CN103921362A - 一种用切片机切割铸锭高标准籽晶的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用切片机切割铸锭高标准籽晶的方法，步骤一：将待切割籽晶的原料棒粘接在树脂板上；步骤二：将粘接好的原料棒放入切片机切割；步骤三：切割完成后进行脱胶；步骤四：清洗；步骤五：晾干；步骤六：检验包装。本发明利用本来切割厚度在0.2mm左右硅片的切片机，切割厚度为17mm厚度的高标准籽晶。
Description
技术领域
本发明具体涉及一种用切片机切割铸锭高标准籽晶的方法。
背景技术
在光伏行业迅速发展的今天，用于制造太阳能电池的晶体硅主要是采用直拉法的单晶硅及采用铸锭技术的多晶硅。多晶硅铸锭，投料量大、操作简单、工艺成本低，但电池转换效率低、寿命短；直拉单晶硅转换效率高，但单次投料少，操作复杂，成本高。因此，怎样将两者合二为一，扬长避短，就成了国内外光伏企业竞相研究的热点和难点。在这种背景下，介于多晶硅和单晶硅之间的准单晶逐渐进入了人们的视野。
准单晶（Mono Like ）是基于多晶铸锭的工艺，在长晶时通过部分使用单晶籽晶，获得外观和电性能均类似单晶的多晶硅片。这种通过铸锭的方式形成单晶硅的技术，其功耗只比普通多晶硅多5%，所生产的单晶硅的质量接近直拉单晶硅。简单地说，这种技术就是用多晶硅的成本，生产单晶硅的技术。
准单晶主要有两种铸锭技术：
（1）无籽晶铸锭。无籽晶引导铸锭工艺对晶核初期成长控制过程要求很高。一种方法是使用底部开槽的坩埚。这种方式的要点是精密控制定向凝固时的温度梯度和晶体生长速度来提高多晶晶粒的尺寸大小，槽的尺寸以及冷却速度决定了晶粒的尺寸，凹槽有助于增大晶粒。因为需要控制的参数太多，无籽晶铸锭工艺显得尤为困难。
（2）有籽晶铸锭。当下量产的准单晶技术大部分为有籽晶铸锭。这种技术先把籽晶、硅料掺杂元素放置在坩埚中，籽晶一般位于坩埚底部，再加热融化硅料，并保持籽晶不被完全融掉，最后控制降温，调节固液相的温度梯度，确保单晶从籽晶位置开始生长。
在准单晶的生产过程中，籽晶成为其中重要的一个部分，因其工艺过程复杂，成晶的质量直接受制于籽晶质量的好坏，所以准单晶籽晶的制备工作就显得尤为重要。
目前行业制备一般籽晶的方法为截断机利用带锯条进行截断切割，其原理为利用金刚石锯条，硬性切割硅锭，将其切割为长度为一定长度的小段，其切割出的籽晶缺点为：
1.表面粗糙度为6-8um，粗糙度高。
2.因硅材料为硬性材质，在带锯切割到硅棒边缘剩余1-2mm时，极易因带锯高速运动和振动造成崩边。
3.正常带锯的厚度为1mm左右，加上锯缝损失，截开硅棒时损失的硅料较多，造成成本浪费。
以上各个缺点在带锯上固有存在，无法很好的解决，使得带锯截断的方法难以制备出高标准的籽晶，进而影响准单晶的效果。需要解决硅棒粘接、切片、脱胶等各个环节中的技术问题，以达到能利用此方法达到生产高标准籽晶的目的。
发明内容
发明目的：本发明提供一种用切片机切割铸锭高标准籽晶的方法。
技术方案：一种用切片机切割铸锭高标准籽晶的方法，包括如下步骤：
步骤一：将待切割籽晶的原料棒粘接在树脂板上；
步骤二：将粘接好的硅棒安装在切片机上，利用多线切割的切片机采用单线切割的方式切割，其中，选用螺纹钢线，砂浆的密度为1.71-1.72kg/L,线直径为135-145um；
步骤三：脱胶：将切割完的硅棒，从切片机中取出，放入脱胶槽中，喷淋去除砂浆，然后，进入脱胶槽进行脱胶，加入乳酸防氧化保护；
步骤四：脱胶完成后，进行超声清洗，清洗使用氢氧化钾基质清洗剂完成；
步骤五：晾干：将清洗完成的籽晶放在无尘纸上进行风干，使用吹风机加快缩短时间，无污染；
步骤六：检验包装：检查籽晶的各项指标是否符合要求。
作为优化：所述步骤三中，喷淋去除砂浆的时间为10-15min，喷淋压为2-2.5Mpa。
作为优化：所述步骤三中，进入脱胶槽的时间为20-25min，水温为70-75℃，。
作为优化：所述步骤三中，乳酸浓度为30%-35%。
作为优化：所述步骤四中，氢氧化钾基质清洗剂浓度为3%-5%，清洗时间为4-4.5min，温度为55-60℃。
有益效果：本发明是利用本来切割厚度在0.2mm左右硅片的切片机，切割厚度为17mm厚度则籽晶，具有以下优点：
1.将切割籽晶的晶棒粘接在树脂板上，用树脂板代替切片行业正常应该使用的玻璃板，因树脂板的脆性低于玻璃板，因籽晶要求较高，要求出口无崩边；在钢线切割出晶棒，切入玻璃板，在二者的交接处，容易产生崩边，用树脂板可以有效的降低出口崩边；
2. 选用变形钢线（螺纹线）代替普通平滑钢线，线径由正常的115-120um增加到140um。因为此方法是利用多线切割的切片机采用单线切割的方式切割，正常切片时，因为线与线之间的缝隙很近（0.2mm左右），砂浆又具备一定的粘度，从而在线网上能形成一层完整的砂浆膜，从而使得砂浆很容易被带入硅棒中研磨切割，但因切割籽晶（厚度17mm）线与线之间的缝隙为17mm，不可能在线网上形成砂浆膜，为了提高钢线的带砂能力，故需要通过改变钢线的表面形态和增加钢线的线径（横截面积），达到增加带砂能力的目的；
3. 为了进一步增强带砂能力，砂浆密度需要配置在1.71-1.72kg/L，比正常的切片密度1.62-1.63kg/L，提高0.9kg/L；
4. 正常的硅片切割，为节省钢线的使用，一般采用双向切割方式，既钢线往复运动方式，但此处为提高切割能力，采用单向切割方式。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细阐述。
具体实施例1：
一种用切片机切割铸锭高标准籽晶的方法，包括如下步骤：
步骤一：将待切割籽晶的原料棒粘接在树脂板上；
步骤二：将粘接好的硅棒安装在切片机上，利用多线切割的切片机采用单线切割的方式切割，其中，选用螺纹钢线，砂浆的密度为1.71kg/L,线直径为135um；
步骤三：脱胶：将切割完的硅棒，从切片机中取出，放入脱胶槽中，喷淋去除砂浆，喷淋去除砂浆的时间为10min，喷淋压为2Mpa，然后进入脱胶槽进行脱胶，进入脱胶槽的时间为20min，水温为70℃，加入乳酸防氧化保护，乳酸浓度为30%；
步骤四：脱胶完成后，进行超声清洗，清洗使用氢氧化钾基质清洗剂完成，氢氧化钾基质清洗剂浓度为3%，清洗时间为4min，温度为55℃；
步骤五：晾干：将清洗完成的籽晶放在无尘纸上进行风干，使用吹风机加快缩短时间，无污染；
步骤六：检验包装：检查籽晶的各项指标是否符合要求。
具体实施例2：
一种用切片机切割铸锭高标准籽晶的方法，包括如下步骤：
步骤一：将待切割籽晶的原料棒粘接在树脂板上；
步骤二：将粘接好的硅棒安装在切片机上，利用多线切割的切片机采用单线切割的方式切割，其中，选用螺纹钢线，砂浆的密度为1.72kg/L,线直径为145um；
步骤三：脱胶：将切割完的硅棒，从切片机中取出，放入脱胶槽中，喷淋去除砂浆，喷淋去除砂浆的时间为15min，喷淋压为2.5Mpa，然后进入脱胶槽进行脱胶，进入脱胶槽的时间为25min，水温为75℃，加入乳酸防氧化保护，乳酸浓度为35%；
步骤四：脱胶完成后，进行超声清洗，清洗使用氢氧化钾基质清洗剂完成，氢氧化钾基质清洗剂浓度为5%，清洗时间为4.5min，温度为60℃；
步骤五：晾干：将清洗完成的籽晶放在无尘纸上进行风干，使用吹风机加快缩短时间，无污染；
步骤六：检验包装：检查籽晶的各项指标是否符合要求。
具体实施例3：
一种用切片机切割铸锭高标准籽晶的方法，包括如下步骤：
步骤一：将待切割籽晶的原料棒粘接在树脂板上；
步骤二：将粘接好的硅棒安装在切片机上，利用多线切割的切片机采用单线切割的方式切割，其中，选用螺纹钢线，砂浆的密度为1.715kg/L,线直径为140um；
步骤三：脱胶：将切割完的硅棒，从切片机中取出，放入脱胶槽中，喷淋去除砂浆，喷淋去除砂浆的时间为13min，喷淋压为2.3Mpa，然后进入脱胶槽进行脱胶，进入脱胶槽的时间为23min，水温为72℃，加入乳酸防氧化保护，乳酸浓度为33%；
步骤四：脱胶完成后，进行超声清洗，清洗使用氢氧化钾基质清洗剂完成，氢氧化钾基质清洗剂浓度为4%，清洗时间为4.3min，温度为57℃；
步骤五：晾干：将清洗完成的籽晶放在无尘纸上进行风干，使用吹风机加快缩短时间，无污染；
步骤六：检验包装：检查籽晶的各项指标是否符合要求。
Claims (5)
1.一种用切片机切割铸锭高标准籽晶的方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：将待切割籽晶的原料棒粘接在树脂板上；
步骤二：将粘接好的硅棒安装在切片机上，利用多线切割的切片机采用单线切割的方式切割，其中，选用螺纹钢线，砂浆的密度为1.71-1.72kg/L,线直径为135-145um；
步骤三：脱胶：将切割完的硅棒，从切片机中取出，放入脱胶槽中，喷淋去除砂浆，然后，进入脱胶槽进行脱胶，加入乳酸防氧化保护；
步骤四：脱胶完成后，进行超声清洗，清洗使用氢氧化钾基质清洗剂完成；
步骤五：晾干：将清洗完成的籽晶放在无尘纸上进行风干，使用吹风机加快缩短时间，无污染；
步骤六：检验包装：检查籽晶的各项指标是否符合要求。
2.如权利要求1所述的用切片机切割铸锭高标准籽晶的方法，其特征在于：所述步骤三中，喷淋去除砂浆的时间为10-15min，喷淋压为2-2.5Mpa。
3.如权利要求1所述的用切片机切割铸锭高标准籽晶的方法，其特征在于：所述步骤三中，进入脱胶槽的时间为20-25min，水温为70-75℃，。
4.如权利要求1所述的用切片机切割铸锭高标准籽晶的方法，其特征在于：所述步骤三中，乳酸浓度为30%-35%。
5.如权利要求1所述的用切片机切割铸锭高标准籽晶的方法，其特征在于：所述步骤四中，氢氧化钾基质清洗剂浓度为3%-5%，清洗时间为4-4.5min，温度为55-60℃。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2014-04-29 CN CN201410176618.3A patent/CN103921362A/zh active Pending
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