[發明專利]超薄太陽能級硅片及其切割工藝

有效

• 申請號: 200810019894.3
• 申請日: 2008-03-21
• 公開（公告）號: CN101241939A
• 公開（公告）日: 2008-08-13
• 發明（設計）人: 吳偉成;毛和璜;李云霞
• 申請（專利權）人: 常州有則科技有限公司
• 主分類號: H01L31/0352
• 分類號: H01L31/0352;H01L31/18;B28D5/00
• 代理公司: 常州市科誼專利代理事務所
• 代理人: 孫彬

技術領域

本發明涉及一種超薄太陽能級硅片及其切割工藝，屬于太陽能電池領域。

背景技術

目前太陽能級電池硅片是將單晶圓形硅棒切割而成。國內硅晶材料稀缺，價格昂貴，隨著可再生能源的廣泛應用，太陽能級硅片的市場需求量越來越大。傳統的即目前國際上普遍使用的太陽能硅片為四角為圓角的方形薄片，厚度在200μm以上，這種太陽能級硅片的加工程序為：先將圓形硅棒開方切割成截面為方形、四角留有坯棒圓棱的柱體，而后再用砂輪將坯棒圓棱滾磨到標準圓角尺寸，磨削量約為2mm-4mm。這種截面狀的太陽能級硅片存在以下缺點：一是滾磨加工下來的廢屑為粉末狀，飄揚在空氣中污染環境，且不能回收再利用；二是滾磨加工容易損傷柱體圓棱，發生崩邊和爆裂等質量問題，從而降低了成品的合格率。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種加工簡便，產品合格率高，制造成本低的超薄太陽能級硅片。

實現上述目的的技術方案是：提供一種超薄太陽能級硅片，其本體為由上、下兩平行平面組成的方形薄片，方形薄片四角為四個相同的45°倒角。本體上、下兩平面的距離在165μm-195μm范圍內，翹曲度小于75μm，表面光潔、平整、無瑕疵。

本發明還提供了一種超薄太陽能級硅片的切割工藝，其切割工序由單晶圓形硅棒開方和單晶方形硅棒切片二道工序組成，圓形硅棒開方切割工藝是將檢驗合格的圓形硅棒粘接在晶棒托上，而后安裝到硅晶棒開方機的工作臺上，通過兩次開方和兩次倒角，切割出四角為四個相同的45°倒角方形硅棒，開方和倒角時鋼線速度為9-12米/秒，工件速度600-800微米/分鐘；方形硅棒切片切割工藝是將開方后四角為四個相同的45°倒角的方形硅棒經超聲清洗和高純氮氣吹干后，粘貼在玻璃板上，用2-2.5kg重的鐵塊壓緊2-3個小時后，取下鐵塊，靜止放置8-10小時，而后安裝到多線切割機上進行切片。切片切片使用φ110-130μm鋼線，切片時鋼線走線速度550-650米/分鐘，工件進給速度220-350μm/min，多線切割機導輪槽距320-345μm；切割時必需使用由懸浮液和金鋼砂攪拌均勻的砂漿。

上述砂漿的砂漿密度為1.60-1.68克/立方厘米，砂漿流量為60-110L/min，砂漿溫度在20-30℃范圍內。

采用上述技術方案后，改變傳統用砂輪滾磨四角為圓角的工序為采用硅晶棒開方機將硅晶圓棒直接切割成截面為方形、四角為相同45°倒角的八角方型柱體，并采用優化切割工藝在多線切割機上切割成超薄太陽能級硅片，其優點為：(1)超薄太陽能級硅片完全由精密機床切割而成，加工工藝先進而簡單，質量優、精度高，切削余料可回收再利用，降低了產品的制造成本。(2)超薄太陽能級硅片在制造過程中，圓形硅棒開方是在硅晶棒開方機的工作臺上，通過兩次開方和兩次倒角完成，免除了砂輪滾磨半成品硅晶棒柱體圓棱的加工工序，不再發生棱角崩邊和爆裂現象，提高了生產效率和成品的合格率。(3)由于采用優化的超薄太陽能級硅片切割工藝，使硅片的厚度從200μm降至180μm，并保證其本體的翹曲度小于75μm，每公斤硅晶圓棒的硅片產出量增加，經濟效益有了較大提高。

附圖說明

圖1為本發明的立體示意圖；

圖2為本發明主視示意圖；

圖3為圖2的俯視圖；

圖4為本發明切割工藝示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細的說明。

(實施例1)

見圖1、圖2和圖3所示為超薄太陽能級硅片立體示意圖、主視圖和俯視圖。本實施例為規格125mm×125mm的超薄太陽能級硅片，由上、下兩平行平面2、3組成，其四角4為四個相同的45°倒角。上、下兩平面2、3的距離在165μm-195μm范圍內，翹曲度小于75μm，表面光潔、平整、無瑕疵。

見圖4所示為超薄太陽能級硅片切割工藝示意圖。

本實施例的加工方法是采用硅晶棒開方機將A＝Φ156mm硅單晶圓棒兩次開方和兩次倒角，將其切割成截面為C＝125mm方形、四角為四個相同的45°倒角、對邊距離為B＝147.02mm的八角方形柱體。開方和倒角的切割工藝參數為鋼線進線速度11米/秒，工件速度700微米/分鐘。

將開方后的方形硅棒經超聲清洗和高純氮氣吹干后，粘貼在玻璃板上，用2kg重的鐵塊壓緊2小時后，取下鐵塊，靜止放置8小時，而后安裝到多線切割機上進行切片。切片使用φ120μm鋼線，鋼線走線速度280米/分鐘，工件進給速度為300μm/min，切割成厚度為180μm±15μm，翹曲度小于75μm的超薄太陽能級硅片。