引言

近年來，太陽能電池和電池板等可再生能源的使用量顯著增加。在已安裝的光伏系統中，90%以上的是單晶硅電池和多晶硅電池，具有成本低、面積大、效率較高的優點。清潔硅晶片的表面是器件處理技術中最關鍵的操作之一，特別是在光伏工業中。污染物的完全去除和表面可充電態的鈍化是提高對表面重組速度敏感的硅太陽能電池的能量轉換效率的非常重要的問題。關鍵是需要更多的能量來去除更小的粒子，因為在物理上傳遞微小尺寸的必要的力更困難。

在這種情況下，在其他技術中，超聲波攪拌被廣泛用于向濕清洗浴中添加能量。平面和圖案硅片通常用超聲波清洗。在這個過程中，晶片浸在高功率聲波的化學活性溶液中。超聲化學清洗已被證明是特別有效的，例如，預氧化后、化學前氣相沉積、前外延生長、灰后和化學后硅晶片機械拋光。

實驗

太陽級n型和p型硅晶片、晶晶和多晶在蒸餾水清洗浴中進行超聲。設置如圖1所示，施加于朗之萬傳感器的振幅為U0的振蕩電壓導致其振動，用硅片將聲功率傳遞到充滿水的燒瓶中。傳感器-水的共振頻率（28kHz）由水的高度h定義。在整個處理過程中，散裝水的溫度保持在70~80°C之間。在圖1中所示的幾何圖形中，在U0≥45V時很容易觀察到空化。

圖1 對晶圓超聲處理的實驗裝置示意圖

SPV瞬態在電容器排列中測量。基于AC-SPV技術的掃描SPV裝置，利用“飛行點”排列，用于獲得SPV衰變和空間分辨的SPV圖。該技術能夠提供具有100μm空間分辨率的光電壓大小和載流子壽命的晶圓圖。用光譜儀揭示了硅表面的污染顆粒。

結果和討論

清洗效率：

在本方法中，通過追蹤有機粒子污染物的光學吸收帶來確定清潔效率。由有機污染物產生的FTIR吸收光譜在圖2中有幾個峰標記。圖2中的數據可以看出，有機顆粒污染物在短時間內有效地從晶片表面去除(cf。光譜2和3)和超聲清洗表面的透射與常規清洗的晶片（光譜3和1）非常相似。

圖2 具有表面的晶體硅晶片的FTIR光譜，常規清洗的（1），覆蓋著一層薄薄的碳氫化合物污染物，隨后在15min（3）期間在超聲波浴中清洗

總結

綜上所述，在超聲攪拌蒸餾水中，有機顆粒污染物從硅片表面有效去除，同時縮短表面光電壓衰減。這將降低載流子的壽命，并限制硅太陽能電池的轉換效率。我們發現，單晶和多晶硅晶圓的縮短及其表面分布有明顯差異。

這些數據初步用水的聲化學分解和晶圓氫化來解釋，多晶片中晶片的晶界增強了其氫化。我們的研究結果有助于促進制造光伏硅晶片的環保和無毒的清潔步驟，并試圖提高太陽能級硅的光伏性能。

　　審核編輯：湯梓紅