CN113815137A

CN113815137A - 一种硅棒加工方法

Info

Publication number: CN113815137A
Application number: CN202110878410.6A
Authority: CN
Inventors: 郭瑞波; 成路; 王猛
Original assignee: Longi Green Energy Technology Co Ltd
Current assignee: Longi Green Energy Technology Co Ltd
Priority date: 2021-07-30
Filing date: 2021-07-30
Publication date: 2021-12-21

Abstract

本申请公开了一种硅棒的加工方法，涉及太阳能光伏技术领域。所述硅棒的加工方法包括：对硅棒进行切割，得到初级方棒，其中，所述初级方棒具有至少一个第一矩形侧面，以及至少一个与所述第一矩形侧面相邻的第一弧面；对所述初级方棒进行切割，得到至少两个长方体方棒。本申请实施例所述硅棒的加工方法，可以有效提升了半片或1/N片电池的光电转换效率，降低电池加工成本，有效避免电池加工成本浪费的问题。

Description

一种硅棒加工方法

技术领域

本申请属于太阳能光伏技术领域，具体涉及一种硅棒加工方法。

背景技术

随着光伏技术的发展，太阳能作为绿色、环保、可再生能源受到了大范围推广。太阳能电池用的单晶硅片一般由硅棒切割而成。为了兼顾硅棒的材料利用率以及保证后续光伏组件的光电效率，通常是将圆硅棒开方得到方棒，然后再对方棒进行切片得到硅片，以制备较大尺寸的太阳能电池片。

现有技术中，通常是对成品的整片太阳能电池片进行激光划片，以形成半片或1/N片电池片，然而，直接切割整片电池片制备小尺寸电池片的方式，很容易在断面处形成热损伤和机械损伤，这些损伤会在电池的切割断面处引入缺陷态，这些缺陷态会引起少子复合，导致小尺寸电池片转换效率的降低，而且在电池端切割分片可能会产生破片和隐裂，这样会造成电池加工成本的浪费。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种硅棒加工方法，能够解决现有小尺寸电池制备的加工成本浪费问题。

本申请实施例提供了一种硅棒加工方法，包括如下步骤：

对硅棒进行切割，得到初级方棒，其中，所述初级方棒具有至少一个第一矩形侧面，以及至少一个与所述第一矩形侧面相邻的第一弧面；

对所述初级方棒进行切割，得到至少两个长方体方棒。

可选的，所述对硅棒进行切割，得到初级方棒的步骤，包括：

以至少一对平行设置的两条切割线，对硅棒进行切割，得到初级方棒。

可选的，所述以至少一对平行设置的两条切割线，对硅棒进行切割，得到初级方棒的步骤，包括：

在所述硅棒的周侧，沿平行于所述硅棒的轴心线方向，布置至少一对平行设置的两条切割线，对所述硅棒进行切割，得到初级方棒。

在所述硅棒的其中一个端面侧，沿平行于所述端面的方向，布置至少一对平行设置的两条切割线，对所述硅棒进行切割，得到初级方棒。

可选的，所述对硅棒进行切割，得到初级方棒的步骤之后，还包括：

以所述初级方棒的轴心线为旋转轴，将所述初级方棒旋转预设角度。

可选的，所述对所述初级方棒进行切割，得到至少两个长方体方棒的步骤，包括：

在所述初级方棒的周侧，沿平行于所述初级硅棒的轴心线方向布置切割线，对所述初级方棒进行切割，得到至少两个长方体方棒。

可选的，所述切割线的数量至少为三条，且所述切割线两两平行设置。

在所述初级方棒的其中一个端面侧，沿平行于所述端面的方向布置切割线，对所述初级方棒进行切割，得到至少两个长方体方棒。

可选的，对所述初级方棒进行切割，得到至少两个长方体方棒的步骤，还包括：

对所述初级方棒进行切割，得到中级方棒；所述中级方棒包括：至少一个与所述第一矩形侧面相邻的第二矩形侧面，以及至少一个与所述第二矩形侧面相邻的第二弧面，所述第二弧面的弧长小于所述第一弧面的弧长；

对所述中级方棒进行切割，得到至少两个长方体方棒。

可选的，其中，两个所述长方体的端面面积成预设比例设置，所述预设比例的范围为0.1～1。

可选的，所述矩形侧面和所述第一弧面的数量均为多个，多个所述矩形侧面和所述第一弧面沿所述初级方棒的周向交替设置。

在本申请实施例中，首先对硅棒进行切割，得到初级方棒，其中，初级方棒具有至少一个第一矩形侧面，以及至少一个与第一矩形侧面相邻的第一弧面；然后，对初级方棒进行切割，得到至少两个长方体方棒。在本申请实施例中，通过对上述方法制备的长方体方棒进行切片，即可形成半片或1/N片硅片，进而制备半片或1/N片电池，相较于传统整片电池片通过激光划片制备半片电池片的方式，本申请实施例可以通过切割上述长方体方棒得到半片或1/N片硅片，无需后续整片再激光划片，也就从半片电池制备的源头，避免了传统方式制备半片电池片产生转换效率低、破片、隐裂等问题，这样，也就可以有效提升了半片或1/N片电池的光电转换效率，降低了电池加工成本，有效避免了电池加工成本浪费的问题。

附图说明

图1是本申请实施例所述硅棒的加工方法的步骤流程图；

图2是本申请实施例所述硅棒的加工方法对应的切割示意图之一；

图3是本申请实施例所述硅棒的加工方法对应的切割示意图之二；

图4是本申请实施例所述另一种硅棒的加工方法的步骤流程图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的硅棒的加工方法进行详细地说明。

参照图1，示出了本申请实施例所述硅棒的加工方法的步骤流程图。参照图2，示出了本申请实施例所述硅棒的加工方法对应的切割示意图之一。参照图3，示出了本申请实施例所述硅棒的加工方法对应的切割示意图之二。

本申请实施例中，硅棒的加工方法具体可以包括：

步骤101、对硅棒进行切割，得到初级方棒；其中，所述初级方棒具有至少一个第一矩形侧面，以及至少一个与所述第一矩形侧面相邻的第一弧面。

本申请实施例中，硅棒可以包括但不限于柱状硅棒，本申请实施例以柱状硅棒为例进行解释说明。

在实际应用中，可以仅对硅棒的一侧的边皮A进行切割，从而得到的初级方棒即具有一个矩形侧面和一个第一弧面。如图2所示，还可以对硅棒进行相对的两侧的边皮A进行切割，从而得到端面形状如B所示的初级方棒，以提高硅棒的切割效率。显然，如图2所示切割后得到的初级方棒具有两个相对设置的矩形侧面和两个相对设置的第一弧面。

本申请实施例中，矩形侧面和第一弧面的数量均为多个，多个矩形侧面和第一弧面还可以沿初级方棒的周向交替设置。可选的，多个矩形侧面和多个第一弧面中，矩形侧面可以两两相对设置，第一弧面也可以两两相对设置。本申请实施例中，对硅棒进行切割后得到的初级方棒，其具有的矩形侧面和第一弧面的数量以及位置关系，本领域技术人员可以根据实际情况设定，本申请实施例不再赘述。

步骤102、对所述初级方棒进行切割，得到至少两个长方体方棒。

本申请实施例中，由于初级方棒具有至少一个第一弧面，因此，通过对初级方棒进行切割，从而得到两个或多个长方体方棒后，需要将第一弧面对应的边皮切掉，这样，所有长方体方棒的端面面积之和小于初级方棒的端面面积。

在本申请实施例中，两个长方体方棒的端面面积成预设比例设置，预设比例的范围为0.1～1。可选地，在长方体方棒的数量为两个或多个的情况下，所有长方体方棒均相同，即，任意两个长方体方棒的端面面积之比均为1:1，这样，可以降低切割线的布线难度，同时，通过一次切割工序即可得到两个或多个长方体方棒，切割效率较高。

本申请实施例中，在长方体方棒的数量为多个的情况下，多个长方体方棒中，至少两个长方体方棒可以是相同的(长方体方棒的形状以及尺寸完全相同)，相等的两个长方体方棒的端面面积的比例即为1:1，这样，在后续制备半片硅片或1/N片硅片时，还可以同时对两个长方体方棒进行切割，进而提升后续半片硅片的制备效率。

如图3所示，可以对上述步骤中得到的初级方棒进行切割，将边皮C切割掉，从而得到两个形状以及尺寸相同的长方体方棒D。其中，沿平行于长方体方棒的端面进行切割即可得到半片硅片。在实际应用中，通过控制长方体方棒的切割数量，可以后续沿平行于长方体方棒的端面进行切割，从而得到半片硅片或1/N片硅片，最终可以将上述半片硅片或1/N片硅片制备成半片电池或1/N 片电池，这样，就可以避免后续整片电池再切割制备半片电池造成崩边、隐裂等问题，进而可以有效提升半片电池或1/N片电池的产品质量和生产效率。

综上所述，本申请实施例所述的硅棒的加工方法，首先对硅棒进行切割，得到初级方棒，其中，初级方棒具有至少一个第一矩形侧面，以及至少一个与第一矩形侧面相邻的第一弧面；然后，对初级方棒进行切割，得到至少两个长方体方棒。在本申请实施例中，通过对上述方法制备的长方体方棒进行切片，即可形成半片或1/N片硅片，进而制备半片或1/N片电池，相较于传统整片电池片通过激光划片制备半片电池片的方式，本申请实施例可以通过切割上述长方体方棒得到半片或1/N片硅片，无需后续整片再激光划片，也就从半片电池制备的源头，避免了传统方式制备半片电池片产生转换效率低、破片、隐裂等问题，这样，也就可以有效提升了半片或1/N片电池的光电转换效率，降低了电池加工成本，有效避免了电池加工成本浪费的问题。

参照图4，示出了本申请实施例另一种硅棒的加工方法的步骤流程图，该方法包括：

步骤401、对硅棒的两端面进行夹持固定，以至少一对平行设置的两条切割线，对硅棒进行切割，得到初级方棒。

具体的，可以采用电机、气缸等驱动件作为夹持硅棒两端面的动力设备。

本申请实施例中，对硅棒的两端面夹持固定，以至少一对平行设置的两条切割线，对硅棒进行切割，即至少切割下来一对边皮，得到的初级方棒也就相应的具有至少一对相对设置的矩形侧面，这样可以有效提升硅棒的切割效率。

具体的，本申请实施例中，以至少一对平行设置的两条切割线切割硅棒的切割方式可以有以下两种，即本步骤401具体可以通过子步骤4011或子步骤 4012实现：

子步骤4011、在所述硅棒的周侧，沿平行于所述硅棒的轴心线方向，布置至少一对平行设置的两条切割线，对所述硅棒进行切割，得到初级方棒。

本申请实施例中，也就相当于沿平行于硅棒的轴心线方向对硅棒进行切割，这样切割后的硅棒表面质量较好，可以省掉后续粗抛-细抛等抛光工序，提高硅棒切割的效率，节省硅棒切割的成本。需要说明的是，以上述沿平行于硅棒的轴心线方向布置切割线，得到初级方棒后，也可以根据用户需求对切割面进行抛光，本申请实施例对此不作限定。

子步骤4012、在所述硅棒的其中一个端面侧，沿平行于所述端面的方向，布置至少一对平行设置的两条切割线，对所述硅棒进行切割，得到初级方棒。

本申请实施例中，也就相当于以硅棒的一个端面切割至另一个端面的方向对硅棒进行切割，这样，就使用现有的切方机的布线方式对硅棒进行切割，切割工艺成熟，切割效率以及切割质量更可控，切割效率和切割质量也更高。

步骤402、以所述初级方棒的轴心线为旋转轴，将所述初级方棒旋转预设角度。

本申请实施例中，预设角度可以为0～360°的任意角度，旋转方向可以为顺时针旋转或逆时针旋转。由于硅棒采用两端面夹持固定的方式，因此，以初级方棒的轴心线为旋转轴进行旋转时，无需对硅棒进行二次夹装，这样，也就避免了因多次夹装硅棒的机械误差导致硅损较大的问题，有效降低了切割硅棒的硅损。

本申请实施例中，通过对初级方棒进行旋转，还可以降低切割线的布线难度。例如，可以在硅棒的一侧布置两根平行的切割线对硅棒切割得到如图2所示初级方棒，然后将初级方棒以其轴心线为轴旋转90°，这样，在原有步骤 401中平行布置的切割线的基础上增加中间的一根切割线，即可对初级方棒进行切割得到如图3所示两个相同的长方体方棒，这样，切割线的位置无需改动，仅通过切割线的数量改变，即可完成切割线的布局，对硅棒进行切割，切割方式更加简单方便。

步骤403、在所述初级方棒的周侧，沿平行于所述初级硅棒的轴心线方向布置切割线，对所述初级方棒进行切割，得到至少两个长方体方棒。

本申请实施例中，在对初级方棒进行切割时，其切割线也可以如子步骤 4011的方式进行布线，沿平行于硅棒的轴心线方向对硅棒进行切割，对初级方棒进行切割，这样，切割后得到的长方体方棒的表面质量较好，可以省掉后续抛光工序，进而减少硅棒的切割成本，提高硅棒的切割效率。

具体的，在步骤403中，对初级方棒进行切割的切割线的数量至少为三条，且切割线两两平行设置。如图3所示，由初级方棒得到两个长方体方棒时，其切割线的数量为三条。在实际应用中，长方体方棒的数量＝切割线的数量+1。本申请实施例中，三条切割线可以在初级方棒的同一侧布置，也可以在初级方棒的两侧布置，对此本申请实施例不作限定。

可选的，步骤403还可以通过如下方式实现：

本申请实施例中，对初级方棒进行切割时，其切割线也可以如子步骤4012 的方式进行布线，沿平行于端面的方向布置切割线，切割线以初级方棒的一侧端面切割至另一侧端面对初级方棒进行切割，这样，就使用现有的切方机的布线方式对硅棒进行切割，切割工艺成熟，切割效率以及切割质量更可控，切割效率和切割质量也更高。

可选的，步骤403具体还可以通过子步骤4031和子步骤4032实现：

子步骤4031、对所述初级方棒进行切割，得到中级方棒；所述中级方棒包括：至少一个与所述第一矩形侧面相邻的第二矩形侧面，以及至少一个与所述第二矩形侧面相邻的第二弧面，所述第二弧面的弧长小于所述第一弧面的弧长

在步骤4031中，第一矩形侧面与第二矩形侧面可以相邻设置，也可以通过两者中间夹设有第二弧面的方式相间隔设置，具体的可以根据实际情况设定。

可选的，在子步骤4031后，还可以以中级方棒的轴心线为旋转轴，将中级方棒旋转预设角度。

子步骤4032、对所述中级方棒进行切割，得到至少两个长方体方棒。

需要说明的是，在子步骤4031或子步骤4032中，对初级方棒或中级方棒进行切割时，切割线的布线方式可以具体参照子步骤4011或子步骤4012，本申请实施例在此不再赘述。

综上所述，本申请实施例所述的硅棒的加工方法，首先，对硅棒的两端面进行夹持固定，以至少一对平行设置的两条切割线，对硅棒进行切割，得到初级方棒；然后，以所述初级方棒的轴心线为旋转轴，将所述初级方棒旋转预设角度；最后，在所述初级方棒的周侧，沿平行于所述初级硅棒的轴心线方向布置切割线，对所述初级方棒进行切割，得到至少两个长方体方棒。本申请实施例中，在切割过程中，可以减少对硅棒的定位、夹装次数，从而减少由于多次夹装导致的切割误差，最终减少硅损。而且，切割得到的长方体方棒的切割面的质量较好，可以有效减少后续抛光工序，降低硅棒的切割成本，提升硅棒的切割效率。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims

1.一种硅棒的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

对所述初级方棒进行切割，得到至少两个长方体方棒。

2.根据权利要求1所述的硅棒的加工方法，其特征在于，所述对硅棒进行切割，得到初级方棒的步骤，包括：

3.根据权利要求2所述的硅棒的加工方法，其特征在于，所述以至少一对平行设置的两条切割线，对硅棒进行切割，得到初级方棒的步骤，包括：

4.根据权利要求2所述的硅棒的加工方法，其特征在于，所述以至少一对平行设置的两条切割线，对硅棒进行切割，得到初级方棒的步骤，包括：

5.根据权利要求1所述的硅棒的加工方法，其特征在于，所述对硅棒进行切割，得到初级方棒的步骤之后，还包括：

6.根据权利要求1所述的硅棒的加工方法，其特征在于，所述对所述初级方棒进行切割，得到至少两个长方体方棒的步骤，包括：

7.根据权利要求6所述的硅棒的加工方法，其特征在于，所述切割线的数量至少为三条，且所述切割线两两平行设置。

8.根据权利要求1所述的硅棒的加工方法，其特征在于，所述对所述初级方棒进行切割，得到至少两个长方体方棒的步骤，包括：

9.根据权利要求1所述的硅棒加工方法，其特征在于，对所述初级方棒进行切割，得到至少两个长方体方棒的步骤，还包括：

对所述中级方棒进行切割，得到至少两个长方体方棒。

10.根据权利要求1所述的硅棒的加工方法，其特征在于，其中，两个所述长方体的端面面积成预设比例设置，所述预设比例的范围为0.1～1。

11.根据权利要求1所述的硅棒的加工方法，其特征在于，所述矩形侧面和所述第一弧面的数量均为多个，多个所述矩形侧面和所述第一弧面沿所述初级方棒的周向交替设置。