半导体电化学清洗王志华教程.pptVIP

4）清洗时间是非常容易测量的影响因素，试验不易出现误差。因此，再次进行试验，时间定为7分钟，作为不变因素。 5）超声功率作为最小影响因素，再次进行试验，定为70%作为不变因素。 经过以上分析，设计了不加电极循环条件下的正交试验。 制定试验计划如下（正交设计软件生成） 试验结果 级差结果分析可知，在试验中所变化的几个因素中四个影响因素对清洗效果影响程度为：pH值﹥磷酸盐电解液浓度﹥温度﹥清洗剂浓度。四个因素的最优水平组合为：pH值=11.2温度为65℃清洗剂浓度为1:5磷酸盐电解液浓度为0.2mol/L。由于温度与清洗剂浓度对清洗效果的影响相对较小，因此实际应用中可以选择次优。 不加电循环清洗工艺的单因素优化试验研究 正交试验只能得到最佳水平近似区间。同时为了明确各因素对清洗效果的影响，需进行单因素试验。 通过正交试验得到的最佳因素水平组合与因素影响的显著性次序，可以作为单因素优化试验的研究基础。如：进行单因素试验考察的试验顺序要按照因素影响的显著性次序进行。 pH值对清洗效果的影响 清洗效果受pH值的影响很显著，随着pH值的升高清洗效果逐渐增加，当pH值升高到11.5之后清洗效果基本达到百分之百。其原因是因为随着pH值的升高皂化反应越明显；同时pH值越高磷酸盐电解液的氧化性越强，也有利于清洗有机物。 强氧化电解液的稀释浓度对清洗效果的影响 在试验中发现强氧化液不能与清洗剂以任意比互溶，当强氧化电解液浓度和清洗剂浓度均较大时会出现分层现象。这是由于发生了盐析现象，即在高浓度的无机盐存在下，FA/O-Ⅱ型清洗液中表面活性剂分子的溶解性变差，而从溶液中析出的现象；与此相反，低浓度无机盐的加入，反而会使非离子表面活性剂的胶束聚集数增加，能显著增加对带饱和键有机物的溶解能力。试验发现随着强氧化电解液浓度的增加清洗效果逐渐增强，但是当超过0.2mol/L后清洗效果逐渐降低。这就是由于电解液浓度加大后，增强了FA/O-Ⅱ型清洗液的盐析作用，从而导致对有机污染物的清洗效果变差。 清洗剂浓度对清洗效果的影响 可以看到在一定的浓度范围内,清洗效果会随着清洗剂浓度的提高而增强，但达到1：7.5之后增强趋势有所减缓。这是由于随着浓度增加，清洗剂对饱和键有机污染物的渗透、溶解和剥离作用增强，从而使清洗效果提高。当清洗剂浓度非常高时，由于电解液对其的盐析作用，降低了清洗效果。 清洗温度对清洗效果的影响 随着温度的升高清洗效果逐渐增强。这是由于FA/O-Ⅱ型清洗液成分在温度较低时对饱和键有机污染物的渗透、溶解和剥离的去除作用还不够强，只有靠强氧化电解液的作用还不足以将有机物完全去除。随着温度提高，清洗液的作用将逐渐增强。 太阳能电池硅衬底表面有机污染物清洗 太阳能电池的光电利用必将在21世纪得到长足的发展，并在世界能源结构转移中担当重任，成为21世纪后期的主导能源 高效薄片化太阳能电池的研究意义 降低太阳能电池成本的最直接最有效的两个技术手段一是保证光电转化效率不变甚至提高，二是在此基础上降低硅片的厚度而实现薄片化。 通过在硅衬底片表面制备高质量的减反射绒面(制绒)可有效提高太阳能电池的光电转化效率。 多线免研磨切割技术，已经可以稳定生产200μm厚度的硅片，若将其用作太阳能电池衬底材料，能节约15%的硅材料。 硅太阳能电池制绒工艺的清洗 有机污染层，会阻止硅表面损伤层的去除和制绒过程中金字塔晶核的形成。对有机污染物清洗不彻底的硅片，重复多次的去损伤层和制绒操作，不能得到完整的绒面。因此，在进行制绒前，必须对硅片表面的有机物进行彻底的清洗处理。 硅片制绒前的现有清洗技术 （1）传统RCA技术 它是十分有效的清洗方法。但试剂消耗量大、操作危险、工艺繁琐、耗费时间长等导致清洗工艺成本升高。 （2）无机氧化物溶液的新型清洗技术 国外研究通过加热NaClO产生强氧化性，在制绒前引入氧化作用，一方面可以去除有机物，另一方面，可以有预先成核作用，有利于提高制绒后表面的均一性。但由于NaClO在水溶液中不稳定，而且该工艺要求在82℃的高温条件下操作。因此，消耗量大，成本高，工艺控制困难，不适合大规模工业化生产。 （3）简单清洗与去除损伤层结合的工艺 使用成本较低的有机溶剂或表面活性剂来清洗制绒前的硅片。具有毒性的有机溶剂，不仅危害操作者健康，而且因硅片表面存在的无机污染物抑制了有机污染物的溶解去除，并不能得到较好的清洗效果。由于表面损伤，加大了对表面活性剂分子的吸附强度，在随后的高纯水漂洗中，很难再被去除，表面活性剂残留在硅片表面，同样得不到高质量的制绒表面。只能应用有机溶剂或表面活性剂溶液实施简单的清洗，然后使用浓碱在高温下去除表面的机械损伤层，之后进行制绒。使两个表面分别去除厚度较大切割损伤层。对于薄片化的硅衬底而言，将大大降低