CN202412492U - 一种硅块切割装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种硅块切割装置，包括：两个传动轮；缠绕在所述两个传动轮之间的多条相互平行的切割线，所述切割线平行于水平面；设置在所述多条相互平行的切割线上方的第一导向轮；设置在所述多条相互平行的切割线下方的第二导向轮；其中，所述第一导向轮中轴线和第二导向轮中轴线与所述两个传动轮的中轴线平行；在进行硅块切割时，待切割的硅块分布于所述第一导向轮和第二导向轮的两侧。在整个切割过程中，通过所述第一导向轮和第二导向轮能够有效减小切割线弓形形变，使得切割线保持较好的水平性，进而保障了切割力的均匀性，保证了硅片的质量；同时，避免了由于切割线弓形形变导致的切割线的消耗，延长了线锯的使用寿命。

Description

一种硅块切割装置

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池制作工艺技术领域，更具体地说，涉及一种硅块切割装置。

背景技术

当今世界，由于能源危机的日益凸显，促进了太阳能行业的不断发展，硅片是太阳能电池的载体，硅片质量的好坏直接决定了太阳能电池转换效率的高低，而好的切割效果是保障硅片质量的前提，如果硅片的切割厚度不精确，切口不理想，不但会造成原材料晶体硅的浪费，还会影响硅片的质量。

随着科技的不断发展，人们对硅片的切割质量要求越来越高。因此，厂家在提高生产效率的同时，也要保证硅片要有很好的切割效果。线锯切割作为一种切割效果较好的切割方式，由于其具有切缝窄、出材率高、切割过程平稳、能切割大尺寸工件、切割精度高等优点被广泛应用于高硬度材料的切割，特别是晶体硅块切割成硅片的过程中。

参考图1，图1为现有的硅块切割装置的结构示意图，在进行硅块切割时，切割线2在两个导轮1的带动下对经过切割线2进行硅块切片。在进行硅块切割时，是同时切割两个硅块，参考图2，图2为图1所述装置进行硅块切割时的工作原理示意图。两个硅块3在悬挂装置带动下以设定的速度竖直向下运动，如图中箭头所示方向，经过切割线2时进行切割。参考图3，图3为图1中所述装置在切割线收刀时的工作原理示意图，在完成一次切割，切割线2收刀时，硅块3在悬挂装置的带动下竖直向上移动，如图3中箭头所示方向。现有的线锯切割工艺在进行硅块切割时，为提高切割效率，一般采用平行多线同时切割两块硅块的切割方式，即在一对导轮上绕有多条相互平行的切割线对两块硅块同时进行切割，图1、图2、图3为侧视图，仅示出了其中的一条切割线。

通过对现有的硅块切割装置的工作过程描述可知，现有技术在进行硅块切割及切割线收刀时，切割线将发生形变，如图2及图3中所示，切割线不在是初始的水平状态，而呈弓形，此现象称为钢线线弓。当发生钢线线弓时，由于切割线弯曲形变，致使硅块的在切割过程中受到的切割力不均匀，导致切割的硅片切割质量差；同时，增大了切割线的切割阻力，加大了切割线的消耗，降低了线锯的使用寿命。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种硅块切割装置，该硅块切割装置能够有效减小切割线弓形形变，进而保证了所得硅片的切割质量，同时降低了切割线消耗，延长了线锯的使用寿命。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种硅块切割装置，该装置包括：

两个传动轮；

缠绕在所述两个传动轮之间的多条相互平行的切割线，所述切割线平行于水平面；

设置在所述多条相互平行的切割线上方的第一导向轮；

设置在所述多条相互平行的切割线下方的第二导向轮；

其中，所述第一导向轮中轴线和第二导向轮中轴线与所述两个传动轮的中轴线平行；在进行硅块切割时，待切割的硅块分布于所述第一导向轮和第二导向轮的两侧。

优选的，上述装置中，所述第一导向轮的中轴线和第二导向轮的中轴线在同一竖直平面内。

优选的，上述装置中，所述竖直平面距所述两个传动轮的水平距离相等。

优选的，上述装置中，所述第一导向轮的最低点距所述切割线最高点的竖直距离为2mm-3mm。

优选的，上述装置中，所述第二导向轮的最高点距所述切割线最低点的竖直距离为2mm-3mm。

优选的，上述装置中，所述第一导向轮和第二导向轮固定在可调节支架上，所述可调节支架可以分别调节所述第一导向轮最低点距所述切割线最高点的竖直距离及所述第二导向轮最高点距所述切割线最低点的竖直距离。

从上述技术方案可以看出，本实用新型所提供的硅块切割装置包括：两个传动轮；缠绕在所述两个传动轮之间的多条相互平行的切割线，所述切割线平行于水平面；设置在所述多条相互平行的切割线上方的第一导向轮；设置在所述多条相互平行的切割线下方的第二导向轮；其中，所述第一导向轮中轴线和第二导向轮中轴线与所述两个传动轮的中轴线平行；在进行硅块切割时，待切割的硅块分布于所述第一导向轮和第二导向轮的两侧。

在进行硅块切割时，当两块硅块的向下压迫切割线使切割线向下移动时，设置在所述切割线下方的第二导向轮将会与所述切割线接触并随切割线一起转动，同时为切割线提供一个竖直向上的力，进而达到减小切割线弓形形变的作用；在进行切割线收刀时，当两硅块向上运动而导致切割线向上移动时，设置在所述切割线上方的第一导向轮将会与所述切割线接触并随切割线一起转动，同时为切割线提供一个竖直向下的力，进而达到减小切割线弓形形变的作用。因此，在整个切割过程中，通过所述第一导向轮和第二导向轮能够有效减小切割线弓形形变，使得切割线保持较好的水平性，进而保障了切割力的均匀性，保证了所得硅片的切割质量；同时，避免了由于切割线弓形形变导致的切割线的消耗，延长了线锯的使用寿命。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中常见的一种硅块切割装置结构示意图；

图2为图1中所述硅块切割装置进行硅块切割时的工作原理示意图；

图3为图1中所述硅块切割装置在切割线收刀时的工作原理示意图；

图4为本实用新型所提供的一种硅块切割装置的结构示意图；

图5为图4中所示硅块切割装置切割前的结构示意图；

图6为图4中所示硅块切割装置进行硅块切割时的工作原理示意图；

图7为图4中所示硅块切割装置在切割线收刀时的工作原理示意图。

具体实施方式

正如背景技术部分所述，现有硅块切割技术采用平行多线同时切割两块硅块的切割方式，现有的硅块切割装置在进行硅块切割时，切割线将会发生弓形形变，如图2、图3所示。当切割线发生弓形形变时，切割线呈现弧形，切割线对硅块的切割力方向为所示弧形的切线方向，即所述弧形上不同点硅块受到的切割力的方向不同，且由于形变导致不同点上切割力的大小也不相同，即在同一时刻硅块上不同点受到的切割力(力是矢量，有大小和方向)不同，而硅块切割是指将硅块切割为很很薄的硅片，一般在毫米量级，对切割力的要求较高。所以当切割线发生弓形形变时，被切割硅块受到的切割力不均匀，进而导致硅片厚度不均匀，并会导致切割面的光滑度不好，从而影响硅片的切割质量。同时，如切割线发生较大的弓形形变，根据力的相互作用原理，会导致切割线上受到的力部均匀，切割线上局部受力会很大，进而加大了切割线的消耗，降低了线锯的使用寿命。

发明人研究发现，在切割线的上方设置第一导向轮，并在切割线下方设置第二导向轮，用于限制切割线在竖直方向上的位移。当切割线向下移动时与所述第二导向轮接触后，所述第二导向轮将为所述切割线提供一个竖直向上的力，进而避免切割线发生弓形形变；当切割线向上移动时与所述第一导向轮接触后，所述第一导向轮将为所述切割线提供一个竖直向下的力，进而避免切割线发生弓形形变。即通过所述第一导向轮和第二导向轮可以控制切割线在竖直方向上的位移，进而可以有效减小切割线的弓形形变，从而保证硅片的切割质量，同时延长线锯的使用寿命。

基于上述研究的基础上，本实用新型提供了一种硅块切割装置，包括：

两个传动轮；

缠绕在所述两个传动轮之间的多条相互平行的切割线，所述切割线平行于水平面；

设置在所述多条相互平行的切割线上方的第一导向轮；

设置在所述多条相互平行的切割线下方的第二导向轮；

其中，所述第一导向轮中轴线和第二导向轮中轴线与所述两个传动轮的中轴线平行；在进行硅块切割时，待切割的硅块分布于所述第一导向轮和第二导向轮的两侧。

通过上述描述可知，采用本技术方案所述的硅块切割装置进行硅块切割时，可以通过所述第一导向轮和第二导向轮控制切割线在竖直方向上的位移，进而可以有效减小切割线的弓形形变，从而保证硅片的切割质量，同时延长线锯的使用寿命。

以上是本申请的核心思想，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、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，本实用新型结合示意图进行详细描述，在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示装置结构示意图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及高度的三维空间尺寸。

本实施例提供了一种硅块切割装置，参考图4，包括：

两个传动轮4；

缠绕在所述两个传动轮之间的多条相互平行的切割线5，所述切割线5平行于水平面；

设置在所述多条相互平行的切割线5上方的第一导向轮6；

设置在所述多条相互平行的切割线5下方的第二导向轮7；

其中，所述第一导向轮6中轴线和第二导向轮7中轴线与所述两个传动轮的中轴线平行，这样，当切割线5在竖直方向上发生位移与所述第一导向轮6或第二导向轮7接触时，所述第一导向轮6和第二导向轮7可以很容易的随着切割线5转动，对切割线5的阻力较小；在进行硅块切割时，待切割的硅块分布于所述第一导向轮6和第二导向轮7的两侧，即在进行平行多线同时切割两块硅块时，所述第一导向轮6和第二导向轮7是位于两硅块之间的缝隙当中。

在切割空间一定的情况下，即所述两个传动轮4之间切割线5的水平长度一定，为了保证硅块有充足的切割空间，所述第一导向轮6的中轴线和所述第二导向轮7的中轴线在同一竖直平面内；同时，为了保证两硅块受到的切割力均匀，所述竖直平面距所述两个传动轮4的水平距离相等，这样，在进行硅块切割时，所述平面左右的切割线5对称相等，则平面两边的硅块受到的切割力近似相等，能够保证所得硅片的切割质量。

当所述第一导向轮6与切割线5的间隙距离和第二导向轮7与切割线5的间隙距离较小时，切割线5在竖直方向上发生较小的位移时，所述切割线5便可受到第一导向轮6或第二导向轮7施加的一个与切割线5的位移方向相反的阻力，以阻止切割线5发生弓形形变。而且，由于所述第一导向轮6与切割线5的间隙距离和第二导向轮7与切割线5的间隙距离较小，两个导向轮两边的切割线5的弯曲度可忽略不计，及两个导向轮两边的切割线5可近似看做水平支线，其切割力比较均匀。

优选的，可将所述第一导向轮6和第二导向轮7的两端设置在可调支架8上，所述可调节支架8可以分别调节所述第一导向轮6最低点距所述切割线5最高点的竖直距离及所述第二导向轮7最高点距所述切割线5最低点的竖直距离。

优选的，所述第一导向轮6的最低点距所述切割线5最高点的竖直距离为2mm-3mm；所述第二导向轮7的最高点距所述切割线5最低点的竖直距离为2mm-3mm。即切割线5上下活动间隙为2mm-3mm，而2mm-3mm的尺度相对于第一导向轮6或第二导向轮7两边切割线5的长度非常小，即当切割线5向下移动2mm-3mm仍可近似视为水平。所以，在开始进行硅块切割前，切割线5无弯曲，如图5所示，图5为图4中所述硅块切割装置进行硅块切割前的侧视图，为了便于描述图中未画出所述可调节支架8。

当被切割的两硅块3在悬挂装置带动下竖直向下移动，如图6中箭头所示，经过随两传动轮4移动的切割线5时，由于硅块3的压力使切割线5向下移动，切割线5将会与所述第二导向轮7接触，所述第二导向轮7将会随着切割线5的移动而转动，同时为切割线5提供一个竖直向上的支撑力，避免所述第二导向轮7两端的切割线5发生更大程度的弯曲。由于所述第二导向轮7的最高点距所述切割线5的最低点距离很小，所以切割线5发生的弓形形变很小(如图6所示)，切割线5可近似看做水平，相对于现有技术在此过程中的形变(参考图2)，有效的减小了在硅块向下移动时切割线5的弓形形变；在切割线5收刀阶段，参考图7，两个被切割硅块3在悬挂装置的带动下，竖直向上移动，如图中箭头所示，此时，切割线5会在硅块的带动下向上移动，此时切割线5会与所述第一导向轮6接触，所述第一导向轮6将会随着切割线的移动而转动，同时为切割线5提供一个竖直向下的支撑力，避免所述第二导向轮7两端的切割线5发生更大程度的弯曲。同样的，切割线5可近似看做水平(如图6所示)，相对于现有技术在此过程中的形变(参考图3)，有效的减小了在硅块向下移动时切割线5的弓形形变。

通过上述描述可知，本实施例所述硅块切割装置在进行硅块切割时，能够有效避免切割线发生弓形形变，进而可以避免当切割线发生弓形形变时对硅片质量的影响及对切割线的额外消耗。因此，本实施例所述硅块切割装置的硅片切割质量好，同时降低了切割线消耗，延长了线锯的使用寿命。

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实用新型。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实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型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)

1.一种硅块切割装置，其特征在于，包括：

两个传动轮；

缠绕在所述两个传动轮之间的多条相互平行的切割线，所述切割线平行于水平面；

设置在所述多条相互平行的切割线上方的第一导向轮；

设置在所述多条相互平行的切割线下方的第二导向轮；

其中，所述第一导向轮中轴线和第二导向轮中轴线与所述两个传动轮的中轴线平行；在进行硅块切割时，待切割的硅块分布于所述第一导向轮和第二导向轮的两侧。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一导向轮的中轴线和第二导向轮的中轴线在同一竖直平面内。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述竖直平面距所述两个传动轮的水平距离相等。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一导向轮的最低点距所述切割线最高点的竖直距离为2mm-3mm。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二导向轮的最高点距所述切割线最低点的竖直距离为2mm-3mm。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一导向轮和第二导向轮固定在可调节支架上，所述可调节支架可以分别调节所述第一导向轮最低点距所述切割线最高点的竖直距离及所述第二导向轮最高点距所述切割线最低点的竖直距离。

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