CN217372941U - 一种切割导流结构及硅棒切割装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种切割导流结构及硅棒切割装置，用于对方形硅棒切割时导流，所述切割导流结构包括衬板和方形硅棒；衬板与方形硅棒第一侧壁贴合连接，衬板与方形硅棒的第二侧壁以及第三侧壁之间形成用于容纳切削液的待液空间，其中，第二侧壁、第三侧壁相对设置在所述第一侧壁的两侧。本实用新型的切割导流结构能够形成在衬板和方形硅棒之间形成待液空间，在对方形硅棒切割的过程中，衬板能够遮挡飞溅起的切削液，使切削液回流至待液空间，从而可使切削液具有滞留空间，有助于保持切削液份量的充足，使切削液对切割部位进行有效的冷却润滑，防止因切割线进给深入后导致切削液冷却润滑不足，造成硅片表面质量缺陷的问题。

Description

一种切割导流结构及硅棒切割装置

技术领域

本实用新型涉及太阳能方形硅棒切割技术领域，特别是涉及一种切割导流结构及硅棒切割装置。

背景技术

随着光伏产业的快速发展，市场对太阳能电池片的需求量日益增加，而硅片是太阳能电池片生产的主要原材料，硅片切割工艺的好坏直接影响太阳能电池片的性能。

目前，对于硅片制备主要是利用硅棒切割装置切割硅棒获得，硅棒切割装置通过主辊的转动，带动切割线高速运动，在切割液的冷却润滑的作用下完成对硅棒的切割。

然而，现有的硅棒切割装置在切割尺寸较大的硅片时，切削液难以进行有效的冷却润滑，影响切削质量，容易在硅片表面形成质量缺陷，降低太阳能电池片的性能。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种切割导流结构及硅棒切割装置，以至少解决现有的硅棒切割过程中切削液无法充分冷却润滑，导致硅片表面质量缺陷的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

本实用新型公开了一种切割导流结构，用于对方形硅棒切割时导流，所述切割导流结构包括衬板和方形硅棒；所述衬板与所述方形硅棒第一侧壁贴合连接，所述衬板与所述方形硅棒的第二侧壁以及第三侧壁之间形成用于容纳切削液的待液空间，其中，所述第二侧壁、所述第三侧壁相对设置在所述第一侧壁的两侧。

可选地，沿垂直于所述第一侧壁的方向，所述衬板的投影大于等于所述方形硅棒的投影。

可选地，沿平行于所述第一侧壁的方向，所述衬板两侧的边缘分别与同侧的所述方形硅棒的侧壁之间的差值为0mm～5mm。

可选地，所述衬板与所述方形硅棒的第一侧壁之间填充有第一胶体。

可选地，所述衬板为塑料板、树脂板、玻璃板和硅板中的任意一种。

可选地，所述方形硅棒的端面尺寸边长为166mm～300mm。

本实用新型还公开了一种硅棒切割装置，所述硅棒切割装置包括主辊、喷液管以及前述任一项所述的切割导流结构；所述主辊沿所述方形硅棒的长度方向延伸，所述主辊至少为两个，分别设置于所述方形硅棒的两侧，所述主辊上绕设有用于对所述方形硅棒进行切割的切割线网；所述喷液管设置于所述带液空间的至少一侧，用于向所述待液空间喷射切削液。

可选地，至少两个所述主辊的轴线形成平面，所述喷液管喷射切削液的方向与所述平面之间形成夹角a，其中，0°≤a＜90°。

可选地，所述硅棒切割装置还包括晶拖；所述晶拖位于所述衬板远离所述方形硅棒的一侧。

可选地，所述晶拖与所述衬板之间填充有第二胶体。

相对于现有技术，本实用新型所述的切割导流结构及硅棒切割装置具有以下优势：

本实用新型的切割导流结构包括衬板和方形硅棒，衬板与方形硅棒顶部的侧壁贴合连接，与方形硅棒沿铅垂方向的侧壁之间形成待液空间，在对方形硅棒切割的过程中，衬板能够遮挡飞溅起的切削液，使切削液回流至待液空间，从而可使切削液具有滞留空间，有助于保持切削液份量的充足，使切削液对切割部位进行有效的冷却润滑，防止因切割线进给深入后导致切削液冷却润滑不足，造成硅片表面质量缺陷的问题。本实用新型的硅棒切割装置与切割导流结构相较于现有技术具有相同的优势，此处不再赘述。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型实施例中一种切割导流结构的示意图；

图2是本实用新型实施例中一种硅棒切割装置的示意图；

图3是本实用新型实施例中另一种硅棒切割装置的示意图。

附图标记说明：

1-方形硅棒，11-第一侧壁，12-第二侧壁，13-第三侧壁，2-衬板，3-待液空间，4-第一胶体，5-主辊，6-切割线，7-喷液管，8-晶拖，9-第二胶体。

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。

应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本实用新型的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。

下面通过列举具体的实施例详细介绍本实用新型提供的一种切割导流结构，该切割导流结构用于对方形硅棒1切割时导流，所述切割导流结构包括衬板2和方形硅棒1；所述衬板2与所述方形硅棒1第一侧壁11贴合连接，所述衬板2与所述方形硅棒1的第二侧壁12以及第三侧壁13之间形成用于容纳切削液的待液空间3，其中，所述第二侧壁12、所述第三侧壁13相对设置在所述第一侧壁11的两侧。

具体而言，如图1所示，方形硅棒的第一侧壁11与衬板2贴合连接在一起、第二侧壁12和第三侧壁13相对设置在第一侧壁11的两侧，与衬板2形成用于容纳切削液的待液空间3。衬板2具有较好的切削性能，在对方形硅棒1切割的过程中，切割线从方形硅棒1底部开始切割，逐渐向上过渡到衬板2，完成对衬板2的切割，即对方形硅棒1每一次的切割过程中，衬板2连同方形硅棒1一起被切割。需要说明的是，本实用新型的方形硅棒1并非严格意义上的立方结构，方形硅棒1是由不规则的硅材料切割而成，切割过程中会对方形硅棒1的边缘部分切割为圆角，减小其边缘应力，防止边缘出现裂痕，因而方形硅棒1相邻侧壁相接的部位为倒角结构。切割过程中，切割线受到方形硅棒1的反作用力，其接触方形硅棒1的区域向下弯曲形成弧形，进而能够积攒一定的切削液，使切削液对切割部位进行冷却润滑。然而，由于切割速度较快，切割过程中切削液会四处飞溅，导致切削液的份量随着方形硅棒1切割部位的上移逐渐减少，出现切削液不足甚至无切削液的情况，使其无法对切割部位进行有效的冷却润滑，从而导致切割形成的硅片表面出现质量缺陷。

通过本实施例的切割导流结构，衬板2与方形硅棒1的第一侧壁11贴合连接，与方形硅棒1的第二侧壁12和第三侧壁13之间形成待液空间3，待液空间3用于积攒切削液。在对方形硅棒1切割的过程中，衬板2能够遮挡飞溅起的切削液，使切削液回流至待液空间3，从而可使切削液具有滞留空间，有助于保持切削液份量的充足，使切削液对切割部位进行有效的冷却润滑，防止因切割线6进给深入后导致切削液冷却润滑不足，造成硅片表面质量缺陷的问题。

可选地，沿垂直于所述第一侧壁11的方向，所述衬板2的投影大于等于所述方形硅棒1的投影。

具体而言，沿垂直于第一侧壁11的方向，衬板2的投影大于等于方形硅棒1的投影，即衬板2底部的截面积要大于等于方形硅棒1底部的截面积，才能保证衬板2对切削液的遮挡效果。

可选地，沿平行于所述第一侧壁11的方向，所述衬板2两侧的边缘分别与同侧的所述方形硅棒1的侧壁之间的差值为0mm～5mm。

具体而言，结合实际切割场景，衬板2的宽度不宜设置过宽，一方面，宽度过宽的衬板2可能会接触到主辊，导致装置无法正常使用；另一方面，宽度过宽的衬板2需要更高的投资成本，其起到的作用与投资成本不成正比，会造成资源的浪费。因此，沿平行于第一侧壁11的方向，设置衬板2的总宽度尺寸和方形硅棒1的总宽度尺寸相差0mm～10mm，由于衬板2和方形硅棒1的轴线在同一铅垂平面内，因而沿平行于第一侧壁11的方向，衬板2两侧的边缘分别与同侧的方形硅棒1的侧壁之间相差0mm～5mm，即衬板2一侧的边缘与第二侧壁12相差0mm～5mm，另一侧的边缘与第三侧壁13相差0mm～5mm。优选的，设置衬板2两侧的边缘分别与第二侧壁12和第三侧壁13相差3mm，即衬板2两侧的边缘分别超出第二侧壁12和第三侧壁13约3mm，既能实现对切削液的有效遮挡，又能有效控制投资成本。

可选地，所述衬板2与所述方形硅棒1的第一侧壁11之间填充有第一胶体4。

具体而言，在衬板2和方形硅棒1的第一侧壁11连接形成的缝隙中，填充有第一胶体4。第一胶体4既能使切割线从方形硅棒1顺利过渡到衬板2，不会对切割线造成损伤，又能将衬板2和方形硅棒1稳定的粘连在一起，避免二者之间出现错位、滑移等现象。优选地，本实施例中的第一胶体4可以为热熔类胶体，具备较强黏粘性能，但是在高温的切割环境下容易融化，从而被切割线进行切割。

可选地，所述衬板2为塑料板、树脂板、玻璃板和硅板中的任意一种。

具体而言，由于切割过程中的环境温度较高，因此对于衬板2而言，在遮挡切削液的同时，需要具备耐高温的性能，放置衬板2在高温环境下变形或融化。优选的，本实施例的衬板2可以采用塑料板、树脂板、玻璃板和硅板中的任意一种，既能抵抗切割时的高温环境，又能被切割线顺利切割，不会对切割线造成损伤。

可选地，所述方形硅棒1的端面尺寸边长为166mm～300mm。

具体而言，对于尺寸较小的方形硅棒1，即使切割过程中切削液飞溅，份量会逐渐减小，但是在由于方形硅棒1尺寸较小，完成切割的过程较快，切削液往往不会产生份量不足的问题，从而不会影响切割质量。试验表明，当方形硅棒1的端面尺寸边长为166mm～300mm时，切割后期切削液的份量会显著不足，形成的硅片表面质量会形成明显的缺陷。优选地，当方形硅棒1的端面尺寸边长为166mm时，可以设置衬板2的端面尺寸也为166mm，即沿平行于第一侧壁11的方向，衬板2两侧的边缘与方形硅棒1的第二侧壁12和第三侧壁13平齐；当方形硅棒1的端面尺寸边长为182mm时，可以设置衬板2的端面尺寸为188mm，即沿平行于第一侧壁11的方向，衬板2一侧的边缘超出第二侧壁12约3mm，另一侧的边缘超出第三侧壁13约3mm；当方形硅棒1的端面尺寸边长为210mm时，可以设置衬板2的端面尺寸为218mm，即沿平行于第一侧壁11的方向，衬板2一侧的边缘超出第二侧壁12约4mm，另一侧的边缘超出第三侧壁13约4mm；当方形硅棒1的端面尺寸边长为300mm时，可以设置衬板2的端面尺寸为310mm，即沿平行于第一侧壁11的方向，衬板2一侧的边缘超出第二侧壁12约5mm，另一侧的边缘超出第三侧壁13约5mm。在上述衬板2和方形硅棒1的相对尺寸关系下，待液空间3中滞留的切削液的份量恰好足够进行有效的冷却润滑效果，不会造成待液空间3中切削液过多或过少的现象，使切割导流结构的导流效果最佳。

本实用新型还公开了一种方形硅棒1切割装置，所述方形硅棒1切割装置包括主辊5、喷液管7以及前述的切割导流结构；所述主辊5沿所述方形硅棒1的长度方向延伸，所述主辊5至少为两个，分别设置于所述方形硅棒1的两侧，所述主辊5上绕设有用于对所述方形硅棒1进行切割的切割线网；所述喷液管7设置于所述待液空间3的至少一侧，用于向所述待液空间3喷射切削液。

具体而言，主辊5沿方形硅棒1的长度方向延伸，且主辊5至少为两个，分别设置于方形硅棒1的两侧，其表面绕设有用于对方形硅棒1进行切割的切割线网，至少两个主辊5同方向转动，方形硅棒1一侧的主辊5释放切割线6，另一侧的主辊5缠绕切割线6，利用主辊5的高速转动带动切割线6上下往复移动，同时配合主辊5的进给运动完成方形硅棒1的切割。其中，切割线6可以为金刚石线锯，金刚石线锯也称为金刚线，是指利用电镀工艺或树脂结合的方法，将金刚石磨料固定在金属丝上。金刚线在切割过程中不容易断裂，同时切割造成的污染较小，环保性能较好。

喷液管7设置于待液空间3的至少一侧，可以向待液空间3喷射切削液。切削液中混合有一定比例的硅粉，具有一定的密度和粘度，在切割过程中，切割线6和硅片之间持续的相对运动会产生大量的热，以及形成较多细小的碎屑，切削液可以带走切割过程中产生的热量和碎屑，起到很好的冷却润滑作用，保证切割质量，防止切割形成的硅片表面出现质量缺陷。优选的，可以在待液空间3的两侧都设置喷液管7，使其能够为切割装置注入足量的切削液，足量的切削液和方形硅棒1以及切割线6充分接触，能够更好的带走热量和碎屑，避免过高的环境温度灼伤硅片，或过多的碎屑磨损硅片表面，甚至造成切割装置的堵塞，起到更为有效的冷却润滑作用，提升切割质量。由于切削液中往往会含有较多的大颗粒杂质，在切割过程中也会对硅片表面造成磨损，影响切割质量，因此，在一些实施例中，可以在喷液管7中可以设置过滤装置，在将切削液喷射入待液空间3之前，提前过滤掉切削液中存在的大颗粒杂质，以提升切割质量。进一步地，在喷液管7的端部可以开设凹口，利于切削液的喷射，使喷液管7更为均匀的喷射切削液，避免切削液对喷液管7端部造成堵塞。

可选地，至少两个所述主辊5的轴线形成平面，所述喷液管7喷射切削液的方向与所述平面之间形成夹角a，其中，0°≤a＜90°。

具体而言，至少两个主辊5的轴线形成一个平面，喷液管7喷射切削液的方向与该平面之间形成夹角a，其中，0°≤a＜90°，以保证切削液顺利从喷液管7中喷出。优选地，当夹角a为0°时，喷射出的切削液可以以近似抛物线的弧度更为均匀的流入切割部位，对切割部位进行冷却润滑；当夹角a为30°时，切削液在喷液管7中流动速度较快，不容易造成喷液管7的堵塞，随之喷射出的切削液具有较大的流动速度。可以根据对方形硅棒1的切割速度合理设置夹角a的大小，以使喷射切削液的速度与切割速度相匹配，喷射的切削液份量更为合理。

可选地，所述方形硅棒1切割装置还包括晶拖8；所述晶拖8位于所述衬板2远离所述方形硅棒1的一侧。

具体而言，在对方形硅棒1进行切割的过程中，由于切割速度较快，切割力较大，难免会使方形硅棒1以及与其连接衬板2产生晃动，方形硅棒1的晃动会导致切割后的形成的硅片表面凹凸不平，不够光滑。因此，在衬板2的上方设置一个体积质量较大的晶拖8，压持在衬板2的上表面，可以在切割过程中稳定压持衬板2和方形硅棒1，避免衬板2和方形硅棒1在水平地面上或切割台上产生晃动或滑移，从而提升切割质量。

可选地，所述晶拖8与所述衬板2之间填充有第二胶体9。

具体而言，在晶拖8和衬板2接触的位置填充有第二胶体9，第二胶体9具备较好的黏粘性，能将晶拖8和衬板2稳定的粘黏在一起，避免二者之间出现错位、滑移等，从而使晶拖8在切割过程中能稳定的压持衬板2以及方形硅棒1，保证切割质量。需要说明的是，本实施例中的第二胶体9和前述的第一胶体4的种类不同，第二胶体9不会被切割线6切割，不需要具备较好的切削性能，只需具备较好的黏粘性即可，例如有色玻璃等，对于第二胶体9的具体种类，本实施例不作具体限制。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

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

Claims (10)

1.一种切割导流结构，用于对方形硅棒切割时导流，其特征在于，所述切割导流结构包括衬板和方形硅棒；

所述衬板与所述方形硅棒第一侧壁贴合连接，所述衬板与所述方形硅棒的第二侧壁以及第三侧壁之间形成用于容纳切削液的待液空间，其中，所述第二侧壁、所述第三侧壁相对设置在所述第一侧壁的两侧。

2.根据权利要求1所述的切割导流结构，其特征在于，沿垂直于所述第一侧壁的方向，所述衬板的投影大于等于所述方形硅棒的投影。

3.根据权利要求2所述的切割导流结构，其特征在于，沿平行于所述第一侧壁的方向，所述衬板两侧的边缘分别与同侧的所述方形硅棒的侧壁之间的差值为0mm～5mm。

4.根据权利要求1所述的切割导流结构，其特征在于，所述衬板与所述方形硅棒的第一侧壁之间填充有第一胶体。

5.根据权利要求1所述的切割导流结构，其特征在于，所述衬板为塑料板、玻璃板和硅板中的任意一种。

6.根据权利要求1所述的切割导流结构，其特征在于，所述方形硅棒的端面尺寸边长为166mm～300mm。

7.一种硅棒切割装置，其特征在于，所述硅棒切割装置包括主辊、喷液管以及权利要求1至6任一项所述的切割导流结构；

所述主辊沿所述方形硅棒的长度方向延伸，所述主辊至少为两个，分别设置于所述方形硅棒的两侧，所述主辊上绕设有用于对所述方形硅棒进行切割的切割线网；

所述喷液管设置于所述待液空间的至少一侧，用于向所述待液空间喷射切削液。

8.根据权利要求7所述的硅棒切割装置，其特征在于，至少两个所述主辊的轴线形成平面，所述喷液管喷射切削液的方向与所述平面之间形成夹角a，其中，0°≤a＜90°。

9.根据权利要求7所述的硅棒切割装置，其特征在于，所述硅棒切割装置还包括晶拖；

所述晶拖位于所述衬板远离所述方形硅棒的一侧。

10.根据权利要求9所述的硅棒切割装置，其特征在于，所述晶拖与所述衬板之间填充有第二胶体。

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