬等沾污。

現有技術是用NH₄OH+H₂0₂+H₂0清洗液去除硅片表面的小顆粒，在清洗液 中，由于硅片表面的電位為負，與大部分粒子間都 存在排斥力，防止了粒子向硅片表面吸附。去除粒子對硅片表面有一定的腐蝕，影響硅片的微粗糙度。

而用H₂S0₄+H₂0₂+H₂0溶液去除硅片表面有機物則是有巨大的環境隱患，該溶液具有很高的氧化能力，可將金屬氧化后溶于溶液中，并能把有機物氧化生成C0₂和H₂0。清洗硅片可去除硅片表面的有機沾污和部分金屬，但是當有機物沾污較重時會使有機物碳化而難以去除。清洗后，硅片表面會殘留有硫化物，這些硫化物很難用去離子水沖洗掉。清洗時要用到大量高濃度的H₂S0₄溶液并且要在高溫(120～150℃)下完成，對環境極為不利。

現有的光伏行業單晶硅和多晶硅片表面有機污物清洗的缺點很明顯。硅片濕式清洗技術要用到大量的化學試劑，對生產成本和環境污染都極為不利。而且，工業上用的超純化學試劑和超凈水中也含有一定的污染物，過高的清洗液濃度和過長的工藝時間都會對清洗效果帶來不利影響。如超純水中溶有一定濃度的氧，若硅片在超純水中沖洗的時間太長，則會造成硅片表面的粗糙度增加。

發明內容

為了解決上述問題，本發明采用低溫等離子體噴射器，利用強氣流將等離子體高速噴出，對硅片表面進行有機污物清洗，同時可以有效去除表面的小顆粒。

本發明提供了等離子體清洗光伏硅片有機污物設備，采用的技術方案為：

等離子體清洗光伏硅片有機污物設備，包括倒U型的支撐框架，支撐框架的頂邊上設置有可以水平方向移動的移動工作臺，所述的移動工作臺上設有等離子體滅菌器，支撐框架的下方為傳送需要清洗的光伏硅片的流水線傳送帶，等離子體滅菌器與流水線傳送帶的垂直距離可調；所述的等離子體滅菌器包括等離子體發生電源、等離子體噴射機頭和安裝件，該安裝件為C字型，等離子體噴射機頭與安裝件的一端相連，安裝件與移動工作臺的中部連接，等離子體噴射機頭通過高壓絕緣線纜與等離子體發生電源的一極連接，等離子體發生電源的另一極連接安裝臺。

優選地，所述的支撐框架、移動工作臺、流水線傳送帶、等離子體滅菌器的等離子體發生電源和安裝件均接地。

優選地，所述的等離子體發生電源為交流電源，電源電壓為3~30kV，交流頻率包含低頻、中頻、高頻、射頻、微波。

優選地，所述的等離子體發生電源的交流頻率為中頻、高頻或射頻。