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超薄太阳能级硅片切割技术研究

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超薄太阳能级硅片切割技术研究

发布日期:2018-05-18 作者:太仓倍加机械有限公司 点击:


太阳能是世界上最普遍、最安全便宜与清洁的能源,光伏发电是利用太阳能最重要的一种方式之一。

光伏产业链从上游到下游包括硅料、铸锭(拉棒)、切片、电池片、电池组件、应用系统等6个环节。太阳能级硅片切割是光伏电池制造工艺中的关键环节,将硅片厚度进一步降低,对降低光伏中游阶段的生产成本具有明显的经济效益。由于硅材料属于硬脆材料,在加工的过程中容易产生碎裂,如何在进一步降低硅片厚度的同时保证硅片的质量,是目前存在的一大难题。针对切割厚度为170~190μm的太阳能级硅片进行研究,是本文的主要内容与方向。本文主要研究了多线切割硅片过程中粘胶、切片、脱胶清洗、质量分选等环节的工艺参数的优化,辅助工序砂浆在线回收原理与工艺介绍、主辅料的技术指标与搭配实验,最后对多线切割过程中出现的重大异常进行原因分析与对策研究,具体内容如下:(1)研究了超薄太阳能级多晶硅片切割设备的组成与工作原理,系统性的分析了MB271设备的主要组成部分,设备构件的工作特征与工作条件,介绍了超薄太阳能级多晶硅片生产流程。通过流程说明:必须通过一套完整的工艺流程,来确保切割后硅片的表面质量,同时还要保证一定的生产效率,兼顾生产经济利益最大化。(2)研究了超薄太阳能级多晶硅片在多线切割过程中的机理,确保在切割的过程中实现塑性切削,减少硅片表面出现异常情况。通过对切割机理与模态分析的研究,确定了多线切割线主要的影响因素,为加工参数的确定提供理论依据。(3)针对超薄太阳能级硅片切割过程中的主要影响因素,进行了针对性的研究分析与实验,包括针对导轮的关键参数进行分析与实验研究、砂浆流量与温度指标对硅片质量的影响分析与实验、钢线相关因素影响与实验、砂浆在线回收关键指标进行分析研究。(4)为了更好的解决切割过程中的关键异常情况,本文还针对超薄太阳能级多晶硅片切割过程中的断线与线痕、TTV异常进行了研究分析。通过切割超薄太阳能级硅片的关键因素分析与实验,总结出影响硅片质量与合格率的关键因素(导轮、砂浆、碳化硅、钢线、工件速度),分析了此部分指标的影响因素,初步结论如下:(1)与现有硅片厚度相比,本文切割的硅片厚度由210μm降低到180μm左右,节省了15%左右的硅原料。(2)与现有技术相比,本文提出了影响太阳能级硅片切割的影响物理因素指标,如碳化硅的粒径、PEG的粘度、导轮的指标、钢线的走线速度规范化等。(3)通过本文的研究,能够降低硅片的厚度,同时将技术工艺条件规范化,减少生产中异常的发生。

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