CN117183117A - 一种光伏板生产的单晶硅切片装置及切片方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光伏板生产的单晶硅切片装置及切片方法，包括工作台和支撑架，所述支撑架设置在工作台底部并与工作台底部固定连接，还包括：进料设备，该进料设备设置在工作台上方，所述进料设备底部固定连接有进料支架，所述进料支架底部与工作台顶部固定连接，所述进料设备用于对待切片的物料进行输送；切割设备，该切割设备设置在进料设备上方，所述切割设备底部固定连接有切割支架，所述切割支架底部与工作台顶部固定连接，所述切割设备用于对进料设备中的输送的物料进行切割，本发明涉及单晶硅切片技术领域。该一种光伏板生产的单晶硅切片装置及切片方法，使用时直接将硅棒插入进料套筒内部即可，使用比较方便。
Description
技术领域
本发明涉及单晶硅切片技术领域，具体为一种光伏板生产的单晶硅切片装置及切片方法。
背景技术
单晶硅通常指的是硅原子以一种排列形式形成的物质，硅是最常见应用最广的半导体材料，当熔融的单质硅凝固时，硅原子以金刚石晶格排列成晶核，其晶核长成晶面取向相同的晶粒，形成单晶硅，单晶硅作为一种比较活泼的非金属元素晶体，是晶体材料的重要组成部分，处于新材料发展的前沿。单晶硅材料制造要经过如下过程：石英砂-冶金级硅-提纯和精炼-沉积多晶硅锭-单晶硅-硅片切割。其主要用途是用作半导体材料和利用太阳能光伏发电、供热等，单晶硅主要应用于太阳能电池。应用最早的是硅太阳能电池，其转换效率高，技术最为成熟，多用于光照时间少，光照强度小、劳动力成本高的区域，如航空航天领域等。通过采用不同的硅片加工及电池处理技术，国内外各科研机构和电池厂家都生产制备出了较高效率的单晶硅电池。
目前光伏板在生产过程中使用的切片设备通常不方便对切割完成之后的硅片进行收集，同时切割过程中由于硅棒热力分布不均，容易产生损坏。
发明内容
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种光伏板生产的单晶硅切片装置及切片方法，包括工作台和支撑架，所述支撑架设置在工作台底部并与工作台底部固定连接，还包括：
进料设备，该进料设备设置在工作台上方，所述进料设备底部固定连接有进料支架，所述进料支架底部与工作台顶部固定连接，所述进料设备用于对待切片的物料进行输送；
切割设备，该切割设备设置在进料设备上方，所述切割设备底部固定连接有切割支架，所述切割支架底部与工作台顶部固定连接，所述切割设备用于对进料设备中的输送的物料进行切割。
优选的，所述进料设备包括固定架体，所述固定架体内部固定连接有进料套筒，所述进料套筒内壁顶部和底部均固定连接有支撑弹簧，所述支撑弹簧远离进料套筒内壁的一侧固定连接有弧形挤压板，所述进料套筒两侧均开设有移动滑孔，所述进料套筒侧面通过连接架固定连接有电动滑轨，所述电动滑轨上的移动滑块侧面转动连接有挡杆，所述挡杆一侧固定连接有弧形弹簧，所述弧形弹簧远离挡杆的一端与移动滑块侧面固定连接，所述移动滑块侧面位于挡杆一侧的部分固定连接有限位块，硅棒的直径发生改变时也能够通过弧形挤压板的移动进行适配，同时使用时直接将硅棒插入进料套筒内部即可，使用比较方便，同时还方便自动对硅棒进行进给，并且从硅棒的尾部进行推动，进料效果较好，当硅棒的头部抵在定位装置上时，即可通过切割设备对硅棒进行切割操作。
优选的，所述弧形挤压板一端固定连接有导向板，所述限位块和弧形弹簧分别设置在挡杆两侧，所述工作台顶部位于进料设备一侧的部分固定连接有定位装置。
优选的，所述固定架体底部与进料支架顶部固定连接，所述挡杆穿过移动滑孔并延伸至进料套筒内部。
优选的，所述定位装置包括定位圈，所述定位圈内壁转动连接有转动盘，所述转动盘一侧固定连接有挤压座，所述挤压座远离转动盘的一侧开设有挤压槽，所述挤压槽内壁固定连接有环形气囊，所述转动盘中心位置固定连接有气泵组件，所述定位圈一侧固定连接有转动支架，所述转动支架中心位置固定连接有电动旋转台，所述电动旋转台的转动部与转动盘侧面固定连接，使得装置收料操作比较方便，并且切割后的硅片不会与切割碎屑混在一起，后续加工处理时无需对硅片进行再次清理，使用方便。
优选的，所述定位圈底部通过定位支架与工作台顶部固定连接，所述环形气囊与气泵组件的气口连通。
优选的，所述挤压座设置有多组并且均匀分布在转动盘上，所述定位圈一侧固定连接有收料仓。
优选的，所述进料套筒包括套筒本体，所述套筒本体一端固定连接有环形套管，所述环形套管内壁固定连接有电热丝，所述环形套管内侧壁贯穿并滑动连接有导热片，所述导热片侧面固定连接有挤压弹簧，所述环形套管一侧贯穿并固定连接有预热条，方便使硅棒上的热量分布更加均匀，避免切割时由于热量分布不均产生应力损伤的情况，同时在对硅棒进行加热时能够通过预热条和导热片的配合使得硅棒局部的温度逐渐升高，避免局部温度突然升高产生的结构损伤。
优选的，所述导热片和预热条均设置有多组并且均匀分布在环形套管上，所述挤压弹簧远离导热片的一端与环形套管固定连接。
一种光伏板生产的单晶硅切片装置的切片方法，包括以下步骤：
S1、将硅棒插入进料套筒内部，硅棒在进入进料套筒内部的同时挤压导向板将弧形挤压板推开，通过顶部和底部的弧形挤压板将硅棒夹持住，硅棒在进入进料套筒的同时挤压挡杆，推动挡杆在移动滑块侧面转动并压缩弧形弹簧；
S2、继续推动硅棒，当硅棒的尾部越过挡杆时，挡杆在弧形弹簧的弹力推动下复位并挡在硅棒尾部，需要硅棒进给时，通过移动滑块带动挡杆移动，挡杆在限位块的支撑下挤压推动硅棒移动内杆，从而完成硅棒的进给操作；
S3、当硅棒抵在定位装置内部时，硅棒端部插入环形气囊内部，然后通过气泵组件向环形气囊内部充气，环形气囊膨胀并夹持住硅棒端部，此时通过切割设备将硅棒切开，被切掉的部分留在环形气囊内部；
S4、通过电动旋转台带动硅片转动至收料仓上方，通过气泵组件将环形气囊中的气体抽出，环形气囊收缩，内部的硅片即可落入收料仓内部。
本发明提供了一种光伏板生产的单晶硅切片装置及切片方法。具备以下有益效果：
1.该光伏板生产的单晶硅切片装置及切片方法，将硅棒插入进料套筒内部，硅棒在进入进料套筒内部的同时挤压导向板将弧形挤压板推开，即可通过顶部和底部的弧形挤压板将硅棒夹持住，使得硅棒的直径发生改变时也能够通过弧形挤压板的移动进行适配，同时使用时直接将硅棒插入进料套筒内部即可，使用比较方便。
2.该光伏板生产的单晶硅切片装置及切片方法，设置有挡杆，当硅棒在进入进料套筒的时候，首先挤压挡杆，推动挡杆在移动滑块侧面转动并压缩弧形弹簧，当硅棒的尾部越过挡杆时，挡杆在弧形弹簧的弹力推动下复位并挡在硅棒尾部，需要硅棒进给时，通过移动滑块带动挡杆移动，挡杆在限位块的支撑下挤压推动硅棒移动内杆，从而完成硅棒的进给操作，方便自动对硅棒进行进给，并且从硅棒的尾部进行推动，进料效果较好，当硅棒的头部抵在定位装置上时，即可通过切割设备对硅棒进行切割操作。
3.该光伏板生产的单晶硅切片装置及切片方法，设置有定位装置，当硅棒抵在定位装置内部时，硅棒端部插入环形气囊内部，此时通过气泵组件向环形气囊内部充气，环形气囊膨胀并夹持住硅棒端部，此时通过切割设备将硅棒切开，被切掉的部分留在环形气囊内部，然后通过电动旋转台带动硅片转动至收料仓上方，通过气泵组件将环形气囊中的气体抽出，环形气囊收缩，内部的硅片即可落入收料仓内部，使得装置收料操作比较方便，并且切割后的硅片不会与切割碎屑混在一起，后续加工处理时无需对硅片进行再次清理，使用方便。
4.该光伏板生产的单晶硅切片装置及切片方法，设置有进料套筒，当硅棒在进料套筒内部移动时，硅棒端部首先经过预热条上的热辐射进行预热，由于预热条上越靠近环形套管的部分温度越高，因此硅棒在移动的过程中可铜鼓预热条逐渐进行加热，当移动至导热片一侧时，将导热片推开，使得导热片向环形套管内部移动并压缩挤压弹簧，同时导热片贴在硅棒侧面对硅棒进行加热，方便使硅棒上的热量分布更加均匀，避免切割时由于热量分布不均产生应力损伤的情况，同时在对硅棒进行加热时能够通过预热条和导热片的配合使得硅棒局部的温度逐渐升高，避免局部温度突然升高产生的结构损伤。
附图说明
图1为本发明光伏板生产的单晶硅切片装置结构示意图；
图2为本发明进料设备安装结构示意图；
图3为本发明进料设备结构示意图；
图4为本发明进料设备内部结构示意图；
图5为本发明进料套筒结构示意图；
图6为本发明环形套筒截面结构示意图；
图7为本发明定位装置正面结构示意图；
图8为本发明定位装置背面结构示意图；
图9为本发明光伏板生产的单晶硅切片装置的切片方法流程图。
图中：1、工作台；2、支撑架；3、进料设备；31、固定架体；32、进料套筒；321、套筒本体；322、环形套管；323、电热丝；324、导热片；325、挤压弹簧；326、预热条；33、支撑弹簧；34、弧形挤压板；35、移动滑孔；36、电动滑轨；37、挡杆；38、弧形弹簧；39、限位块；30、定位装置；301、定位圈；302、转动盘；303、挤压座；304、挤压槽；305、环形气囊；306、气泵组件；307、转动支架；308、电动旋转台；309、收料仓；4、进料支架；5、切割设备；6、切割支架。
具体实施方式
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。
请参阅图1-图4，本发明提供一种技术方案：一种光伏板生产的单晶硅切片装置，包括工作台1和支撑架2，支撑架2设置在工作台1底部并与工作台1底部固定连接，还包括：
进料设备3，该进料设备3设置在工作台1上方，进料设备3底部固定连接有进料支架4，进料支架4底部与工作台1顶部固定连接，进料设备3用于对待切片的物料进行输送；
切割设备5，该切割设备5设置在进料设备3上方，切割设备5底部固定连接有切割支架6，切割支架6底部与工作台1顶部固定连接，切割设备5用于对进料设备3中的输送的物料进行切割；
进料设备3包括固定架体31，固定架体31内部固定连接有进料套筒32，进料套筒32内壁顶部和底部均固定连接有支撑弹簧33，支撑弹簧33远离进料套筒32内壁的一侧固定连接有弧形挤压板34，进料套筒32两侧均开设有移动滑孔35，进料套筒32侧面通过连接架固定连接有电动滑轨36，电动滑轨36上的移动滑块侧面转动连接有挡杆37，挡杆37一侧固定连接有弧形弹簧38，弧形弹簧38远离挡杆37的一端与移动滑块侧面固定连接，移动滑块侧面位于挡杆37一侧的部分固定连接有限位块39，弧形挤压板34一端固定连接有导向板，限位块39和弧形弹簧38分别设置在挡杆37两侧，工作台1顶部位于进料设备3一侧的部分固定连接有定位装置30，固定架体31底部与进料支架4顶部固定连接，挡杆37穿过移动滑孔35并延伸至进料套筒32内部。
使用时将硅棒插入进料套筒32内部，硅棒在进入进料套筒32内部的同时挤压导向板将弧形挤压板34推开，即可通过顶部和底部的弧形挤压板34将硅棒夹持住，使得硅棒的直径发生改变时也能够通过弧形挤压板34的移动进行适配，同时使用时直接将硅棒插入进料套筒32内部即可，使用比较方便，同时还设置有挡杆37，当硅棒在进入进料套筒32的时候，首先挤压挡杆37，推动挡杆37在移动滑块侧面转动并压缩弧形弹簧38，当硅棒的尾部越过挡杆37时，挡杆37在弧形弹簧38的弹力推动下复位并挡在硅棒尾部，需要硅棒进给时，通过移动滑块带动挡杆37移动，挡杆37在限位块39的支撑下挤压推动硅棒移动内杆，从而完成硅棒的进给操作，方便自动对硅棒进行进给，并且从硅棒的尾部进行推动，进料效果较好，当硅棒的头部抵在定位装置30上时，即可通过切割设备5对硅棒进行切割操作。
请参阅图1-图6，本发明提供一种技术方案：定位装置30包括定位圈301，定位圈301内壁转动连接有转动盘302，转动盘302一侧固定连接有挤压座303，挤压座303远离转动盘302的一侧开设有挤压槽304，挤压槽304内壁固定连接有环形气囊305，转动盘302中心位置固定连接有气泵组件306，定位圈301一侧固定连接有转动支架307，转动支架307中心位置固定连接有电动旋转台308，电动旋转台308的转动部与转动盘302侧面固定连接，定位圈301底部通过定位支架与工作台1顶部固定连接，环形气囊305与气泵组件306的气口连通，挤压座303设置有多组并且均匀分布在转动盘302上，定位圈301一侧固定连接有收料仓309，设置有定位装置30，当硅棒抵在定位装置30内部时，硅棒端部插入环形气囊305内部，此时通过气泵组件306向环形气囊305内部充气，环形气囊305膨胀并夹持住硅棒端部，此时通过切割设备5将硅棒切开，被切掉的部分留在环形气囊305内部，然后通过电动旋转台308带动硅片转动至收料仓309上方，通过气泵组件306将环形气囊305中的气体抽出，环形气囊305收缩，内部的硅片即可落入收料仓309内部，使得装置收料操作比较方便，并且切割后的硅片不会与切割碎屑混在一起，后续加工处理时无需对硅片进行再次清理，使用方便。
请参阅图1-图8，本发明提供一种技术方案：进料套筒32包括套筒本体321，套筒本体321一端固定连接有环形套管322，环形套管322内壁固定连接有电热丝323，环形套管322内侧壁贯穿并滑动连接有导热片324，导热片324侧面固定连接有挤压弹簧325，环形套管322一侧贯穿并固定连接有预热条326，导热片324和预热条326均设置有多组并且均匀分布在环形套管322上，挤压弹簧325远离导热片324的一端与环形套管322固定连接，设置有进料套筒32，当硅棒在进料套筒32内部移动时，硅棒端部首先经过预热条326上的热辐射进行预热，由于预热条326上越靠近环形套管322的部分温度越高，因此硅棒在移动的过程中可铜鼓预热条326逐渐进行加热，当移动至导热片324一侧时，将导热片324推开，使得导热片324向环形套管322内部移动并压缩挤压弹簧325，同时导热片324贴在硅棒侧面对硅棒进行加热，方便使硅棒上的热量分布更加均匀，避免切割时由于热量分布不均产生应力损伤的情况，同时在对硅棒进行加热时能够通过预热条326和导热片324的配合使得硅棒局部的温度逐渐升高，避免局部温度突然升高产生的结构损伤。
请参阅图1-图9，本发明提供一种光伏板生产的单晶硅切片装置的切片方法，包括以下步骤：
S1、将硅棒插入进料套筒内部，硅棒在进入进料套筒内部的同时挤压导向板将弧形挤压板推开，通过顶部和底部的弧形挤压板将硅棒夹持住，硅棒在进入进料套筒的同时挤压挡杆，推动挡杆在移动滑块侧面转动并压缩弧形弹簧；
S2、继续推动硅棒，当硅棒的尾部越过挡杆时，挡杆在弧形弹簧的弹力推动下复位并挡在硅棒尾部，需要硅棒进给时，通过移动滑块带动挡杆移动，挡杆在限位块的支撑下挤压推动硅棒移动内杆，从而完成硅棒的进给操作；
S3、当硅棒抵在定位装置内部时，硅棒端部插入环形气囊内部，然后通过气泵组件向环形气囊内部充气，环形气囊膨胀并夹持住硅棒端部，此时通过切割设备将硅棒切开，被切掉的部分留在环形气囊内部；
S4、通过电动旋转台带动硅片转动至收料仓上方，通过气泵组件将环形气囊中的气体抽出，环形气囊收缩，内部的硅片即可落入收料仓内部。
显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域及相关领域的普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。
Claims (10)
1.一种光伏板生产的单晶硅切片装置，包括工作台(1)和支撑架(2)，所述支撑架(2)设置在工作台(1)底部并与工作台(1)底部固定连接，其特征在于：还包括：
进料设备(3)，该进料设备(3)设置在工作台(1)上方，所述进料设备(3)底部固定连接有进料支架(4)，所述进料支架(4)底部与工作台(1)顶部固定连接，所述进料设备(3)用于对待切片的物料进行输送；
切割设备(5)，该切割设备(5)设置在进料设备(3)上方，所述切割设备(5)底部固定连接有切割支架(6)，所述切割支架(6)底部与工作台(1)顶部固定连接，所述切割设备(5)用于对进料设备(3)中的输送的物料进行切割。
2.根据权利要求1所述的一种光伏板生产的单晶硅切片装置，其特征在于：所述进料设备(3)包括固定架体(31)，所述固定架体(31)内部固定连接有进料套筒(32)，所述进料套筒(32)内壁顶部和底部均固定连接有支撑弹簧(33)，所述支撑弹簧(33)远离进料套筒(32)内壁的一侧固定连接有弧形挤压板(34)，所述进料套筒(32)两侧均开设有移动滑孔(35)，所述进料套筒(32)侧面通过连接架固定连接有电动滑轨(36)，所述电动滑轨(36)上的移动滑块侧面转动连接有挡杆(37)，所述挡杆(37)一侧固定连接有弧形弹簧(38)，所述弧形弹簧(38)远离挡杆(37)的一端与移动滑块侧面固定连接，所述移动滑块侧面位于挡杆(37)一侧的部分固定连接有限位块(39)。
3.根据权利要求2所述的一种光伏板生产的单晶硅切片装置，其特征在于：所述弧形挤压板(34)一端固定连接有导向板，所述限位块(39)和弧形弹簧(38)分别设置在挡杆(37)两侧，所述工作台(1)顶部位于进料设备(3)一侧的部分固定连接有定位装置(30)。
4.根据权利要求2所述的一种光伏板生产的单晶硅切片装置，其特征在于：所述固定架体(31)底部与进料支架(4)顶部固定连接，所述挡杆(37)穿过移动滑孔(35)并延伸至进料套筒(32)内部。
5.根据权利要求3所述的一种光伏板生产的单晶硅切片装置，其特征在于：所述定位装置(30)包括定位圈(301)，所述定位圈(301)内壁转动连接有转动盘(302)，所述转动盘(302)一侧固定连接有挤压座(303)，所述挤压座(303)远离转动盘(302)的一侧开设有挤压槽(304)，所述挤压槽(304)内壁固定连接有环形气囊(305)，所述转动盘(302)中心位置固定连接有气泵组件(306)，所述定位圈(301)一侧固定连接有转动支架(307)，所述转动支架(307)中心位置固定连接有电动旋转台(308)，所述电动旋转台(308)的转动部与转动盘(302)侧面固定连接。
6.根据权利要求5所述的一种光伏板生产的单晶硅切片装置，其特征在于：所述定位圈(301)底部通过定位支架与工作台(1)顶部固定连接，所述环形气囊(305)与气泵组件(306)的气口连通。
7.根据权利要求5所述的一种光伏板生产的单晶硅切片装置，其特征在于：所述挤压座(303)设置有多组并且均匀分布在转动盘(302)上，所述定位圈(301)一侧固定连接有收料仓(309)。
8.根据权利要求2所述的一种光伏板生产的单晶硅切片装置，其特征在于：所述进料套筒(32)包括套筒本体(321)，所述套筒本体(321)一端固定连接有环形套管(322)，所述环形套管(322)内壁固定连接有电热丝(323)，所述环形套管(322)内侧壁贯穿并滑动连接有导热片(324)，所述导热片(324)侧面固定连接有挤压弹簧(325)，所述环形套管(322)一侧贯穿并固定连接有预热条(326)。
9.根据权利要求8所述的一种光伏板生产的单晶硅切片装置，其特征在于：所述导热片(324)和预热条(326)均设置有多组并且均匀分布在环形套管(322)上，所述挤压弹簧(325)远离导热片(324)的一端与环形套管(322)固定连接。
10.一种光伏板生产的单晶硅切片装置的切片方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、将硅棒插入进料套筒内部，硅棒在进入进料套筒内部的同时挤压导向板将弧形挤压板推开，通过顶部和底部的弧形挤压板将硅棒夹持住，硅棒在进入进料套筒的同时挤压挡杆，推动挡杆在移动滑块侧面转动并压缩弧形弹簧；
S2、继续推动硅棒，当硅棒的尾部越过挡杆时，挡杆在弧形弹簧的弹力推动下复位并挡在硅棒尾部，需要硅棒进给时，通过移动滑块带动挡杆移动，挡杆在限位块的支撑下挤压推动硅棒移动内杆，从而完成硅棒的进给操作；
S3、当硅棒抵在定位装置内部时，硅棒端部插入环形气囊内部，然后通过气泵组件向环形气囊内部充气，环形气囊膨胀并夹持住硅棒端部，此时通过切割设备将硅棒切开，被切掉的部分留在环形气囊内部；
S4、通过电动旋转台带动硅片转动至收料仓上方，通过气泵组件将环形气囊中的气体抽出，环形气囊收缩，内部的硅片即可落入收料仓内部。
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