CN206393838U - 采用金刚线切割铸造多晶硅棒的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种采用金刚线切割铸造多晶硅棒的装置，包括放线室、收线室、设置于所述放线室和所述收线室之间切割硅棒的切割部，所述放线室内设置有放线轮，所述收线室内设置有收线轮，所述切割部设置有第一主辊和第二主辊，所述放线轮上的金刚线绕过所述第一主辊和所述第二主辊后收卷于所述收线轮上，其中，所述放线室和/或所述收线室内设置有冷却液供给装置。该采用金刚线切割铸造多晶硅棒的装置，能够使金刚线表面形成一定的冷却液膜，增加金刚线的润滑性，以增加切割效率，降低切割成本。

Description

采用金刚线切割铸造多晶硅棒的装置

技术领域

本实用新型涉及铸造多晶硅棒切片加工技术领域，尤其涉及一种采用金刚线切割铸造多晶硅棒的装置。

背景技术

随着能源危机以及雾霾、温室效应等环境问题的日趋严重，能源转型迫在眉睫。由于光伏能源具备清洁无污染，储量大等优势，光伏行业受到各国政府的大力支持，技术上取得了巨大的进步，得到越来越广泛的应用，太阳能成为当今最具发展潜力的新能源之一。

在过去的十年间，随着光伏贸易争端的升级以及行情的波动，光伏产业出现过产能过剩的现象，但市场对光伏清洁能源的需求仍会稳步增加，光伏发电已经进入大规模推广应用的时代。

实现光伏发电的器件是太阳能电池，主要分为晶硅(分为单晶和多晶)、薄膜以及第三代太阳能电池，其中技术最成熟、应用最广泛的就是晶硅太阳能电池，从目前的技术发展趋势来看，晶硅电池在未来10年内仍将保持其主导地位。时至今日，光伏行业推广的最大问题仍然在于能否实现平价上网，达成平价上网的目标，是各个光伏企业的奋斗目标和努力方向，因此，唯有不断降低光伏制造的成本，才能使得光伏能源具备竞争性，得到市场的认可。对于晶体硅太阳能电池，其硅片成本占总成本25-30％，而硅片的加工成本占到硅片成本的35％左右，硅片加工成本的降低是硅片环节降低成本的主要方向。

现有技术中，硅片加工技术主要有多线砂浆切割和金刚线切割2种。其中，多线砂浆切割是广泛采用的技术，其加工原理是由切割线的运动将磨料带到切割区域，在切割线的高速运动下，磨料在硅晶体表面滚动、摩擦、嵌入到材料的加工表面，使之产生裂纹和破碎，最终实现材料去除的目的。该技术的关键在于磨料的切割能力以及切割过程中的热力学行为，在实际应用中，选用聚乙二醇和碳化硅配置成悬浮液，通过砂浆管把砂浆罐内的砂浆喷撒到线网上，利用钢线携带砂浆与硅棒相对磨削达到切割的目的，同时，切割中使用过的砂浆通过回流系统再次流回到砂浆罐中，砂浆循环使用直至切割完成。而金刚线切割是将金刚石采用粘接或电镀的方式固定在直钢丝上进行高速往返切割，其优势主要体现在以下方面：(1)切割效率提升明显，大大降低了设备折旧；(2)锯缝损失较少，硅料成本降低；(3)硅片表面粗糙度及表面残留金属杂质含量低，电池效率有约0.1-0.2％的提升；(4)环保，使用水性切削液，避免了高COD聚乙二醇的引入。

基于上述切割优势，单晶已经通过引入金刚线切割技术大幅降低了硅片成本，市场占比逐渐增加。对于占据市场份额70％以上的多晶而言，采用金刚线切割技术是唯一的方向，但相对于单晶，多晶因其较高的位错和晶界密度，其弹性模量要高于单晶30-50％；且多晶硅棒较高的硬质点比例使得多晶硅片采用金刚线切割存在一定的技术障碍。

因此，亟需提供一种能够用于采用金刚线切割铸造多晶硅棒的装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种采用金刚线切割铸造多晶硅棒的装置，能够使金刚线表面形成一定的冷却液膜，增加金刚线的润滑性。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

采用金刚线切割铸造多晶硅棒的装置，包括放线室、收线室、设置于所述放线室和所述收线室之间切割硅棒的切割部，所述放线室内设置有放线轮，所述收线室内设置有收线轮，所述切割部设置有第一主辊和第二主辊，所述放线轮上的金刚线绕过所述第一主辊和所述第二主辊后收卷于所述收线轮上，其中，所述放线室和/或所述收线室内设置有冷却液供给装置。

其中，位于所述放线室内的所述冷却液供给装置为第一冷却液供给装置，位于所述收线室内的所述冷却液供给装置为第二冷却液供给装置。

其中，所述冷却液供给装置包括储液槽，所述储液槽中装有冷却液，所述储液槽的正上方设置有喷淋头，所述储液槽的底部连接有冷却液出水管，所述冷却液出水管连接所述喷淋头，以供给冷却液给所述喷淋头。

其中，所述冷却液出水管设置有过滤系统和水泵。

其中，所述储液槽的上侧部设置有冷却液补充口。

其中，所述储液槽的底部设置有排污口。

其中，所述储液槽的相对的两侧部开设有通孔，以供所述金刚线进出。

其中，所述通孔低于所述喷淋头，高于所述冷却液的液面。

其中，所述通孔低于所述冷却液的液面，所述通孔处设置有液流阻挡装置。

其中，所述通孔的直径为1-3mm。

其中，所述第一主辊上设置有第一喷淋装置，所述第二主辊上设置有第二喷淋装置。

本实用新型所述的采用金刚线切割铸造多晶硅棒的装置，通过在放线室内设置冷却液供给装置，由放线轮放出的金刚线在进入切割部之前提前经过冷却液供给装置，可以清洗金刚线，使金刚线表面分布一层冷却液膜，增加金刚线的润滑性，减少金刚线在切割部部件之间的摩擦力，延长切割部部件的使用时长；同样地，在收线室内设置冷却液供给装置，其在切割之后的收线过程中再次对金刚线进行清洗，起到修护金刚线表面的金刚线颗粒的作用，延长金刚线的使用寿命。

附图说明

图1是实施例所述采用金刚线切割铸造多晶硅棒的装置的结构示意图；

图2是实施例所述采用金刚线切割铸造多晶硅棒的冷却液供给装置的结构示意图。

图中：3-硅棒；

10-放线轮；11-第一主辊；12-第二主辊；13-金刚线；14-收线轮；15-第一冷却液供给装置；16-第二冷却液供给装置；17-第一喷淋装置；18-第二喷淋装置；

101-储液槽；102-喷淋头；103-冷却液补充口；104-排污口；105-冷却液；106-过滤系统和水泵。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1所示，采用金刚线切割铸造多晶硅棒的装置，包括放线室、收线室、设置于放线室和收线室之间切割硅棒3的切割部，放线室内设置有放线轮10，收线室内设置有收线轮14，切割部设置有第一主辊11和第二主辊12，放线轮10上的金刚线13绕过第一主辊11和第二主辊12后收卷于收线轮14上，其中，放线室和/或收线室内设置有冷却液供给装置。

其中，第一主辊11上设置有第一喷淋装置17，第二主辊12上设置有第二喷淋装置18。第一喷淋装置17和第二喷淋装置18用于切割过程中的冷却液供给，减少切割过程的摩擦，提高切割效率。

其中，位于放线室内的冷却液供给装置为第一冷却液供给装置15，位于收线室内的冷却液供给装置为第二冷却液供给装置16。第一冷却液供给装置15和第二冷却液供给装置16为两个独立的冷却液供给系统，其独立控制。

如图2所示，冷却液供给装置包括储液槽101，储液槽101中装有冷却液105，储液槽101的正上方设置有喷淋头102，储液槽101的底部连接有冷却液出水管，冷却液出水管连接喷淋头102，以供给冷却液给喷淋头102。在工作时，预先在储液槽101中存放冷却液105，冷却液105的液面与喷淋头102的底面之间有一定的高度差。金刚线从储液槽101的外部进入储液槽的内部，经过储液槽中的冷却液，直接浸入冷却液中，或者，通过冷却液出水管将冷却液供给给喷淋头102，由喷淋头102将冷却液喷洒在金刚线13上。

在此过程中，金刚线进入储液槽101的方式可以为，通过导轮从储液槽的顶部开口处进入，经过冷却液105与喷淋头102之间后，再从储液槽101的顶部开口处出线。这种方式绕线较为复杂，因此，在本实施例中，储液槽101的相对的两侧部开设有通孔，以供金刚线13进出。

作为一种优选，通孔低于喷淋头102，高于冷却液的液面；这时，金刚线13进入储液槽之后，悬空于冷却液与喷淋头102之间，由喷淋头102将冷却液喷洒在金刚线13上，喷洒后的冷却液再浸入储液槽的冷却液中，循环使用。

作为另一种优选，通孔低于冷却液的液面，通孔处设置有液流阻挡装置；这时，通孔浸入冷却液中，金刚线13直接浸入储液槽的冷却液中，而喷淋头102则作为冷却液循环的通道，不用于清洗金刚线13，此时，金刚线在冷却液内高速运行，通过金刚线表面液体的对流，直接去除金刚线表面沉积的硅粉。在此实施例中，为了避免冷却液跟随金刚线13经通孔流出造成浪费，通过液流阻挡装置实现对通孔的堵塞。具体地，液流阻挡装置可以为密封塞，其能够用于金刚线通过，但能够与金刚线之间形成一定的密封。

其中，通孔的直径为1-3mm。优选的，通孔用于配合金刚线13进出，因而通孔的直径大于金刚线13的直径，具体地，通孔的直径可以为1.2mm、1.4mm、1.6mm、1.8mm、2.0mm、2.2mm、2.4mm、2.6mm、2.8mm、3.0mm。

进一步的，冷却液出水管设置有过滤系统和水泵106。利用过滤系统和水泵106进行冷却液抽取，因而保证冷却液供给装置的喷淋可靠性。

进一步的，储液槽101的上侧部设置有冷却液补充口103。利用冷却液补充口103可以实时补充冷却液，保证储液槽101中的冷却液105的量，进而保证整个切割过程中持续循环。

进一步的，储液槽101的底部设置有排污口104。通过排污口104可以定期对储液槽101中的脏污清理，保证冷却液的洁净度，从而避免脏污粘在金刚线上影响切割。

综上所述，本实用新型的装置，其增加了第一冷却液供给装置和第二冷却液供给装置，在放线和收线过程中都对金刚线进行清洗处理，保证了当前切割，又为下一次切割做足了准备，整个过程适用于循环使用的场合，有效提高切割效率，延长切割过程中金刚线以及切割部部件的使用寿命。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.采用金刚线切割铸造多晶硅棒的装置，包括放线室、收线室、设置于所述放线室和所述收线室之间切割硅棒的切割部，其特征在于，所述放线室内设置有放线轮，所述收线室内设置有收线轮，所述切割部设置有第一主辊和第二主辊，所述放线轮上的金刚线绕过所述第一主辊和所述第二主辊后收卷于所述收线轮上，其中，所述放线室和/或所述收线室内设置有冷却液供给装置。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，位于所述放线室内的所述冷却液供给装置为第一冷却液供给装置，位于所述收线室内的所述冷却液供给装置为第二冷却液供给装置。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述冷却液供给装置包括储液槽，所述储液槽中装有冷却液，所述储液槽的正上方设置有喷淋头，所述储液槽的底部连接有冷却液出水管，所述冷却液出水管连接所述喷淋头，以供给冷却液给所述喷淋头。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述冷却液出水管设置有过滤系统和水泵。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述储液槽的上侧部设置有冷却液补充口，所述储液槽的底部设置有排污口。

6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述储液槽的相对的两侧部开设有通孔，以供所述金刚线进出。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述通孔低于所述喷淋头，高于所述冷却液的液面。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述通孔低于所述冷却液的液面，所述通孔处设置有液流阻挡装置。

9.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述通孔的直径为1-3mm。

10.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述第一主辊上设置有第一喷淋装置，所述第二主辊上设置有第二喷淋装置。