CN110039669A - 一种硅锭开方和切片方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种硅锭开方和切片方法，包括只沿第一方向对硅锭进行开方，得到长条硅锭；去除所述长条硅锭周围的不合格部分，得到可切片长条硅块；沿与硅锭生长方向与所述第一方向组成的平面相垂直的平面，对所述可切片长条硅块进行切片，得到成品硅片，因此得到的各个硅片就不存在头部和尾部的差别了，从而能够解决硅片的片间位错密度差异大及电池效率差异大的问题，并能减少边角部硅块的报废率。

Description

一种硅锭开方和切片方法

技术领域

本发明属于光伏设备制造技术领域，特别是涉及一种硅锭开方和切片方法。

背景技术

现在常用的硅锭开方工艺流程如图1所示，图1为现在常用的硅锭开方工艺流程的示意图，先将硅锭100粘在金属托盘上，整体放置在多线开方切割机里面，垂直交叉的两层开方钢线101从上至下进行切割，切割得到硅块102，去除开方后的边皮103，针对可切片的硅片104，先切除头部不合格部分105和尾部不合格部分106，然后按垂直晶体生长方向进行切片得到硅片107，再经过后续处理得到硅片成品108。利用上述流程得到的底部硅片由于处于硅锭底部位置，因此具备硅锭底部的位错密度和杂质浓度，而顶部硅片由于处于硅锭顶部位置，因此具备硅锭顶部的位错密度和杂质浓度。

然而，底部硅片位错少，因此底部硅片制成的电池效率高，顶部硅片位错多，因此顶部硅片制成的电池效率低，在这种情况下，硅片位错分布就比较广，电池效率的档位分布也比较宽，特别是对于铸造单晶技术来说，顶部位错能达到底部位错密度的数倍，顶部硅片做出的电池效率拖尾严重，电池效率分布档位多，而且，硅锭边角部的低少子区域、位错区域或者其他不良区域较宽，延伸到边角部硅块，会造成边角部硅块全部报废，造成开方损失。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种硅锭开方和切片方法，能够解决硅片的片间位错密度差异大及电池效率差异大的问题，并能减少边角部硅块的报废率。

本发明提供的一种硅锭开方和切片方法包括：

只沿第一方向对硅锭进行开方，得到长条硅锭；

去除所述长条硅锭周围的不合格部分，得到可切片长条硅块；

沿与硅锭生长方向与所述第一方向组成的平面相垂直的平面，对所述可切片长条硅块进行切片，得到成品硅片。

优选的，在上述硅锭开方和切片方法中，在所述得到可切片长条硅块之后，还包括：

沿与硅锭生长方向垂直的平面，将所述可切片长条硅块切成至少两块。

优选的，在上述硅锭开方和切片方法中，所述去除所述长条硅锭周围的不合格部分包括：

切除所述长条硅锭的边皮；

切除所述长条硅锭的头部不合格部分和尾部不合格部分。

优选的，在上述硅锭开方和切片方法中，所述只沿第一方向对硅锭进行开方为：

只沿第一方向对所述硅锭进行单根钢线切割或双根钢线切割。

优选的，在上述硅锭开方和切片方法中，所述只沿第一方向对硅锭进行开方，得到长条硅锭为：

利用平行于所述硅锭的一个侧边的多根开方钢线对所述硅锭进行开方，得到长条硅锭。

优选的，在上述硅锭开方和切片方法中，所述硅锭为定向凝固多晶硅锭或铸造单晶硅锭。

通过上述描述可知，本发明提供的上述硅锭开方和切片方法，由于只沿第一方向对硅锭进行开方，得到长条硅锭；然后去除所述长条硅锭周围的不合格部分，得到可切片长条硅块；再沿与硅锭生长方向与所述第一方向组成的平面相垂直的平面，对所述可切片长条硅块进行切片，得到成品硅片，因此得到的各个硅片就不存在头部和尾部的差别了，从而能够解决硅片的片间位错密度差异大及电池效率差异大的问题，并能减少边角部硅块的报废率。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现在常用的硅锭开方工艺流程的示意图；

图2为本申请提供的一种硅锭开方和切片方法的示意图；

图3为本申请提供的硅锭开方和切片的操作示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种硅锭开方和切片方法，能够解决硅片的片间位错密度差异大及电池效率差异大的问题，并能减少边角部硅块的报废率。

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。

本申请提供的一种硅锭开方和切片方法的实施例如图2所示，图2为本申请提供的一种硅锭开方和切片方法的示意图，该方法包括如下步骤：

S1：只沿第一方向对硅锭进行开方，得到长条硅锭；

具体的，可以参考图3，图3为本申请提供的硅锭开方和切片的操作示意图，可见先将硅锭100粘在金属托盘上，整体放置在多线开方切割机里面，只用沿第一方向的多条开方钢线201从上至下进行切割开方，得到长条硅锭202。

S2：去除长条硅锭周围的不合格部分，得到可切片长条硅块；

具体的，继续参考图3，该步骤可以包括切除长条硅锭202的边皮203，以及切除边皮203之后形成的硅块204的另一侧面的边皮205，并切除长条硅锭202的头部不合格部分206和尾部不合格部分207，最后得到可切片长条硅块208。

S3：沿与硅锭生长方向与第一方向组成的平面相垂直的平面，对可切片长条硅块进行切片，得到成品硅片。

具体的，可以继续参考图3，沿竖直平面将该长条硅块208切成多个硅片209，经过处理之后得到成品硅片210，需要说明的是，硅锭生长方向是沿竖直方向的，而第一方向是沿水平方向的，二者组成的平面是平行于纸面的，而上述竖直平面就是垂直于这种纸面并沿前后方向延伸的平面，可见这样得到的每片成品硅片本身就可以同时具有靠近硅锭顶部的部分和靠近硅锭底部的部分，从而尽管硅锭头部和尾部具有位错密度上的差异，这种差异也会被均匀分布到每一个成品硅片上，而不像现有的切片方式那样形成了具有位错密度较高的硅片和位错密度较低的硅片，本实施例切出的成品硅片的位错密度在整体上表现得更加均匀，从而后续制得的太阳能电池的效率差异就比较小。

通过上述描述可知，本申请提供的上述硅锭开方和切片方法，由于只沿第一方向对硅锭进行开方，得到长条硅锭，然后去除长条硅锭周围的不合格部分，得到可切片长条硅块，再沿与硅锭生长方向与第一方向组成的平面相垂直的平面，对可切片长条硅块进行切片，得到成品硅片，因此得到的各个硅片就不存在头部和尾部的差别了，从而能够解决硅片的片间位错密度差异大及电池效率差异大的问题，并能减少边角部硅块的报废率。

在另一个实施例中，在得到可切片长条硅块之后，还包括：

沿与硅锭生长方向垂直的方向，将可切片长条硅块切成至少两块，当然这种情况是建立在硅锭制作的比较高的基础上，当硅锭本身的高度能够满足两个硅片直径的话，就可以将这种可切片长条硅块切成两块，以此类推，当硅锭本身的高度能够满足三个硅片的直径的话，就可以将这种可切片长条硅块切成三块，这都是可以根据实际情况来选择的。

又一个实施例中，上述只沿第一方向对硅锭进行开方的步骤可以具体为只沿第一方向对硅锭进行单根钢线切割或双根钢线切割，其中，双根钢线切割的方案只针对铸造单晶，铸造单晶籽晶有拼缝，拼缝会一直生长到硅锭的顶端，拼缝区域有很多位错和不同晶向的晶粒，通过双线把拼缝去除，而其他类型的硅锭则可以酌情采用单根钢线切割方式。

在一个较佳实施例中，上述只沿第一方向对硅锭进行开方，得到长条硅锭的步骤具体为：

利用平行于硅锭的一个侧边的多根开方钢线对硅锭进行开方，得到长条硅锭，也就是说，该第一方向是平行于硅锭的一个侧边的，这样切割出的长条硅锭会更多，且更加规整，不会出现过多的浪费。

而且，上述各个实施例中所采用的硅锭可以为定向凝固多晶硅锭或铸造单晶硅锭，这种铸造单晶硅锭可以采用单晶籽晶定向生长的硅锭，单晶籽晶包含但不限于平板籽晶、长条籽晶、整块籽晶。按照上述方法生产出来的多晶硅片或铸造单晶硅片，整锭硅片都具有非常接近的位错密度，硅片位错分布更集中，硅片间差异小，电池效率档位更集中。

还需要说明的是，现有的铸锭及开方方法生产出来的硅块较短，普通多晶需要采用2-3段硅棒配成一刀进行切片，铸造单晶需要采用3-4段硅棒配成一刀进行切片，硅棒之间的缝隙会造成切片产能损失，缝隙位置还会增加断线的风险，造成切片损失。而采用本申请实施例提供的方法，长条硅块比现有的硅棒更长，无需拼接就可以进行切片，因此，针对这种长条硅块进行切片的话，就能够降低拼缝损失，并减小断线的风险，减少切片损失。

另外，采用上述方法，硅锭边角部可以灵活控制，边角部的低质量区域可以按照要求去除，剩余合格部分可用于切片，降低开方损失，不仅适合制作正方形硅片，也适合制作长方形硅片。

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 (6)

1.一种硅锭开方和切片方法，其特征在于，包括：

只沿第一方向对硅锭进行开方，得到长条硅锭；

去除所述长条硅锭周围的不合格部分，得到可切片长条硅块；

沿与硅锭生长方向与所述第一方向组成的平面相垂直的平面，对所述可切片长条硅块进行切片，得到成品硅片。

2.根据权利要求1所述的硅锭开方和切片方法，其特征在于，在所述得到可切片长条硅块之后，还包括：

沿与硅锭生长方向垂直的平面，将所述可切片长条硅块切成至少两块。

3.根据权利要求1所述的硅锭开方和切片方法，其特征在于，所述去除所述长条硅锭周围的不合格部分包括：

切除所述长条硅锭的边皮；

切除所述长条硅锭的头部不合格部分和尾部不合格部分。

4.根据权利要求1所述的硅锭开方和切片方法，其特征在于，所述只沿第一方向对硅锭进行开方为：

只沿第一方向对所述硅锭进行单根钢线切割或双根钢线切割。

5.根据权利要求1所述的硅锭开方和切片方法，其特征在于，所述只沿第一方向对硅锭进行开方，得到长条硅锭为：

利用平行于所述硅锭的一个侧边的多根开方钢线对所述硅锭进行开方，得到长条硅锭。

6.根据权利要求1-5任一项所述的硅锭开方和切片方法，其特征在于，所述硅锭为定向凝固多晶硅锭或铸造单晶硅锭。