CN108437244A - 光伏多晶硅电池片的游离-固结磨粒复合线锯切割方法 - Google Patents

光伏多晶硅电池片的游离-固结磨粒复合线锯切割方法 Download PDF

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Abstract

一种光伏多晶硅电池片的游离‑固结磨粒复合线锯切割方法，包括以下步骤：(1)通过锯丝对光伏多晶硅工件切割；(2)在切削区喷洒带有游离碳化硅磨粒的砂浆，游离的碳化硅磨粒随砂浆分布并被约束于锯丝表面没有固结磨粒的螺旋裸丝区；(3)锯切过程中，锯丝对光伏多晶硅工件切割，同时砂浆中游离的碳化硅磨粒在锯丝的运动下被约束于锯丝表面的螺旋裸丝区中对切割表面进行研磨加工，切割成光伏多晶硅电池片。该方法通过采用游离磨粒与固结磨粒复合线锯切割，在实现切片加工的同时对切片表面进行研磨加工，去除固结磨粒线锯切割加工带来的切片表面的切割线痕和塑性光滑区，使其切片表面形成与游离磨粒线锯切片表面类似的微观形貌。

Description

光伏多晶硅电池片的游离-固结磨粒复合线锯切割方法
技术领域
本发明涉及一种光伏多晶硅电池片的切割方法，属于切割加工技术领域。
背景技术
近几年，多晶硅电池片的切片加工一直采用游离磨粒线锯切割技术(也称砂浆线切割技术)，后续进行酸性湿法制绒工艺可以得到满足使用需求的虫孔状的绒面。但是随着使用的钢丝直径减小，使得多晶硅切缝宽度减小，磨粒难进入长而深的切缝，导致锯切效率低，切片质量难以保证。固结磨粒线锯切割技术(也称金刚线切割技术)切割效率高、切缝窄、切片面型好，逐渐应用于多晶硅电池片的切片加工，但存在的问题是硅片表面存在明显的切割线痕和塑性光滑区，使用现行酸性湿法制绒工艺后，表面反射率增高而降低了电池效率，不满足使用的要求。
总得来看，游离磨料线锯切割光伏多晶硅锯切效率低，正在逐渐退出光伏多晶硅电池片的切割应用领域。而固结磨粒线锯切割光伏多晶硅表面存在明显的切割线痕和塑性光滑区难以制绒，目前采用尚不成熟的湿法黑硅技术进行制绒，工艺复杂成本高。
发明内容
本发明针对目前采用固结磨粒线锯切割光伏多晶硅表面因存在明显的切割线痕和塑性光滑区而造成酸性湿法制绒困难，不得不采用工艺复杂、成本高的湿法黑硅制绒技术等问题，提供一种光伏多晶硅电池片的游离-固结磨粒复合线锯切割方法，切割后的电池片可以采用工业上成熟的、相对成本低的酸性湿法制绒技术，达到对电池效率的要求。
本发明的光伏多晶硅电池片的游离-固结磨粒复合线锯切割方法，包括以下步骤：
(1)通过锯丝对光伏多晶硅工件切割；
所述锯丝为表面磨粒群螺旋排布电镀金刚石锯丝，锯丝表面固结有螺旋带状分布的金刚石磨粒，锯丝表面没有固结金刚石磨粒的地方形成螺旋裸丝区。
所述锯丝的名义直径为50～80μm。
所述锯丝的走丝速度为10～25m/s(米/秒)。
所述光伏多晶硅工件与锯丝的走丝方向相对进给，光伏多晶硅工件与锯丝的相对进给速度为1.0～1.8mm/min(毫米/分钟)。
(2)在切削区喷洒带有游离碳化硅(SiC)磨粒的砂浆，游离的碳化硅磨粒随砂浆分布并被约束于表面磨粒群螺旋排布电镀金刚石锯丝表面没有固结磨粒的螺旋裸丝区；
所述砂浆是聚乙二醇与碳化硅磨粒的混合物，聚乙二醇与碳化硅磨粒的重量比例为1:0.93～0.96。
所述锯丝表面的固结磨粒粒径大于砂浆中游离碳化硅磨粒的粒径。具体可以是，锯丝表面固结磨粒的粒径为6～12μm，砂浆中游离碳化硅磨粒的粒径为3～5μm。
(3)锯切过程中，锯丝对光伏多晶硅工件切割，同时砂浆中游离的碳化硅磨粒在锯丝的运动下被约束于锯丝表面的螺旋裸丝区中对切割表面进行研磨加工，切割成光伏多晶硅电池片。
本发明通过采用游离磨粒与固结磨粒复合线锯切割方法，在使用表面磨粒群螺旋排布电镀金刚石锯丝切割多晶硅的过程中，向切削区喷洒带有游离碳化硅磨粒的砂浆，在实现切片加工的同时对切片表面进行研磨加工，去除固结磨粒线锯切割加工带来的切片表面的切割线痕和塑性光滑区，使其切片表面形成与游离磨粒线锯切片表面类似的微观形貌，后续的制绒环节可采用工业上成熟的、相对成本低的酸性湿法制绒技术，大大降低制绒成本。同时，其切割主体工具依然是固结磨粒线锯丝，能保持固结磨粒线锯加工效率高、面型精度好等锯切工艺优势。
附图说明
图1是本发明光伏多晶硅电池片的游离-固结磨粒复合线锯切割方法的原理示意图
图2是本发明切割成的光伏多晶硅电池片的表面微观形貌图。
图中：1.光伏多晶硅工件，2.锯丝，3.金刚石磨粒，4.碳化硅磨粒，5.金属镍镀层，6.螺旋裸丝区。
具体实施方式
本发明中切割的工件为光伏多晶硅工件1，使用的锯丝2为表面磨粒群螺旋排布电镀金刚石锯丝。
如图1所示，本发明光伏多晶硅电池片的游离-固结磨粒复合线锯切割方法，包括如下步骤：
(1)使光伏多晶硅工件1与锯丝2的走丝方向相对进给，以实现锯丝2在光伏多晶硅工件1上切割。
锯丝2为表面磨粒群螺旋排布电镀金刚石锯丝。是在钢丝基体的表面通过电镀沉积上螺旋带状分布的金属镍镀层5，在金属镍镀层5上固结金刚石磨粒3，金刚石磨粒3呈螺旋排布，从而形成表面磨粒群螺旋排布电镀金刚石锯丝。锯丝2的表面没有沉积金属镍镀层5的地方(也就是没有固结金刚石磨粒的地方)形成螺旋裸丝区6。锯丝2的制备可参见CN103643273A公开的《表面固结磨粒成群螺旋排布的电镀锯丝生产装置》。
锯丝2的名义直径为50～80μm，锯丝2中表面固结金刚石磨粒3的粒径为6～12μm。
锯丝2走丝运动的同时，光伏多晶硅工件1与锯丝2走丝方向相对进给，以实现切割作用。锯丝2的走丝速度为10～25m/s，光伏多晶硅工件1与锯丝2的相对进给速度为1.0～1.8mm/min。
(2)通过喷头(图中未画出)向切削区(锯丝2与光伏多晶硅工件1接触的区域)喷洒带有游离碳化硅(SiC)磨粒4的聚乙二醇砂浆(图中未画出)，聚乙二醇砂浆中聚乙二醇与碳化硅磨粒的重量比例为1:0.93～0.96。
游离的碳化硅磨粒4随砂浆分布并被约束于锯丝2的表面没有固结磨粒的螺旋裸丝区6。锯丝2表面的固结金刚石磨粒3的粒径要大于砂浆中游离碳化硅磨粒4的粒径，根据前面固结金刚石磨粒3的粒径，砂浆中的碳化硅磨粒4的粒径可为3～5μm。
锯切过程中，对光伏多晶硅工件1实现主要切割作用的是表面磨粒群螺旋排布电镀金刚石锯丝2，能保持固结磨粒线锯加工效率高、面型精度好等锯切工艺优势。同时砂浆中游离的碳化硅磨粒4在锯丝2的运动下被约束于锯丝2表面的螺旋裸丝区6中对切割表面进行研磨加工，最终制成光伏多晶硅电池片。这样切割的光伏多晶硅电池片去除了固结磨粒线锯切割加工带来的切片表面的切割线痕和塑性光滑区，形成了与游离磨粒线锯切片表面类似的切片微观形貌(如图2所示)，后续的制绒环节采用工业上成熟的、相对成本低的酸性湿法制绒技术，大大降低了制绒成本。
本发明中涉及的固结磨粒线锯的走丝方式、工件的进给方式以及砂浆的供给方式等可采用现有技术实现。

Claims (9)

1.一种光伏多晶硅电池片的游离-固结磨粒复合线锯切割方法，其特征是，包括以下步骤：
(1)通过锯丝对光伏多晶硅工件切割；
所述锯丝为表面磨粒群螺旋排布电镀金刚石锯丝，锯丝表面固结有螺旋带状分布的金刚石磨粒，锯丝表面没有固结金刚石磨粒的地方形成螺旋裸丝区；
(2)在切削区喷洒带有游离碳化硅磨粒的砂浆，游离的碳化硅磨粒随砂浆分布并被约束于表面磨粒群螺旋排布电镀金刚石锯丝表面没有固结磨粒的螺旋裸丝区；
(3)锯切过程中，锯丝对光伏多晶硅工件切割，同时砂浆中游离的碳化硅磨粒在锯丝的运动下被约束于锯丝表面的螺旋裸丝区中对切割表面进行研磨加工，切割成光伏多晶硅电池片。
2.根据权利要求1所述的光伏多晶硅电池片的游离-固结磨粒复合线锯切割方法，其特征是，所述锯丝的名义直径为50～80μm。
3.根据权利要求1所述的光伏多晶硅电池片的游离-固结磨粒复合线锯切割方法，其特征是，所述锯丝的走丝速度为10～25m/s。
4.根据权利要求1所述的光伏多晶硅电池片的游离-固结磨粒复合线锯切割方法，其特征是，所述光伏多晶硅工件与锯丝的走丝方向相对进给。
5.根据权利要求4所述的光伏多晶硅电池片的游离-固结磨粒复合线锯切割方法，其特征是，光伏多晶硅工件与锯丝的相对进给速度为1.0～1.8mm/min。
6.根据权利要求1所述的光伏多晶硅电池片的游离-固结磨粒复合线锯切割方法，其特征是，所述砂浆是聚乙二醇与碳化硅磨粒的混合物。
7.根据权利要求6所述的光伏多晶硅电池片的游离-固结磨粒复合线锯切割方法，其特征是，所述聚乙二醇与碳化硅磨粒的重量比例为1:0.93～0.96。
8.根据权利要求1所述的光伏多晶硅电池片的游离-固结磨粒复合线锯切割方法，其特征是，所述锯丝表面的固结磨粒粒径大于砂浆中游离碳化硅磨粒的粒径。
9.根据权利要求7所述的光伏多晶硅电池片的游离-固结磨粒复合线锯切割方法，其特征是，锯丝表面固结磨粒的粒径为6～12μm，砂浆中游离碳化硅磨粒的粒径为3～5μm。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110497546A (zh) * 2019-08-26 2019-11-26 哈尔滨商业大学 游离-固结复合磨料多线切割硅片的方法及设备
CN110587503A (zh) * 2019-09-29 2019-12-20 上海航天精密机械研究所 固结游离双相磨粒工具及其制造方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000033535A (ko) * 1998-11-24 2000-06-15 홍영철 취성재료 절단용 다이아몬드 전착 와이어 및 그 제조방법
CN102990792A (zh) * 2012-11-28 2013-03-27 天津市环欧半导体材料技术有限公司 一种八英寸硅单晶硅片多线切割机及其切割方法
JP2013245126A (ja) * 2012-05-24 2013-12-09 Sumitomo Electric Ind Ltd 多結晶ダイヤモンド砥粒およびその製造方法、スラリー、並びに固定砥粒式ワイヤ
CN103448154A (zh) * 2013-08-28 2013-12-18 衡水英利新能源有限公司 一种硅块切割方法
CN103878660A (zh) * 2014-03-31 2014-06-25 高佳太阳能股份有限公司 一种用于硅片处理的磨片装置
CN105599155A (zh) * 2015-12-28 2016-05-25 盛利维尔（中国）新材料技术有限公司 一种防积屑螺旋金刚线
CN105818284A (zh) * 2016-04-08 2016-08-03 山东大学 一种利用金刚石线和金刚石砂浆同时切割6 英寸及以上尺寸SiC 单晶的方法
CN206568356U (zh) * 2016-10-21 2017-10-20 苏州伟益新材料科技有限公司 三丝绞合金刚石线锯

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000033535A (ko) * 1998-11-24 2000-06-15 홍영철 취성재료 절단용 다이아몬드 전착 와이어 및 그 제조방법
JP2013245126A (ja) * 2012-05-24 2013-12-09 Sumitomo Electric Ind Ltd 多結晶ダイヤモンド砥粒およびその製造方法、スラリー、並びに固定砥粒式ワイヤ
CN102990792A (zh) * 2012-11-28 2013-03-27 天津市环欧半导体材料技术有限公司 一种八英寸硅单晶硅片多线切割机及其切割方法
CN103448154A (zh) * 2013-08-28 2013-12-18 衡水英利新能源有限公司 一种硅块切割方法
CN103878660A (zh) * 2014-03-31 2014-06-25 高佳太阳能股份有限公司 一种用于硅片处理的磨片装置
CN105599155A (zh) * 2015-12-28 2016-05-25 盛利维尔（中国）新材料技术有限公司 一种防积屑螺旋金刚线
CN105818284A (zh) * 2016-04-08 2016-08-03 山东大学 一种利用金刚石线和金刚石砂浆同时切割6 英寸及以上尺寸SiC 单晶的方法
CN206568356U (zh) * 2016-10-21 2017-10-20 苏州伟益新材料科技有限公司 三丝绞合金刚石线锯

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110497546A (zh) * 2019-08-26 2019-11-26 哈尔滨商业大学 游离-固结复合磨料多线切割硅片的方法及设备
CN110587503A (zh) * 2019-09-29 2019-12-20 上海航天精密机械研究所 固结游离双相磨粒工具及其制造方法

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