CN106584285A - 一种修复硅片崩边的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种修复硅片崩边的方法，在待修复硅片的两侧设置假片，待修复硅片位于假片中间，假片与待修复硅片在待修复硅片的厚度方向上叠置，各待修复硅片的侧边与其相邻待修复硅片的侧边对齐；使用莫氏硬度大于7的颗粒对待修复硅片的崩边进行修复。金刚线切割产生的崩边缺陷片中60~80%的崩边缺陷片能够通过本发明进行修复，且修复率达到60~80%修复后的硅片在电池端各项指标与正常A级片无差异；本发明成本低，设备投入小。

Description

一种修复硅片崩边的方法

技术领域

本发明涉及多晶硅片切割领域，尤其涉及一种修复硅片崩边的方法。

背景技术

常规的化石燃料日益消耗殆尽，在现有的可持续能源中，太阳能无疑是一种最清洁、最普遍和最有潜力的替代能源。太阳能发电装置又称为太阳能电池或光伏电池，可以将太阳能直接转换成电能，其发电原理是基于半导体PN结的光生伏特效应。太阳能发电装置的核心是电池片，目前绝大多数都采用硅片制成，硅片需要经过切割才能使用。

砂浆线锯切割技术是当前光伏产业应用最广泛，技术最成熟的切割工艺，经过多年的不断改进，已经成为行业的主流切割技术。它是利用切割仞料碳化硅与聚乙二醇混合的砂浆喷落在切割钢丝组成的线网上，通过高速运动使砂浆中的碳化硅压嵌入紧压在线网上的硅棒表面，形成三体磨料磨损，以达到切割效果。

金刚线切割技术也是一个非常成熟的工艺。与砂浆线锯切割技术的不同点在于所用的切割线不同，它是利用电镀或树脂粘接的方法将金刚石磨料固定在钢线表面，将磨料与切割线结合在一起，在切割时属于二体切割。

上述两者相比，金刚石线锯切割技术，具有切割速率高、锯缝硅损耗少，环境负荷小等突出优点，已在单晶硅片切割生产中取代砂浆线锯切割技术。但金刚石线锯切割多晶硅片的力学性能不好，这主要体现在其力学性能的各向异性及较低的断裂强度。这是由两种切割技术切割机制不同所导致的表面微裂纹不同引起的。在受沿着切割纹方向的力作用下其强度较高，而当受垂直于切割纹方向的力的作用时强度较低；反馈在切割良品率上就是崩边比例高，特别是在垂直于切割方向的粘胶面上，是影响切割良率和电池制程碎片率的主要缺陷，平均占比超过5%。

现有的崩边硅片，根据崩边尺寸和程度的不同，作为B级或者C级片降级、降价销售甚至作为废品处理，造成原料浪费。且缺陷片特别是金刚线切割的崩边在电池端，制程碎片率高，外观不良，成品率没有保障。

发明内容

本发明的目的在于提供一种修复硅片崩边的方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种修复硅片崩边的方法，在待修复硅片的两侧设置假片，待修复硅片位于假片中间，假片与待修复硅片在待修复硅片的厚度方向上叠置，各待修复硅片的侧边与其相邻待修复硅片的侧边对齐；

使用莫氏硬度大于7的颗粒对待修复硅片的崩边进行修复。

上述方案中，所述假片为片状构件，优选地，假片的形状大小与待修复硅片相匹配，假片的形状大小也可以与待修复硅片不同，只要能够达到遮挡待修复硅片表面的效果，避免待修复硅片表面受损即可；

上述方案中，硅片可作为假片。

上述方案中，所述相对硬度的定义为：硬度表示一般分为绝对硬度与相对硬度，绝对硬度一般只会在科家界使用，而在实际生产中极少应用，故通常我们所接触到的硬度单位体系为相对硬度，常有几种表示方法：肖氏硬度（又称：邵氏硬度）、洛氏硬度、布氏硬度（又称：勃氏硬度）、洛克氏硬度，本发明采用的是莫氏硬度大于7的颗粒，其单位为1。

上述方案中，颗粒莫氏硬度可以为7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5等。

上述方案中，所述硅片分选过程中，将崩边缺陷单独分类、收集，按照崩边出现的位置归置整齐。

上述方案中，所述颗粒粒径为6~9微米，所述颗粒优选为碳化硅砂或金刚石颗粒。

上述方案中，利用喷砂机对硅片崩边进行修复，将待修复硅片置于喷砂机的加工室中，在喷砂机中添加碳化硅砂或金刚石颗粒。

优选地，所述喷砂机的喷枪将碳化硅砂或金刚石颗粒喷射在待修复硅片的崩边上；喷砂机的喷枪喷射方向垂直于硅片表面；喷枪以2-8MPA的压力进行喷射。

优选地，所述喷枪压力为3-5MPA。

上述方案中，对修复过的硅片进行清洗并烘干，接着进行再次分选，对待修复硅片进行再修复，直至无法分选出待修复硅片为止。

上述方案中，所述待修复硅片与假片通过一工装夹紧，保证相邻待修复硅片之间不存在间隙，以防止碳化硅砂或金刚石颗粒进入硅片表面损伤硅片。

优选地，所述工装包括硅片放置盒、定位板和盖板，其中：

所述硅片放置盒包括一矩形底板及三个侧板，三个侧板分别设于矩形底板的三条侧边上并垂直于矩形底板的上表面设置；

所述定位板与盖板之间设置有导向定位结构，该导向定位结构的导向方向平行于定位板的厚度方向；

在使用状态下，所述盖板定位于侧板，定位板设于盖板与矩形底板之间，定位板的下表面平行于矩形底板的上表面，当待修复硅片置于硅片放置盒中时，待修复硅片位于矩形底板及定位板之间，各待修复硅片平行于矩形底板及定位板布置，各待修复硅片四条侧边中的三条侧边分别抵靠于三块侧板上，另一条侧边伸出硅片放置盒外。

优选地，所述导向定位结构包括导向结构及第一定位结构，其中：所述导向结构包括导向孔和导向柱，所述导向孔开设于所述盖板上，导向柱设于定位板上，导向柱穿设于导向孔中；

所述第一定位结构包括螺纹孔和螺栓，所述螺纹孔开设于盖板上，螺栓穿设于螺纹孔中。

优选地，所述盖板与侧板之间设置有第二定位结构，第二定位结构包括定位凹槽及对应的定位凸块，定位凹槽和定位凸块两者中的一者设于侧板的上端，另一者设于盖板的边缘。

优选地，至少两块侧板及对应的盖板的两条边缘之间设置有第二定位结构。

优选地，所述盖板与侧板之间通过螺丝可拆卸连接。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1．金刚线切割产生的崩边缺陷片中60~80%的崩边缺陷片能够通过本发明进行修复，且修复率达到60~80%修复后的硅片在电池端各项指标与正常A级片无差异；

2. 本发明成本低，设备投入小，每万片待修复硅片的碳化硅砂或金刚石颗粒消耗量为4~6千克；

3．本发明修复效率高，易操作，适于推广。

附图说明

图1为本发明实施例一示意图。

上述附图中：1、矩形底板；2、侧板；3、盖板；4、定位板；5、导向柱；6、螺栓；7、定位凹槽；8、定位凸块；9、待修复硅片；10、螺丝。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例一：

按照以下步骤对硅片崩边进行修复：

（1）将硅片的崩边缺陷单独分类、收集，按照崩边出现位置整齐；

在待修复硅片的两侧设置假片，待修复硅片位于假片中间，假片与待修复硅片在硅片的厚度方向上叠置，各待修复硅片的侧边与其相邻待修复硅片的侧边对齐；

（2）将归置好的硅片，放入喷砂机加工室中，再喷砂机中添加3-6KG碳化硅砂，打开喷砂机，喷枪距离崩边位置一定距离，以2-8MPA的压力喷射至崩边处修复，喷枪的压力与崩边之间的距离呈正比调节，压力大时，喷枪与崩边之间的距离可适当加大，压力小时，喷枪与崩边之间的距离可适当减小，只要喷枪喷出的碳化硅砂对崩边的修复能够产生效果即可；

（3）取出硅片，换另一侧边重复步骤（2）至硅片四侧崩边全部修复好；

（4）将修复好的硅片用全自动插片机插片、清洗、烘干，进行二次分选，对待修复硅片进行再修复，直至无法分选出待修复硅片为止。

其中，步骤（2）中，优选地，喷枪压力3-5MPA。

优选地，喷射方向垂直于所述硅片表面，喷射碳化硅砂修复直至所有崩边上均看不见亮点为止。

所述碳化硅砂的粒径为6-9μm。

实际应用时，可采用金刚石颗粒代替碳化硅砂。

所述待修复硅片通过一工装夹紧。

参见图1所示，所述工装包括硅片放置盒、定位板4和盖板3， 其中：

所述硅片放置盒包括一矩形底板1及三个侧板2，三个侧板2分别设于矩形底板1的三条侧边上并垂直于矩形底板1的上表面设置；

所述定位板4与盖板3之间设置有导向定位结构，该导向定位结构的导向方向平行于定位板4的厚度方向，以此使得定位板4与盖板3之间的间距可调；

在使用状态下，所述盖板3定位于侧板2，定位板4设于盖板3与矩形底板1之间，定位板4的下表面平行于矩形底板1的上表面，当待修复硅片9置于硅片放置盒中时，待修复硅片9位于矩形底板1及定位板4之间，各待修复硅片平行于矩形底板1及定位板4布置，各待修复硅片9四条侧边中的三条侧边分别抵靠于三块侧板2上，另一条侧边伸出硅片放置盒外。

所述导向定位结构包括导向结构及第一定位结构，其中：

所述导向结构包括导向孔和导向柱5，所述导向孔开设于所述盖板3上，导向柱5设于定位板4上，导向柱5穿设于导向孔中；

所述第一定位结构包括螺纹孔和螺栓6，所述螺纹孔开设于盖板3上，螺栓6穿设于螺纹孔中。

当待修复硅片9置于放置盒中等待修复时，旋转螺栓6使得螺栓6向定位板4移动，将定位板4压紧在假片表面，以此定位待修复硅片9和假片；当需要修复另一条侧边时，旋转螺栓6使得螺栓6离开定位板4，将定位板4放松，再将定位板4向盖板3移动，以此在假片和定位板4之间留出空隙，以便取出待修复硅片9，换另一条侧边进行修复，待修复硅片9放置好以后，再旋转螺栓6将定位板4压紧在假片表面，如此反复，直至待修复硅片9的四条侧边均修复完毕。

所述盖板3与侧板2之间设置有第二定位结构，第二定位结构包括定位凹槽7及对应的定位凸块8，定位凹槽7设于侧板2的上端，定位凸块8设于盖板3的边缘。

三块侧板2及对应的盖板3的三条边缘之间设置有第二定位结构。

所述盖板3与侧板2之间通过螺丝10可拆卸连接。

实际使用效果数据如下：

1、在分选得到的12045片C崩边缺陷片中挑出7786片可修复的硅片进行喷砂处理，经过二次分选，修复的良品率可达到75.17%，制程过程的损耗为6%（缺角片、裂片和碎片）；修复结果数据参见表格1所示：

表格1：

2、修复后的崩边缺陷片在电池端与同期的A级良品片进行碎片率验证，数据参见表格2所示:

表格2：

喷砂修复片的电性能和生产指标与A级金刚线相比正常。

“当线片源”指的是电池厂实验片投产线上的A级硅片；由表格2可见：喷砂修复片（即通过本发明方法修复的硅片）电池线投产的暗电流和碎片率均低于实验线同期的A级硅片，电池的A品率高出同期当线A级硅片0.49%，喷砂修复片的电性能和各项生产指标与A级硅片无降低。

Claims (9)

1.一种修复硅片崩边的方法，其特征在于：在待修复硅片的两侧设置假片，待修复硅片位于假片中间，假片与待修复硅片在待修复硅片的厚度方向上叠置，各待修复硅片的侧边与其相邻待修复硅片的侧边对齐；

使用莫氏硬度大于7的颗粒对待修复硅片的崩边进行修复。

2.根据权利要求1所述的修复硅片崩边的方法，其特征在于：所述颗粒粒径为6~9微米，优选地，所述颗粒为碳化硅砂或金刚石颗粒。

3.根据权利要求1或2所述的修复硅片崩边的方法，其特征在于：利用喷砂机对硅片崩边进行修复，将待修复硅片置于喷砂机的加工室中，在喷砂机中添加碳化硅砂或金刚石颗粒。

4.根据权利要求3所述的修复硅片崩边的方法，其特征在于：所述喷砂机的喷枪将碳化硅砂或金刚石颗粒喷射在待修复硅片的崩边上；优选地，喷砂机的喷枪喷射方向垂直于硅片表面；优选地，喷枪以2-8MPA的压力进行喷射。

5.根据权利要求4所述的修复硅片崩边的方法，将硅片旋转另一侧边，重复以上步骤至硅片四面崩边全部修复。

6.根据权利要求1所述的修复硅片崩边的方法，其特征在于：对修复过的硅片进行清洗并烘干，接着进行再次分选，对待修复硅片进行再修复，直至无法分选出待修复硅片为止。

7.根据权利要求1所述的修复硅片崩边的方法，其特征在于：待修复硅片与假片通过一工装夹紧。

8.根据权利要求7所述的修复硅片崩边的方法，其特征在于：所述工装包括硅片放置盒、定位板和盖板，其中：

所述硅片放置盒包括一矩形底板及三个侧板，三个侧板分别设于矩形底板的三条侧边上并垂直于矩形底板的上表面设置；

所述定位板与盖板之间设置有导向定位结构，该导向定位结构的导向方向平行于定位板的厚度方向；

在使用状态下，所述盖板定位于侧板，定位板设于盖板与矩形底板之间，定位板的下表面平行于矩形底板的上表面，当待修复硅片置于硅片放置盒中时，待修复硅片位于矩形底板及定位板之间，各待修复硅片平行于矩形底板及定位板布置，各待修复硅片四条侧边中的三条侧边分别抵靠于三块侧板上，另一条侧边伸出硅片放置盒外。

9.根据权利要求8所述的修复硅片崩边的方法，其特征在于：所述导向定位结构包括导向结构及第一定位结构，其中：

所述导向结构包括导向孔和导向柱，所述导向孔开设于所述盖板上，导向柱设于定位板上，导向柱穿设于导向孔中；

所述第一定位结构包括螺纹孔和螺栓，所述螺纹孔开设于盖板上，螺栓穿设于螺纹孔中。