太阳能电池及硅切片技术

合集下载

太阳能电池制作工艺与应用技术研发

太阳能电池制作工艺与应用技术研发

太阳能电池制作工艺与应用技术研发太阳能电池是目前应用最广泛的太阳能利用技术之一。

它利用太阳光能将光能转换成电能,具有环保、可再生、无噪音等优点,广泛应用于户外照明、太阳能电池板、太阳能水泵等领域。

本文将从太阳能电池的制作工艺和应用技术两方面进行探讨。

一、太阳能电池制作工艺1.硅片加工太阳能电池的主要材料是硅,而硅片是制作太阳能电池的核心零件。

硅片可以分为单晶硅片、多晶硅片和非晶硅片三种类型,其中单晶硅片质量最高、转换效率最高、成本最高。

硅片的加工主要包括材料的准备、晶体的生长、硅锭的制备等过程。

2.制备太阳能电池制备太阳能电池主要分为正型多晶硅电池和单晶硅电池两种类型。

正型多晶硅电池生产成本低,但转换效率低;而单晶硅电池转换效率高,但生产成本高。

电池的制备工艺主要包括电池切片、电池前加工、电池清洗、平坦化加工、电池接线等。

3.组装太阳能电池板组装太阳能电池板是指将多个太阳能电池组合在一起,组成太阳能电池板。

太阳能电池板作为应用于实际生产中的产品,必须具备可靠性高、效率高、寿命长等特点。

太阳能电池板的组装主要包括电池片焊接、覆盖物加工、电气连接等。

二、太阳能电池应用技术1.家庭应用太阳能电池可以应用于家庭中,例如作为家庭光伏发电系统的组成部分,可以将太阳光能转换成电能提供给家庭用电;也可以应用于太阳能热水器中,利用太阳能加热水。

2.工业应用太阳能电池也可以应用于工业中,例如可作为光伏电站的发电设备,可将太阳能转换成电能并输送至电网中;也可以应用于太阳能电池板,可用于建筑物中的照明、通风、空调等。

3.交通应用太阳能电池还可以应用于交通领域。

例如,太阳能电池板可以用于交通灯、路灯和安全标志灯等环保节能设备中。

此外,太阳能电池还可以用于太阳能汽车和太阳能飞机等交通工具中,充分利用太阳能源实现零排放。

四、结语作为一种可再生、无污染的新能源,太阳能电池在未来有着广阔的应用前景。

从太阳能电池制作工艺和应用技术两方面探讨,我们可以得出结论,制作太阳能电池需要高质量硅材料和优质的制造工艺,而太阳能电池应用技术需要全方位的研发和推广,以满足不同领域的需求。

太阳能电池片的生产工艺流程

太阳能电池片的生产工艺流程

太阳能电池片的生产工艺流程
以太阳能电池片是一种将太阳能转化为电能的设备,它是太阳能发电系统的核心部件。

太阳能电池片的生产工艺流程主要包括硅片生产、晶体生长、切片、清洗、扩散、腐蚀、金属化、测试等环节。

硅片生产是太阳能电池片生产的第一步,它是将硅矿石经过多道工序加工而成的。

硅片生产的主要工艺包括矿石选矿、冶炼、精炼、晶体生长等环节。

其中,晶体生长是硅片生产的核心环节,它是将高纯度硅熔体通过晶体生长炉中的晶体种子生长成大晶体的过程。

晶体生长完成后,需要将大晶体切割成薄片,这个过程称为切片。

切片的目的是将大晶体切割成薄片,以便后续的加工。

切片完成后,需要对硅片进行清洗,以去除表面的杂质和污染物。

清洗完成后,需要对硅片进行扩散。

扩散是将掺杂物(如磷、硼等)通过高温处理,将其扩散到硅片表面的过程。

扩散完成后,需要对硅片进行腐蚀,以去除扩散过程中产生的氧化物和杂质。

腐蚀完成后,需要对硅片进行金属化。

金属化是将金属电极(如铝、银等)通过高温处理,将其与硅片表面结合的过程。

金属化完成后,需要对太阳能电池片进行测试,以确保其性能符合要求。

太阳能电池片的生产工艺流程是一个复杂的过程,需要经过多道工序加工而成。

随着太阳能技术的不断发展,太阳能电池片的生产工
艺也在不断改进和完善,以提高太阳能电池片的转换效率和降低成本,为太阳能发电系统的普及和应用提供更好的支持。

太阳能电池单晶硅

太阳能电池单晶硅

太阳能电池单晶硅
太阳能电池单晶硅是目前最常见的太阳能电池类型之一。

它由单晶硅制成,具有较高的转换效率和较长的使用寿命,广泛应用于家庭光伏发电系统、商业光伏电站、太阳能灯、太阳能电池板等领域。

太阳能电池单晶硅的制作工艺比较复杂,需要经过多个步骤才能完成。

下面是太阳能电池单晶硅的制作过程:
1. 硅单晶体生长:将硅原料熔化,然后通过种晶的方式让硅原子在晶体种子上逐渐生长,最终形成硅单晶体。

2. 切割硅片:将硅单晶体切割成厚度为0.3-0.4mm的硅片,通常采用金刚石线锯进行切割。

3. 清洗硅片:用酸洗液对硅片进行清洗,去除表面的氧化物和杂质。

4. 晶体硅片制备:将硅片放入炉中,在高温下进行扩散、氧化等处理,形成PN结。

5. 制作电极:在硅片表面涂上铝等金属,形成正负极。

6. 焊接:将多个硅片按照一定方式组合起来,形成太阳能电池板。

太阳能电池单晶硅的转换效率在20%左右,比其他太阳能电池类型高。

但由于制作过程复杂,成本较高,因此在大规模应用中仍存在一定的限制。

晶体硅太阳电池制造技术

晶体硅太阳电池制造技术

晶体硅太阳电池制造技术
晶体硅太阳能电池是目前应用最广泛的太阳能电池之一,其制造技术主要包括以下几个步骤:
1. 制备硅单晶材料:通过在高温环境下,将硅原料(通常为冶炼硅或多晶硅)融化并凝固形成硅单晶,然后切割成薄片。

2. 清洁处理:将硅单晶薄片进行严格的清洁处理,去除表面的杂质和有害物质。

3. 电池片制造:将清洁处理后的硅单晶薄片进行P型和N型掺杂,形成PN结构。

这一步骤一般采用扩散法、离子注入法或液相浸渍法。

4. 捕获和反射层涂覆:在电池片的前表面涂覆反射层,以提高光的利用率。

同时,在电池片的背面涂覆捕获层,以提高光的吸收。

5. 金属化和焊接:将电池片表面涂覆导电金属(通常为铝)和更薄的阳极面涂覆导电金属(通常为银),然后使用焊接技术将电池片连接成电池组。

6. 封装和测试:将电池组封装在透明的玻璃或塑料基板中,以保护电池组不受外界环境的影响,并进行电气性能测试和质量控制。

这些步骤是晶体硅太阳能电池制造的基本流程,具体制造技术还有其他细节和改进方法,以提高电池的效率和稳定性。

硅片切割工艺及设备

硅片切割工艺及设备

硅片切割工艺及设备
硅片切割是太阳能电池制造过程中的一个关键步骤,它将硅锭切割成薄片,用于制造太阳能电池。

以下是硅片切割的工艺及设备的一些基本信息:
1. 工艺流程:
- 硅锭准备:首先,将硅锭固定在切割设备上,并确保硅锭表面干净平整。

- 切割:使用金刚石线或砂轮进行切割。

金刚石线通过高速运动将硅锭切割成硅片,砂轮则通过旋转和进给来切割硅锭。

- 去毛刺:切割后,硅片的边缘可能会有毛刺,需要使用化学或机械方法去除。

- 清洗:对硅片进行清洗,以去除表面的污垢和杂质。

- 检测:对硅片进行外观和尺寸检测,确保符合质量标准。

2. 设备:
- 切片机:用于将硅锭切割成硅片的设备。

切片机通常使用金刚石线或砂轮作为切割工具。

- 线锯:一种使用金刚石线进行切割的设备。

它通过高速运动的金刚石线将硅锭切割成硅片。

- 砂轮切割机:使用砂轮进行切割的设备。

它通过旋转的砂轮和进给系统将硅锭切割成硅片。

- 清洗设备:用于清洗硅片的设备,通常使用化学清洗或超声波清洗技术。

- 检测设备:用于检测硅片的外观和尺寸的设备,如显微镜、卡尺等。

硅片切割的工艺和设备不断在发展和改进,以提高切割效率、降低成本和提高硅片质量。

随着技术的进步,新的工艺和设备可能会不断涌现。

单晶硅太阳能电池片生产工艺

单晶硅太阳能电池片生产工艺

单晶硅太阳能电池片生产工艺1.原料准备:首先准备硅原料,通常使用高纯度硅来制备单晶硅太阳能电池片。

高纯度硅通过多次冶炼和纯化过程,最终得到电解多晶硅。

这个多晶硅会通过单晶硅电炉再次熔炼,形成大型的单晶硅锭。

2.切割硅锭:单晶硅锭被切割成薄片。

通常采用线状金刚石磨料来切割锭,将锭切割成几毫米的薄片。

这些薄片被称为硅片。

3.荒杪抛光:硅片表面通常会有一些不规则的凸起和凹陷,这会降低电池片的光吸收效率。

为了提高光吸收效率,需要对硅片进行荒杪抛光处理。

这个过程会去除硅片表面的不规则部分,使其更加平整。

4.清洁处理:在单晶硅太阳能电池片的生产过程中,清洁处理至关重要。

因为一旦硅片表面有污染物,会影响电池片的性能。

常见的清洁方法是在氢氧化钠溶液中浸泡硅片,并用超声波清洗。

5.染色处理:为了提高单晶硅太阳能电池片的光吸收效率,通常会对硅片进行染色处理。

染色处理会增加硅片的表面粗糙度,并提高其光吸收能力。

6.扩散处理:在单晶硅太阳能电池片中,扩散处理是关键的工艺步骤之一、扩散处理会将硅片的表面剖分成P型和N型半导体区域。

这个过程中,通常使用磷或硼进行掺杂,形成P-N结构,从而使电池片能够产生电信号。

7.光刻:光刻是电池片加工过程中的重要步骤之一、通过使用光刻胶和掩膜,将具有特定图案的光照射到电池片上,使其形成P-N结构。

光刻完成后,利用腐蚀液进行刻蚀,移除没有被光刻液保护的区域。

8.金属喷涂:在单晶硅太阳能电池片的生产过程中,还需要喷涂适当的金属,比如银或铝。

这些金属将成为电池片的电极,用于收集电荷。

9.测量和分选:最后,需要对单晶硅太阳能电池片进行测量和分选。

只有符合规格的电池片才能用于太阳能电池板的生产。

在这个过程中,电池片的电性能将被测量,如开路电压、短路电流和填充因子等。

以上是单晶硅太阳能电池片的生产工艺。

通过这个工艺流程,可以制备出高效、可靠的单晶硅太阳能电池片,用于太阳能发电系统中。

光伏电池生产工艺

光伏电池生产工艺

光伏电池生产工艺光伏电池生产工艺是指将太阳能光转化为电能的工艺流程。

下面是光伏电池生产工艺的主要步骤。

第一步:硅片生产光伏电池的主要材料是硅片。

硅片的生产是整个工艺的第一步。

生产硅片的方法有两种,一种是单晶硅制备,另一种是多晶硅制备。

在单晶硅制备过程中,通过将硅锭浸入液态硅中,然后慢慢提升锭温,使得液态硅沉积成固态晶体。

在多晶硅制备过程中,通过将硅料融化,然后将融化的硅料倒入硅坩埚中凝固。

第二步:硅片切割硅片切割是将生产好的硅块切割成薄片的过程。

硅片切割可以采用线切割法和切割盘法。

线切割法是利用硅片表面的硅酸盐和切割线之间的摩擦力将硅片切割成薄片。

切割盘法是将硅块放在切割盘上,通过旋转切割盘和用于切割的细沙将硅块切割成薄片。

第三步:接触制备接触制备是将硅片上的背面金属化和正面金属化,以便一侧吸收阳光,另一侧将光能转化成电能。

背面金属化可以通过在硅片背面涂覆铝膜,然后在铝膜上涂覆金属,如银、铜等,形成导电层。

正面金属化可以通过在硅片正面涂覆导电膜,并使用光刻和蚀刻技术,将导电膜刻割成所需的形状。

第四步:封装封装是将接触制备好的硅片与其他组件组合在一起,形成完整的光伏电池。

封装的目的是保护光伏电池和提高光电转换效率。

封装过程包括将硅片与玻璃基板和背板粘合在一起,然后使用胶水或其他材料将其固定。

封装过程中还会在玻璃上涂覆一层防反射膜,以提高光吸收效率。

第五步:测试和包装测试和包装是光伏电池生产工艺的最后一步。

在测试过程中,对生产好的光伏电池进行测试,检查其是否符合规定的性能指标。

然后,将测试合格的光伏电池进行包装,以备发货和销售。

总结:光伏电池生产工艺是一个复杂的过程,包括硅片生产、硅片切割、接触制备、封装、测试和包装等多个步骤。

每个步骤都需要严格的控制和操作,以确保光伏电池的质量和性能。

随着科技的进步,光伏电池生产工艺将会不断改进,提高光电转换效率和光伏电池的寿命。

单晶硅电池生产工艺

单晶硅电池生产工艺

单晶硅电池生产工艺单晶硅电池是一种常见的太阳能电池,它由纯度很高的单晶硅制成。

单晶硅电池的生产工艺可以分为以下几个主要步骤:1. 制备硅单晶体:首先需要制备高纯度的硅单晶体。

通常采用Czochralski法来制备纯度达到99.9999%以上的硅单晶体。

该方法是将高纯度的硅原料加热到液态,并通过旋转和拉升的过程,使硅单晶体逐渐形成。

形成的硅单晶体被称为硅锭。

2. 切割硅锭:硅锭经过一段时间的冷却和稳定后,可以进行切割。

切割硅锭的方法通常使用的是磨锯法,将硅锭切割成很薄的硅片,即硅片。

3. 清洗硅片:硅片切割完毕后,通常会在清洗液中进行清洗,去除表面的杂质和污渍。

清洗液一般使用酸性溶液,例如盐酸或硝酸等。

4. 表面处理:清洗过后的硅片进行表面处理,以去除可能对电池效率有影响的氧化层。

常用的表面处理方法有酸洗、碱洗和氢氟酸腐蚀等。

5. 去除硅片边角:硅片的边角较为尖锐,不利于后续的加工和组装。

因此需要通过切割或高温烧结的方法去除硅片的边角,使其变得光滑。

6. 电池片制备:经过上述步骤的硅片可以进行电池片的制备。

在电池片制备的过程中,需要在硅片上涂覆抗反射膜,以提高光吸收效率。

然后将导电网格层和金属背电极层刻蚀在硅片的正面和背面,以便收集和传导电流。

7. 检测和测试:制备完成的单晶硅电池需要进行各种测试和检测,以确保其质量和性能达到要求。

常用的测试参数包括开路电压、短路电流、填充因子和转换效率等。

8. 封装和组装:最后一步是将单晶硅电池进行封装和组装,以便将其用于太阳能电池板或其他应用中。

封装和组装的过程包括将电池片与透明材料和支撑材料粘合在一起,以保护电池片,并确保其正常工作。

以上是单晶硅电池的主要生产工艺。

随着技术的不断发展和改进,制备单晶硅电池的工艺也在不断优化,以提高电池的效率和质量。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

太阳能电池简介太阳能电池根据所用材料的不同,太阳能电池可分为:硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池、纳米晶太阳能电池、有机太阳能电池,其中硅太阳能电池是目前发展最成熟的,在应用中居主导地位。

(1)硅太阳能电池硅太阳能电池分为单晶硅太阳能电池、多晶硅薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池三种。

单晶硅太阳能电池转化效率最高,技术也最为成熟,理想转化效率略大于30%,在实验室最高的转化效率为23%,最近实验室转化效率可以达到24.7%,常规地面用商业用直拉单晶硅太阳能电池转化效率可达到18%,期望不久可以达到20%以上。

在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位,但由于单晶硅成本价格高,弱光特性较差,生产工艺复杂,大幅度降低其成本很困难,为了降低成本,发展多晶硅薄膜和非晶硅薄膜做为单晶硅太阳能电池的替代产品。

多晶硅薄膜太阳能电池与单晶硅比较,成本低廉,而效率高于非晶硅薄膜电池,其实验室最高转换效率为18%,工业规模生产的转换效率为16%。

因此,多晶硅薄膜电池不久将会在太阳能电地市场上占据主导地位。

非晶硅薄膜太阳能电池成本低重量轻,转换效率较高,便于大规模生产,有极大的潜力。

但受制于其材料引发的光电效率衰退效应,稳定性不高,直接影响了它的实际应用。

(2)多元化合物薄膜太阳能电池多元化合物薄膜太阳能电池材料为无机盐,其主要包括砷化镓III-V族化合物、硫化镉、硫化镉及铜锢硒薄膜电池等。

硫化镉、碲化镉多晶薄膜电池的效率较非晶硅薄膜太阳能电池效率高,成本较单晶硅电池低,并且也易于大规模生产,但由于镉有剧毒,会对环境造成严重的污染,因此,并不是晶体硅太阳能电池最理想的替代产品。

砷化镓(GaAs)III-V化合物电池的转换效率可达28%,GaAs化合物材料具有十分理想的光学带隙以及较高的吸收效率,抗辐照能力强,对热不敏感,适合于制造高效单结电池。

但是GaAs材料的价格不菲,因而在很大程度上限制了用GaAs 电池的普及。

铜铟硒薄膜电池(简称CIS)适合光电转换,不存在光致衰退问题,转换效率和多晶硅一样。

具有价格低廉、性能良好和工艺简单等优点,将成为今后发展太阳能电池的一个重要方向。

唯一的问题是材料的来源,由于铟和硒都是比较稀有的元素,因此,这类电池的发展又必然受到限制。

(3)聚合物多层修饰电极型太阳能电池以有机聚合物代替无机材料是刚刚开始的一个太阳能电池制造的研究方向。

由于有机材料柔性好,制作容易,材料来源广泛,成本底等优势,从而对大规模利用太阳能,提供廉价电能具有重要意义。

但以有机材料制备太阳能电池的研究仅仅刚开始,不论是使用寿命,还是电池效率都不能和无机材料特别是硅电池相比。

能否发展成为具有实用意义的产品,还有待于进一步研究探索。

(4)纳米晶太阳能电池纳米TiO2晶体化学能太阳能电池是新近发展的,优点在于它廉价的成本和简单的工艺及稳定的性能。

其光电效率稳定在10%以上,制作成本仅为硅太阳电池的1/5~1/10.寿命能达到20年以上。

此类电池的研究和开发刚刚起步,不久的将来会逐步走上市场。

(5)有机太阳能电池有机太阳能电池,就是由有机材料构成核心部分的太阳能电池。

大家对有机太阳能电池不熟悉,这是情理中的事。

如今量产的太阳能电池里,95%以上是硅基的,而剩下的不到5%也是由其它无机材料制成的。

多晶硅太阳电池的出现主要是为了降低成本,其优点是能直接制备出适于规模化生产的大尺寸方型硅锭,设备比较简单,制造过程简单、省电、节约硅材料,对材质要求也较低。

晶界及杂质影响可通过电他工艺改善。

晶体硅太阳能电池所用硅材料主要是铸造多晶硅片与单晶硅片,但原料都来自于多晶硅材料。

由于目前各个国家都在大力发展新能源和光伏产业,预计来5—10年内光伏产业的发展将呈现爆发式增长。

目前晶体硅材料(包括多晶硅和单晶硅)是最主要的光伏材料,并且随着多晶硅价格的回落,晶体硅发电在光伏发电中占有率保持在75%以上,而且在今后相当长的一段时期也依然是太阳能电池的主流材料。

预计在2015年太阳能多晶硅需求将接近3O万吨,而到2020年需求将突破5O万吨。

同期半导体多晶硅需求的增加也将保持5%一6%的增长。

预测,2015年全球多晶硅的需求量达到31.6万吨, 2020年多晶硅的需求量将达到53.8万吨。

硅片切割技术作为一种取之不尽的清洁能源,太阳能的开发利用正引起人类从未有过的极大关注。

商业化太阳能电池采用的是无毒性的晶硅,单晶和多晶硅电池的特点是光电转换效率高、寿命长且稳定性好。

硅片是晶体硅光伏电池加工成本中最昂贵的部分, 随着半导体制造技术的不断成熟完善,硅片制造成本不断降低。

硅片切割是太阳能光伏电池制造工艺中的关键部分, 太阳能电池所用硅片的切割成本一直居高不下,要占到太阳能电池总制造成本的30%以上。

所以降低这部分的制造成本对于提高太阳能对传统能源的竞争力至关重要。

目前硅片的切割方法都是围绕如何减小切缝损失、降低切割厚度、增大切片尺寸及提高切割效率方面进行的。

为了进一步提高硅片的实际利用率, 将硅片表面进行绒面化处理, 产生一些绒面高度深, 表面均匀的倒金字塔结构, 增加入射光的反射次数, 减少光的反射损失, 从而提高光的实际利用率。

太阳能硅片切割方法主要有: 外圆切割、内圆切割和磨料线切割和电火花切割(WEDM )等。

80年代中期之前的硅片切割都是由外圆切割机床或者内圆切割机床完成的, 这两种切割方法在那时的研究已经达到了鼎盛时期, 相当多功能的全自动切片机相继商品化, 生产主要分布在瑞士、德国、日本、美国等地方。

90年中后期以来, 多线切割技术逐渐走向成熟,其切缝损失小、切割直径大、成片效率高、适合大批量硅片加工, 在国内外太阳能电池的硅片切割上, 得到广泛的应用。

WEDM 经过近半个世纪的发展, 技术已经十分成熟, 达到了相当高的工艺水平, 是一种非接触、宏观加工力很小的加工方式, 理论上采用WEDM 切割, 硅片的厚度可以达到很薄。

2.1外圆切割外圆切割机主要有卧式和立式两种, 由主轴系统、冷却循环系统、工业机控制系统、电磁旋转工作台等组成, 其中主轴系统是它的核心系统, 刀片安装在主轴上面, 一般是在钢质圆片基体外圆部分电镀一层金刚石磨粒, 可以单刀切割或者多刀切割。

切割时由于刀片太薄容易产生变形和侧向摆动, 导致硅片的切缝较大(1 mm左右) , 晶面不平整, 且切割硅片的直径也不能太大(100 mm以内) 。

2.2内圆切割内圆切割机与外圆切割机相类似, 内圆切割时, 圆盘型刀片外圆张紧, 利用内圆刃口边切割硅锭。

但它的刀片是在基体的内圆部分电镀一层金刚石磨粒, 外圆部分有多个小孔, 安装固定在刀盘上面, 通过刀盘上的专用机构张紧, 刃部钢性得到增强, 切割阻力及外力引起的对刃口的振动减小。

其刀片稳定性好、晶向可以调节、机床技术成熟、切割的硅片表面粗糙度小、切缝可以缩小到300 μm左右,切割硅料直径主要为Φ150 mm-200 mm,最大达到了Φ300 mm。

但由于刀片高速旋转会产生轴向振动,刀片与硅片的摩擦力增加,切割时会产生较大的残留切痕和微裂纹,损伤层深度可达20 μm-30 μm,切割结束时易出现硅片崩片甚至飞边的现象。

2.3多线切割多线切割也称为线锯,通常是利用一根表面镀铜的不锈钢丝(直径80 μm-200 μm,长600 km-800 km)来回绕过导轮(有两轴、三轴或四轴几种),保持20 N-30 N的张紧力,形成一排成百的锯带, 在导轮带动下以5 m/s-15 m/s的速度高速运转。

将含有粒度约10 μm—25 μm的SiC或者金刚石磨料的粘性浆料带入硅棒切割区域,磨料滚压嵌入硅晶体形成三体磨料磨损从而产生切割作用。

它加工出硅片弯曲度(BOW)、翘曲度(WARP)、总厚度公差(TTV)、切缝损失都很小,而且平行度(TAPER)好、表面损伤层浅。

其研究主要集中在切割机理、振动切割、切割方向、线张力,温度控制等方面,并已取得很好的成果,已成为直径大于200 mm硅片切割的主流技术,切缝损失在150 μm-210 μm,硅片厚度可以达到100 μm-200 μm,损伤层深度15 μm—25 μm,但在表面会留下明显的线痕,同时金刚砂切磨硅材料时产生的切削力会对脆性硅材料表面产生冲击,同样使得大尺寸超薄硅片切割非常困难。

2.4电火花线切割WEDM 加工原理是利用工件和电极丝之间的脉冲性电火花放电,产生瞬间高温使工件材料局部熔化或气化,从而达到加工目的太阳能级硅晶体由于其掺杂浓度比较高,电阻率在0.1Ω·cm-10Ω·cm 范围内,利用WEDM 切割是比较适合的。

比利时鲁文大学采用低速走丝电火花线切割(WEDM-LS)技术进行了硅片切割研究,日本岡山大学采用WEDM进行了单晶硅棒切割加工研究,并研制了电火花线切割原理样机。

目前试验条件下电火花线切割硅片的厚度可以控制在120μm以内,这是传统加工方法根本无法达到的切割厚度,弯曲程度与多线切割结果相近;切割的钼丝直径为Φ250 μm,切缝造成的硅材料损失大约为280 μm, 与多线切割法得到的数值相当。

2.5几种切割方式的比较内圆切割相对于外圆切割由于其刀片韧性较大,可以用来切割较大直径的硅片;与多线切割比较优点是不需要供给砂浆、废弃物处理小、切片成本是它的1/3-1/4、每片可以进行晶向调整和厚度调整、小批量多规格加工,缺点是表面损伤较大、切缝损失大、生产效率低,是中小尺寸硅片小批量生产的主要方法。

从目前WEDM的切割试验来看,所获得的硅片总厚度变化和弯曲程度与多线切割结果几乎一样,而且其成本比多线切割低许多,将成为一种非常有竞争力的加工手段。

下表是这几种切割方法的比较。

几种切割方式的比较外圆切割内圆切割多线切割电火花线切割切割原理刀片外圆沉积金刚石刀片内周沉积金刚石磨料研磨火花放电表面织构剥落、破碎剥落、破碎切痕放电凹坑损伤层厚度(μm)- 35-40 25-35 15-25 切割效率(cm2/h)- 20-40 110-220 45-65硅片最小厚度- 300 200 250适合硅片尺寸(mm)100以下150-200 300 200 硅片翘曲严重严重轻微轻微切割损耗(μm)1000 300-500 1500-210 280-2902.6游离磨料多线切割技术游离磨料多线切割技术始于上世纪九十年代初期,与传统的金刚石内圆切割技术相比,具有切割效率高、切口材料损耗小、表面损伤程度浅、切割噪声小等优点,能满足晶圆大直径化发展的加工需求。

适用于晶硅电池片切割的刃料,与普通的磨料有很多的不同,质量有了更高的要求。

1.是对切割用微粉的粒度,要求分布非常集中;2.线切割微粉的锋线度;3.线切割微粉的化学成份;4. 线切割微粉的堆积密度;5.线切割的表面清洁度等一系列指标都有严格的要求。

相关文档
最新文档