CN101913210A - 多晶硅破锭方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种多晶硅锭破锭方法，包括：步骤1：向浆料缸中打入冷却液，将多晶硅锭粘接到托盘上；步骤2：将金刚石钢线安装于所述工作台上的放线轴上以低张力值进行走线形成线网，设置好高线位及低线位后以高张力值进行走线；步骤3：将固定好的多晶硅锭的托盘装入机床，并调整所述托盘的位置使四周边料切割厚度相等，下降工作台，底部线网差1mm接触硅锭表面最高点，并设置为零点；步骤4：关闭所有滑动门，设置切割参数开始切割，所述切割参数包括：工作台速度、线速度、流量、张力和回线率。本发明中的实施例采用金刚石钢线进行切割提高破锭工艺的生产效率，相应降低了工艺中制造成本。

Description

多晶硅破锭方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池板加工工艺领域，更具体地说，涉及多晶硅锭破锭方法。
背景技术
传统的多晶硅破锭工艺，破锭机通常使用携带砂浆钢线进行破锭切割，由于破锭切割的主体是砂浆(为悬浮液和碳化硅的混合物)中的碳化硅，所以必须加入碳化硅才能保证破锭的质量，但是碳化硅的制取过程中耗能高污染高。另外，传统破锭工艺考虑到传统的钢线切割能力，工作台速度通常控制在600-800um/min，回线率控制在90-95％左右，所以切割效率比较低。为提高切割速度，并避免生产碳化硅的高耗能高污染，急需开发一整套新的破锭工艺。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种破锭方法，以实现提高多晶硅锭在破锭工艺中的生产效率降低生产成本的目的。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种多晶硅锭破锭方法，包括：
步骤1：向浆料缸中打入冷却液，将多晶硅锭粘接到托盘上；
步骤2：将金刚石钢线安装于所述工作台上的放线轴上以低张力值进行走线形成线网，设置好高线位及低线位后以高张力值进行走线；
步骤3：将固定好的多晶硅锭的托盘装入机床，并调整所述托盘的位置使四周边料切割厚度相等，下降工作台，底部线网差1mm接触硅锭表面最高点，并设置为零点；
步骤4：关闭所有滑动门，设置切割参数开始切割，所述切割参数包括：工作台速度、线速度、流量、张力和回线率。
优选地，在上述多晶硅破锭方法中，所述将多晶硅安装在工作台的托盘上具体为：用电叉车将粘锭托盘放在粘接区，夹具夹紧硅锭，用天车升起多晶硅，放置于托盘的中心，用聚氨酯发泡填缝剂将硅锭边缘四周粘牢。
优选地，在上述多晶硅破锭方法中，所述多晶硅的数量为一个硅锭。
优选地，在上述多晶硅破锭方法中，所述冷却液为纯水。
优选地，在上述多晶硅破锭方法中，所述冷却液为二乙醇胺与纯水的混合液。
优选地，在上述多晶硅破锭方法中，所述二乙醇胺质量分数为3-5％。
优选地，在上述多晶硅破锭方法中，所述低张力值为10-20N。
优选地，在上述多晶硅破锭方法中，所述高张力值为70-90N。
优选地，在上述多晶硅破锭方法中，所述切割参数大小分别为：工作台速度为2000-2400um/min，线速度为13-15m/s，流量为120-140kg/min，张力为70-90N，回线率为99-99.4％。
优选地，在上述多晶硅破锭方法中，所述步骤4之后还包括：
步骤5：待切割完毕后剪断收放线轴上两侧钢线，抽出内夹线，使用电叉车将整个托盘升起，将整个硅锭移出切割室，将每块多晶硅块取出清洗。
从上述技术方案可以看出，本发明中的实施例通过采用金刚石钢线进行切割，由于金刚石钢线上的金刚石硬度高，所以切割能力比携带砂浆钢线的切割能力要强，在相同的切割速度以及回线率中切割多晶硅时，采用本发明中的金刚石钢线的切割量要大，因此可以提高破锭工艺的生产效率。由于本发明未采用砂浆，且切割中用线量较少，所以硅锭破锭工艺中制造成本相应降低了。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的多晶硅锭破锭方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的多晶硅锭破锭方法的另一流程图。
具体实施方式
相关名词解释：
金刚石钢线：在普通钢线上电镀一层镍，然后在镍上电镀上金刚石颗粒，属于固着型线切割耗材，与以往游离型比较，切割能力大大增强。
破锭：把一整个多晶硅锭分割成若干个小的硅块(16块或25块)。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种破锭方法，以实现提高多晶硅在破锭工艺中的生产效率降低生产成本的目的。
请参照附图1，本发明提供如下技术方案：
一种多晶硅破锭方法，包括：
步骤S101：向浆料缸中打入冷却液，将多晶硅锭粘接到托盘上；
在线切割时，通常会在切割线上喷切割液，切割液一般具有良好的冷却、润滑、清洗和防锈的功能。在本发明实施例中，冷却液为二乙醇胺与纯水的混合液，并不排除使用其他的冷却液，在切割中冷却液一方面可以冷却的目的，另一方面还可以将切割下来的硅粉冲刷下来。在二乙醇胺与纯水的混合液中更为优选的方案是二乙醇胺质量分数为3-5％，采用该质量分数的冷却液不仅冷却效果好，而且还可以节省二乙醇胺使用。当然可以冷却液直接使用纯水，纯水的价格便宜。
用电叉车将粘锭托盘放在粘接区，夹具夹紧硅锭，用天车升起多晶硅，放置于托盘的中心，用聚氨酯发泡填缝剂将硅锭边缘四周粘牢。每一个托盘上只能安装一个多晶硅锭，安装好的托盘安装在固定平台上，固定平台可以安放1个多晶硅锭。
步骤S102：将金刚石钢线安装于所述工作台上的放线轴上以低张力值进行走线形成线网，设置好高线位及低线位后以高张力值进行走线；
在走线时，金刚石钢线的受力较小，即以较小的低张力值进行走线，通常低张力值的范围为10-20N，比如说采用10N的力进行走线，当形成织线网好设置高线位及低线位，然后以高张力值进行走线，所述高张力值为较大的力，通常采用70-90N，例如在走线时采用70N的力进行走线。
步骤S103：将固定好的多晶硅的托盘装入机床，并调整所述托盘的位置使四周边料切割厚度相等，下降工作台，底部线网差1mm接触硅锭表面最高点，并设置为零点；
托盘安装在固定平台上，通过调整固定平台就可以调整托盘的位置可以保证四周边料切割厚度相等。
步骤S104：关闭所有滑动门，设置切割参数开始切割，所述切割参数包括：工作台速度、线速度、流量、张力和回线率。
设置工作台速度为2000-2400um/min，线速度为13-15m/s，流量为120-140kg/min，张力为70-90N，回线率为99-99.4％。上述参数并不局限于以上范围，上述仅仅是更优的范围，在范围值以外的值同样可以使用，例如采用于传统的切割机相同的值也是同样可以的。
从上述技术方案可以看出，本发明中的实施例通过采用金刚石钢线进行切割，由于金刚石钢线上的金刚石硬度高，所以切割能力比携带砂浆钢线的切割能力要强，在相同的切割速度以及回线率中切割多晶硅时，采用本发明中的金刚石钢线的切割量要大，因此可以提高破锭工艺的生产效率。由于本发明未采用砂浆，且切割中耗线量较少，所以硅锭破锭工艺中制造成本相应降低了。
请参照附图2，本发明提供如下技术方案：
一种多晶硅破锭方法，包括：
步骤S101：向浆料缸中打入冷却液，将多晶硅锭粘接到托盘上；
在线切割时，通常会在切割线上喷切割液，切割液一般具有良好的冷却、润滑、清洗和防锈的功能。在本发明实施例中，冷却液为二乙醇胺与纯水的混合液，在切割中冷却液一方面可以冷却的目的，另一方面还可以将切割下来的硅粉冲刷下来。在二乙醇胺与纯水的混合液中二乙醇胺质量分数为3-5％，当然可以冷却液直接使用纯水，纯水的价格便宜。
用电叉车将粘锭托盘放在粘接区，夹具夹紧硅锭，用天车升起多晶硅锭，放置于托盘的中心，用聚氨酯发泡填缝剂将硅锭边缘四周粘牢。每一个托盘上只能安装一个多晶硅锭，安装好的托盘安装在固定平台上，固定平台只可以安放1个多晶硅锭。
步骤S102：将金刚石钢线安装于所述绕线室的放线轴上以低张力值进行走线形成线网，设置好高线位及低线位后以高张力值进行走线；
在走线时，金刚石钢线的受力较小，即以较小的低张力值进行走线，通常低张力值的范围为10-20N，比如说采用10N的力进行走线，当形成织线网好设置高线位及低线位，然后以高张力值进行走线，所述高张力值为较大的力，通常采用70-90N，例如在走线时采用70N的力进行走线。
步骤S 103：将固定好的多晶硅锭的托盘装入机床，并调整所述托盘的位置使四周边料切割厚度相等，下降工作台，底部线网差1mm接触硅锭表面最高点，并设置为零点；
托盘安装在固定平台上，通过调整固定平台就可以调整托盘的位置可以保证四周边料切割厚度相等。
步骤S104：关闭所有滑动门，设置切割参数开始切割，所述切割参数包括：工作台速度、线速度、流量、张力和回线率。
设置工作台速度为2000-2400um/min，线速度为13-15m/s，流量为120-140kg/min，张力为70-90N，回线率为99-99.4％。上述参数并不局限于以上范围，上述仅仅是更优的范围，在范围值以外的值同样可以使用，例如采用于传统的切割机相同的值也是同样可以的。
步骤S105：待切割完毕后剪断收放线轴上两侧钢线，抽出内夹线，使用电叉车将整个托盘升起，将整个硅锭移出切割室，将每块多晶硅块取出清洗。
从上述技术方案可以看出，本发明中的实施例通过采用金刚石钢线进行切割，由于金刚石钢线上的金刚石硬度高，所以切割能力比携带砂浆钢线的切割能力要强，在相同的切割速度以及回线率中切割多晶硅时，采用本发明中的金刚石钢线的切割量要大，因此可以提高破锭工艺的生产效率。由于本发明未采用砂浆，且切割中耗线量较少，所以硅锭破锭工艺中制造成本相应降低了。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种多晶硅锭破锭方法，其特征在于，包括：
步骤1：向浆料缸中打入冷却液，将多晶硅锭粘接到托盘上；
步骤2：将金刚石钢线安装于所述工作台上的放线轴上以低张力值进行走线形成线网，设置好高线位及低线位后以高张力值进行走线；
步骤3：将固定好的多晶硅的托盘装入机床，并调整所述托盘的位置使四周边料切割厚度相等，下降工作台，底部线网差1mm接触硅锭表面最高点，并设置为零点；
步骤4：关闭所有滑动门，设置切割参数开始切割，所述切割参数包括：工作台速度、线速度、流量、张力和回线率。
2.根据权利要求1所述的多晶硅破锭方法，其特征在于，所述将多晶硅锭粘接到托盘上具体为：用电叉车将托盘放在粘接区，夹具夹紧硅锭，用天车升起多晶硅，放置于托盘的中心，用聚氨酯发泡填缝剂将硅锭边缘四周粘牢。
3.根据权利要求2所述的多晶硅破锭方法，其特征在于，所述多晶硅的数量为一个硅锭。
4.根据权利要求3所述的多晶硅破锭方法，其特征在于，所述冷却液为纯水。
5.根据权利要求3所述的多晶硅破锭方法，其特征在于，所述冷却液为二乙醇胺与纯水的混合液。
6.根据权利要求5所述的多晶硅破锭方法，其特征在于，所述二乙醇胺质量分数为3-5％。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的多晶硅破锭方法，其特征在于，所述低张力值为10-20N。
8.根据权利要求7所述的多晶硅破锭方法，其特征在于，所述高张力值为70-90N。
9.根据权利要求8所述的多晶硅破锭方法，其特征在于，所述切割参数大小分别为：工作台速度为2000-2400um/min，线速度为13-15m/s，流量为120-140kg/min，张力为70-90N，回线率为99-99.4％。
10.根据权利要求9所述的多晶硅破锭方法，其特征在于，所述步骤4之后还包括：
步骤5：待切割完毕后剪断收放线轴上两侧钢线，抽出内夹线，使用电叉车将整个托盘升起，将整个硅锭移出切割室，将每块多晶硅块取出清洗。
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