當(dāng)前，我國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，我國的太陽能電池年生產(chǎn)量在全球排名第一。太陽能硅片的清潔程度對太陽能電池的繼續(xù)發(fā)展有著很大的影響，所以人們對太陽能硅片清洗的方法提出了更苛刻的要求。太陽能硅片在經(jīng)過切片、倒角、研磨、拋光等加工過程中，表面會(huì)受到不同程度的污染，比如顆粒、金屬離子以及有機(jī)物。如果沒有處理好這些污染的話，器件性能會(huì)受到很大程度的影響。目前，制造總損失的一半是因?yàn)楣杵逑床划?dāng)引起的器件失效。因此，人們對太陽能硅片清洗技術(shù)的研究在不斷的深入。本文將對硅片表面污染類型進(jìn)行簡單的介紹，在此基礎(chǔ)上闡述幾種常用的太陽能硅片清洗方法及其最新發(fā)展方向。

1、硅片加工表面污染類型

硅片污染發(fā)生的概率比較大，因?yàn)樵诠杵庸み^程中，不可能做到無污染的程度。污染途徑可能來源于大氣、水、使用的化學(xué)試劑、人以及加工過程中。污染物可以分為以下幾種類型:顆粒、有機(jī)物和金屬。
1）顆粒:顆粒的類型主要是一些聚合物、光致抗蝕劑等；
2）有機(jī)物:它可以有很多種存在方式,如潤滑油、松香、蠟等。如果這些物質(zhì)沒有得到有效清洗的話，后面的加工過程會(huì)受到很大影響；
3）金屬:它在硅片上主要以共價(jià)鍵、范德華引力和電子轉(zhuǎn)移等三種形式存在。金屬的存在會(huì)破壞掉氧化層,導(dǎo)致霧狀缺陷或微結(jié)構(gòu)缺陷。

2、太陽能硅片清洗常用的幾種方法

2.1、RCA清洗法
RCA清洗法是一種典型濕式化學(xué)清洗，雖然發(fā)明的時(shí)間比較早，當(dāng)時(shí)的科技沒有現(xiàn)在發(fā)達(dá)，但它在各種清洗方法中仍占重要地位。RCA清洗在清除有機(jī)表面膜、粒子和金屬等污染物時(shí)十分有效，這也是為什么它能夠得到廣泛的應(yīng)用。但該清洗方法也存在很多缺點(diǎn):比如清洗過程中要用到大量的不同的化學(xué)試劑，對環(huán)境污染比較嚴(yán)重；又因?yàn)榍逑催^程主要是在高溫環(huán)境下，這就需要用到很多的液體化學(xué)品和水；同時(shí)為了抑制化學(xué)試劑的蒸發(fā)，需要用到大量的空氣；化學(xué)試劑的使用會(huì)加大硅片的粗糙度。所以，耗用化學(xué)品大、排放量大和污染環(huán)境已經(jīng)制約了RCA清洗法的繼續(xù)應(yīng)用，需要改進(jìn)或者采用其它清洗方法。

2.2、超聲波清洗法
超聲波空化效應(yīng)、輻射壓和聲流是超聲波清洗的主要原理。清洗過程中，先把硅片放在槽內(nèi)的液體中，然后利用槽底的超聲振子工作，把能量傳遞給液體，并以聲波波前的形式通過液體。當(dāng)振動(dòng)比較強(qiáng)的時(shí)候，液體會(huì)被撕開，從而產(chǎn)生很多氣泡，叫做空穴泡。這些泡就是超聲波清洗的關(guān)鍵所在，它們儲(chǔ)存著清洗的能量，一旦這些泡碰到硅片表面，便會(huì)發(fā)生爆破，釋放出來的巨大能量就可以清洗硅片的表面。在清洗液中加入合適的表面活性劑，可以增加超聲波清洗效果。超聲波清洗有很多優(yōu)點(diǎn)：清洗的速度快；清洗的效果比較好；能夠清洗各種復(fù)雜形狀的硅片表面；易于實(shí)現(xiàn)遙控和自動(dòng)化。它的缺陷有以下幾個(gè)方面:清洗過程中要使用易揮發(fā)的有機(jī)溶劑，需要增加回收設(shè)備，增加了清洗的成本；超聲波對顆粒大小不同的污染物的清洗效果不一樣，顆粒尺寸越大，清洗效果越好，但是顆粒尺寸變小時(shí)，清洗效果不佳；清洗過程中用到的表面活性劑屬于有機(jī)物，當(dāng)無機(jī)物被除去后，化學(xué)試劑本身的粒子被留下而產(chǎn)生污染；在空穴泡爆破的時(shí)候，巨大的能量會(huì)對硅片會(huì)造成在所難免的損傷。

2.3、氣相干洗法
氣相干洗時(shí)，先讓片子低速旋轉(zhuǎn)，再加大速度使片子干燥，這時(shí)，HF蒸汽可以很好的去除氧化膜玷污及金屬污染物。該方法對那些結(jié)構(gòu)較深的部分，比如溝槽，能夠進(jìn)行有效的清洗。對硅片表面的粒子的清洗效果也比較好，并且不會(huì)產(chǎn)生二次污染。雖然HF蒸汽可除去自然氧化物，但不能有效除去金屬沽污。

2.4、堿性清洗劑和雙氧水
該方法中，第一步，用酒精清洗太陽能硅片；第二步，依次用堿性清洗劑溶液和水對硅片進(jìn)行清洗；第三步，依次用雙氧水和水對硅片進(jìn)行清洗，最后可以獲得較干凈的太陽能硅片。在該方法中，堿性清洗劑溶液的作用是反應(yīng)并溶解掉硅片表面的金屬粉末，然后用水清洗可以去除金屬粉末。雙氧水溶液的作用是氧化并溶解太陽能硅片表面的有機(jī)溶劑，然后用水清洗可以去除有機(jī)溶劑，從而得到比較干凈的太陽能硅片。該方法可以有效減少太陽能硅片表面殘留的金屬粉末和有機(jī)溶劑，將硅片清洗干凈。3太陽能硅片清洗最新發(fā)展

隨著科技的發(fā)展，太陽能硅片清洗的最新發(fā)展方向便是激光清洗法，該方法得到了行業(yè)人士的青睞。它的原理主要是瞬時(shí)熱膨脹機(jī)理。該清洗技的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
（1）激光清洗不是近距離直接進(jìn)行的，它對那些以前難以清洗到的地方也能進(jìn)行有效清洗；
（2）不用化學(xué)溶液，所以對環(huán)境的污染比較小；
（3）激光清洗不但可以選擇清洗材料表面不同的污染物，而且清洗過程中材料不會(huì)受到傷害；
（4）激光清洗的范圍比較廣，對不同類型的污染物都有用，而且清潔程度也挺高；
（5）激光清洗不僅能夠清洗大顆粒污染物，而且對微米級尺寸的污染微粒也能進(jìn)行有效清洗；
（6）激光清洗所用的設(shè)備運(yùn)行效率高，運(yùn)行成本相對低，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。

當(dāng)今太陽能硅片清洗的方法多種多樣，但每種方法都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，企業(yè)可以結(jié)合實(shí)際需要進(jìn)行選擇。太陽能硅片清洗的發(fā)展應(yīng)向資源節(jié)約、清洗效率高和綠色環(huán)保等方向前進(jìn)，比如現(xiàn)在流行的激光清洗法。這對環(huán)境保護(hù)和國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展有著極其重要的作用和意義。