CN201881054U - 晶体硅片激光剥离设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种晶体硅片激光剥离设备，它包括控制主机、激光发生器、激光输出系统和工件运动平台，控制主机控制激光发生器产生激光束，该激光束经激光输出系统射至工件运动平台的表面，激光发生器的输出端与激光输出系统的输入端通过旋转轴连接，旋转轴为中空结构，激光束从该旋转轴内穿过。本实用新型晶体硅片激光剥离设备，可电动控制调节激光的输出角度，并通过专门的程序软件控制硅锭的运动方式，将残留硅片从硅锭上切割下来，重新加工成小规格的产品，减少浪费，使这部分原来作为废品的材料得到最大限度的利用。

Description

晶体硅片激光剥离设备

技术领域

本实用新型涉及激光加工技术领域，具体提供一种晶体硅片激光剥离设备。

背景技术

现有的晶体硅太阳能电池片生产工艺中，有一项十分关键的工序是将经过提纯的原料硅锭(99.9999％纯度以上)切割成相应规格的硅片。目前分离晶体硅电池片工艺都是采用高精度线切割的方式，然而在此过程中，有时会出现在生产过程中因故切割中止而导致产生废料，如切丝断裂等。一般情况下，废料只能采取集中回炉重新加工提炼的方式处理，但此种提纯工艺复杂且能耗大，同时，全球硅材料非常紧张并在不断涨价，导致提纯的原料硅锭价格十分昂贵。

实用新型内容

为了克服以上问题，有效的将晶体硅废料重新利用，本实用新型提供一种太阳能电池残留晶体硅片激光剥离设备，可电动控制调节激光的输出角度，并通过专门的程序软件控制硅锭的运动方式，将残留硅片从硅锭上切割下来，重新加工成小规格的产品，减少浪费，使这部分原来作为废品的材料得到最大限度的利用。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种晶体硅片激光剥离设备，它包括控制主机、激光发生器、激光输出系统和工件运动平台，控制主机控制激光发生器产生激光束，该激光束经激光输出系统射至工件运动平台的表面，激光发生器的输出端与激光输出系统的输入端通过旋转轴连接，旋转轴为中空结构，激光束从该旋转轴内穿过。

进一步的，该设备还包括电动装置，该电动装置与旋转轴连接，控制旋转轴旋转。

进一步的，电动装置包括电机和主动齿轮，该电机控制主动齿轮旋转，旋转轴的外周上设有从动齿轮，主动齿轮和从动齿轮通过皮带连接。

进一步的，从动齿轮、主动齿轮分别与皮带通过齿啮合。

进一步的，该设备还包括加工控制器，加工控制器控制工件运动平台作二维运动。

进一步的，激光输出系统包括外光路装置和设置在外光路装置下方的聚焦镜头，激光发生器产生的激光束穿过旋转轴射至外光路装置，最后经聚焦镜头聚焦后输出。

本实用新型的有益效果是：本实用新型晶体硅片激光剥离设备的激光输出系统与激光发生器通过旋转轴连接，使得激光输出系统的激光输出角度可调节，从而使设备的激光输出端与晶体硅片加工材料呈一定角度，调整好角度，既能使经聚焦镜的激光束聚焦于硅片待切割的表面，又不会使残留的硅锭运动时影响到激光聚焦头，同时，将待加工硅锭固定在专门的二维的运动工作平台上，通过专用加工控制器来控制硅锭与激光束的相对运动，即可实现从废品材料上将硅片剥离下来的目的。利用激光设备的特殊加工能力，使原来作为报废材料得到重新利用，减少浪费从而产生可观的经济效益。

附图说明

图1为本实用新型晶体硅片激光剥离设备的结构示意图；

图2为本使用新型晶体硅片激光剥离设备的局部示意图；

图3为本实用新型晶体硅片激光剥离设备工作状态示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1控制主机，2激光发生器，3工件运动平台，4外光路装置，5聚焦镜头，6旋转轴，7电动装置，8加工控制器，61从动齿轮，71主动齿轮，72皮带，73电机。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1和图2所示，一种晶体硅片激光剥离设备，它包括控制主机1、激光发生器2、激光输出系统、工件运动平台3、电动装置7和加工控制器8，控制主机1控制激光发生器2产生激光束，激光发生器1的输出端与激光输出系统的输入端通过旋转轴6连接，激光输出系统包括外光路装置4和设置在外光路装置4下方的聚焦镜头5，旋转轴6为中空结构，激光束从旋转轴6内穿过，经外光路装置4反射，最后经聚焦镜头5聚焦后射至工件运动平台3的表面，加工控制器8控制工件运动平台3作二维运动，电动装置7包括电机73和主动齿轮71，旋转轴6的外周上设有从动齿轮61，主动齿轮71和从动齿轮61通过皮带72连接，且从动齿轮61、主动齿轮71和皮带72上分别设有齿，从动齿轮61、主动齿轮71分别与皮带72通过齿啮合，电机73控制主动齿轮73旋转，带动从动齿轮61旋转，从而实现激光输出系统激光输出角度的无级调节。

如图3所示，该晶体硅片激光剥离设备工作时，首先将待切割的硅锭废料放置于工件运动平台3的材料工装夹具上固定，通过电动装置8控制激光输出系统旋转一定角度，并调整使其由激光发生器2产生的激光束经聚焦镜头5聚焦后，焦点正好处于硅锭废料的根部表面，工件运动平台3由加工控制器8驱动在X方向和Y方向做精确二维运动，加工控制器8内设有专门的程序软件，该专用的程序软件通过加工控制器8的按键控制，进行以下晶体硅片剥离步骤：

步骤1.按开始按键，控制二维工件运动平台3在Y轴方向做往复运动，使激光束能切割硅锭废料表面第一层硅片。

步骤2.若上述步骤1激光未能较好切割硅锭废料表面第一层硅片，再重复步骤1的加工过程，直至将第一层硅片切割并分离下来。

步骤3.继续按键，可控制二维工件运动平台先在X轴方向做微动步进运动，运动距离为单片硅片厚度和二层硅片间距之和，使经激光聚焦镜头聚焦后的激光束焦点仍能处于硅锭废料的第二层硅片根部表面，然后在Y轴方向做往复运动一次，使激光束能切割表面第二层硅片残片。

步骤4.重复以上过程，即可将硅锭废料上的残留硅片全部切割分离下来。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种晶体硅片激光剥离设备，它包括控制主机、激光发生器、激光输出系统和工件运动平台，控制主机控制激光发生器产生激光束，该激光束经激光输出系统射至工件运动平台的表面，其特征在于：所述激光发生器的输出端与激光输出系统的输入端通过旋转轴连接，所述旋转轴为中空结构，激光束从该旋转轴内穿过。

2.根据权利要求1所述的一种晶体硅片激光剥离设备，其特征在于：该设备还包括电动装置，该电动装置与旋转轴连接，控制旋转轴旋转。

3.根据权利要求2所述的一种晶体硅片激光剥离设备，其特征在于：所述电动装置包括电机和主动齿轮，该电机控制主动齿轮旋转，所述旋转轴的外周上设有从动齿轮，所述主动齿轮和从动齿轮通过皮带连接。

4.根据权利要求3所述的一种晶体硅片激光剥离设备，其特征在于：所述从动齿轮、主动齿轮分别与皮带通过齿啮合。

5.根据权利要求1所述的一种晶体硅片激光剥离设备，其特征在于：该设备还包括加工控制器，所述加工控制器控制工件运动平台作二维运动。

6.根据权利要求1至5任一项所述的一种晶体硅片激光剥离设备，其特征在于：所述激光输出系统包括外光路装置和设置在外光路装置下方的聚焦镜头，激光发生器产生的激光束穿过旋转轴射至外光路装置，最后经聚焦镜头聚焦后输出。

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