CN202241646U

CN202241646U - 用于切制太阳能硅片的垫条

Info

Publication number: CN202241646U
Application number: CN2011203969220U
Authority: CN
Inventors: 章金兵
Original assignee: LDK Solar Co Ltd
Current assignee: LDK Solar Co Ltd
Priority date: 2011-10-18
Filing date: 2011-10-18
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2021-10-18

Abstract

本实用新型实施例公开了一种切制太阳能硅片的垫条，所述垫条用于金刚石线切割，所述垫条由硅材料制成。本实用新型实施例的垫条采用硅材料制成，在将太阳能硅片切透后继续切割垫条时，所产生的切屑仍为硅粉，没有其它杂质，可以直接回收，无需为了回收硅粉而采用成本高昂的设备或工艺而对硅粉进行分离提纯等工序，大大地降低了回收成本，从而也降低了金刚石线切割的使用成本。

Description

用于切制太阳能硅片的垫条

技术领域

本实用新型涉及一种线切割技术，尤其涉及一种用于切制太阳能硅片的垫条。

背景技术

根据生产技术的不同，太阳能电池主要分为晶体硅太阳能电池和薄膜太阳能电池两类，晶体硅太阳能电池的生产技术较为成熟，目前应用比较广泛。由于晶体硅太阳能电池技术成熟，并随着多晶硅价格下跌在较大程度上降低了晶体硅太阳能电池成本，加之薄膜太阳能电池的转换效率较低、安装所需的土地面积较大，且投入设备成本较高，因此晶体硅太阳能电池作为主要光伏发电产品在短期内仍占主导地位。目前太阳能硅片的切割采用线切割技术，线切割技术属于滚动切磨，适用于太阳能电池用晶硅片切割。现主流切割技术中，金刚石线切割技术又以其突出的优点而倍受青睐，例如其消耗的水电比使用传统的砂浆切割技术减少了三分之二，而且切割速度也快了近3倍。

在现有的金刚石线切割技术中，通常需要将硅料粘结固定到金属工件板上，再通过工件板将硅料固定在线切割机上。为了保证硅料完全切透，切割深度需大于硅料高度，因此为了保证金属工件板不会被切割到并且在切割完成之后可以循环使用，通常需在硅料与工件板之间增加一块垫条。垫条的硬度不能过大，否则容易刮擦掉金钢石线表面的金钢石而损伤金刚石线，甚至可能引起断线的情况发生。因此，传统的金刚石线切割机上所使用的垫条多是由石墨或树脂制成，这主要是因为石墨或树脂材料可塑性和耐热性好并且硬度较小有利于线切割过程的顺利进行。

但是，由于硅料切割后形成的硅粉混入了石墨粉、树脂粉及其它杂质，而石墨粉或树脂粉与硅粉的分离会是个难题，如石墨有良好的化学稳定性，能耐酸、耐碱和耐高温，不溶于有机溶剂，因此较难通过化学方法除去硅粉中的石墨粉，并且由于石墨中往往含有SiO₂、Al₂O₃、FeO、CaO、P₂O₅、CuO等杂质，这些物质的存在也对硅粉质量造成较大的影响，因而导致硅粉不能回收，或者回收成本太高，使得金刚石线切割技术的推广受到限制。此外，在切割完成后，太阳能硅片容易沾染上石墨等杂质，给太阳能硅片的清洗造成很大的不便，甚至会影响其质量。

实用新型内容

本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供一种用于切制太阳能硅片的垫条，可使切割后形成的硅粉容易回收，以降低切割成本。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种用于切制太阳能硅片的垫条，所述垫条用于金刚石线切割，所述垫条为硅材料制成。

其中，当所述太阳能硅片为多晶硅时，所述垫条的宽度为120~180mm或80~150mm，厚度为10~20mm。

其中，当所述太阳能硅片的大小为156mm×156mm时，所述垫条的宽度为120~180mm；当所述太阳能硅片的大小为125mm×125mm时，所述垫条的宽度为80~150mm。

其中，当所述太阳能硅片为单晶硅时，所述垫条的宽度为100~180mm或60mm~150mm，厚度为10mm~20mm。

其中，当所述太阳能硅片的大小为156mm×156mm时，所述垫条的宽度为100mm~180mm；当所述太阳能硅片的大小为125mm×125mm时，所述垫条的宽度为60mm~150mm。

其中，所述垫条是由硅粉经静压、模压或挤压所压制的硅板制作而成。

其中，所述垫条是由单晶硅块或多晶硅块经切削加工而成。

实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：

本实用新型实施例的垫条采用硅材料制成，在将太阳能硅片切透后继续切割垫条时，所产生的切屑仍为硅粉，所以，在将硅料切割成太阳能硅片的过程中，所得到的切屑为纯净的硅粉，没有其它杂质，可以直接回收，用于制造单晶硅、多晶硅或其它硅料。无需为了回收硅粉而采用成本高昂的设备或工艺而对硅粉进行分离提纯等工序，大大地降低了回收成本，从而降低了金刚石线切割的使用成本。而且，垫条也可由硅粉经静压、模压或挤压所压制的硅板制作而成，将硅粉循环利用，可进一步降低使用成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例中垫条的安装状态示意图；

图2是本实用新型实施例中太阳能硅片的切割过程中垫条的状态示意图；

图3是本实用新型实施例中太阳能硅片切割完成后垫条的状态示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供一种用于切制太阳能硅片的垫条，其安装固定于金刚石线切割机上，该金刚石线切割机主要用于将硅料切割成太阳能级的薄片，以备制造太阳能电池。

参照图1所示，上述金刚石线切割机（未图示）包括垫条2和工件板3。用于切割成太阳能硅片的原料（即硅料1）固定在垫条2上，固定方式可以是用粘胶粘结固定或采用专用夹具固定。垫条2通过工件板3固定在金刚石线切割机上。在金刚石线切割机将硅料1切割成太阳能级的薄片时，为了使硅料1完全切透，需使切割深度大于硅料1的厚度，直到切入垫条2。

本实施例的垫条2采用硅材料制成，优选为由硅粉经静压、模压或挤压所压制而成的硅板制成，当然也可以是由单晶硅或多晶硅等晶体硅块经切削加工制作而成。这样，当垫条2被切割时，其所形成的粉末与硅料1形成的切屑混合在一起。通常地，为了回收硅料1的切屑，需要将切屑分离提纯，本实施例的切屑中只包含硅料1的粉末和垫条2的粉末，而它们的成分都是硅，所以，切屑在回收时无需进行分离提纯工序，将切割液过滤所得滤渣即为硅粉，可直接用于制备晶体硅料1或将硅粉压制成硅板等材料，以备重复利用。

此外，由于切割成的太阳能硅片所沾染到的切屑为硅粉，太阳能硅片的清洗和清洁都很方便、省时省力，也不影响硅片质量，因此本实施例采用硅材料制成的垫条2，对于切割完成后硅片的清洁具有突出的优势。

目前，太阳能硅片的规格主要有大小为156mm×156mm和125mm×125mm的准方基片，允许有倒角，厚度约为180~200μm，用于切制太阳能硅片的硅料1被制成截面为正方形的棒料，该棒料可以预先进行倒角处理。

图2和图3分别是本实施例中金刚石线切割机切割太阳能硅片的过程中和切割完成后垫条2的状态示意图。从图中可见，金刚石线4切割硅料1时，需施加一定的压力在金刚石线4上，因而会使金刚石线4弯曲。而本实用新型中金刚石线4的切割刃料为金刚石或碳化硅，均为脆性材质，当刮到硬物时，容易将金刚石线4表面的金刚石或碳化硅刃料刮擦掉而磨损或损伤金刚石线4，甚至导致断线的情况发生。因此，在设计垫条2的宽度时，也同样要考虑金刚石线4的磨损，使其尽量少地切割到其它物体。所以，垫条2的宽度不宜过大也不能太小。

因此，本实施例设计为，当用多晶硅硅料1切制太阳能硅片时，垫条2的宽度选择为120~180mm或80~150mm，厚度为10mm~20mm，长度与工件板3相同或接近。具体地，当太阳能硅片的规格为156mm时，垫条2的宽度为120~180mm左右；当太阳能硅片的规格为125mm时，垫条2的宽度为80~150mm左右。当上述多晶硅硅料1的四角制有倒角时，垫条2的宽度取最小值，当上述多晶硅硅料1不设倒角时，垫条2的宽度取上述范围的最大值，以便于切割过程顺利进行。

需要说明的是，由于多晶硅太阳能电池板的光电转换效率低于单晶硅，所以，在采用多晶硅切制太阳能硅片时，硅料1上所制出的倒角尺寸通常较小，或者可以不做倒角。从而垫条2的尺寸相对较大，使其宽度与硅料1的边长相近，也与所切得的太阳能硅片的尺寸相近。

当用单晶硅硅料1切制太阳能硅片时，垫条2的宽度选择为100mm~180mm或60mm~150mm，厚度为10mm~20mm，长度与工件板3相同或接近。具体地，当所述太阳能硅片的大小为156mm×156mm时，垫条2的宽度为100mm~180mm；当太阳能硅片的大小为125mm×125mm时，垫条2的宽度为60mm~150mm。在制作单晶硅硅料1时，可以将方形硅料1四角处制出尺寸比较大的倒角，例如，边长为125mm的单晶硅硅料1，最大可以制出尺寸为42mm的倒角，这样，和其配合的垫条2的宽度最窄可以到60mm，这在切割硅料1时，可以避免将垫条2切割很深才能将硅料1完全切透，减少了金刚石线4的磨损，延长了其寿命。对于垫条2来说，也节省了其用料，减轻了自身重量，减少了垫条2的加工成本。

综上所述，本实用新型实施例在金刚石线切割机上采用由硅材料制成的垫条，不仅具有使切屑易于回收，且回收成本低的优点，而且，也可使切割完成后，在对所得到的太阳能硅片进行清洁时，能省时省力，使得太阳能硅片的质量得到提高，直接或间接地降低了用金刚石线切割技术切割太阳能硅片的使用成本，有利于该技术的推广应用。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种用于切制太阳能硅片的垫条，所述垫条用于金刚石线切割，其特征在于：所述垫条由硅材料制成。

2.如权利要求1所述的垫条，其特征在于：当所述太阳能硅片为多晶硅时，所述垫条的宽度为120~180mm或80~150mm，厚度为10mm~20mm。

3.如权利要求2所述的垫条，其特征在于：当所述太阳能硅片的大小为156mm×156mm时，所述垫条的宽度为120~180mm；当所述太阳能硅片的大小为125mm×125mm时，所述垫条的宽度为80~150mm。

4.如权利要求1所述的垫条，其特征在于：当所述太阳能硅片为单晶硅时，所述垫条的宽度为100mm~180mm或60mm~150mm，厚度为10mm~20mm。

5.如权利要求4所述的垫条，其特征在于：当所述太阳能硅片的大小为156mm×156mm时，所述垫条的宽度为100mm~180mm；当所述太阳能硅片的大小为125mm×125mm时，所述垫条的宽度为60mm~150mm。

6.如权利要求1所述的垫条，其特征在于：所述垫条是由硅粉经静压、模压或挤压所压制的硅板制作而成。

7.如权利要求1所述的垫条，其特征在于：所述垫条是由单晶硅块或多晶硅块经切削加工而成。