[實(shí)用新型]一種切割超薄多晶硅片的專用鋼線導(dǎo)輪

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320772087.5
• 申請(qǐng)日: 2013-11-28
• 公開（公告）號(hào): CN203665732U
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王德明;楊方;談軍;孟維明;王慶峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國電兆晶光電科技江蘇有限公司
• 主分類號(hào): B28D5/04
• 分類號(hào): B28D5/04;B28D7/00
• 代理公司: 常州市維益專利事務(wù)所 32211
• 代理人: 周祥生

技術(shù)領(lǐng)域：

本實(shí)用新型涉及多晶硅的切片技術(shù)，尤其涉及多晶硅太陽能電池片切割機(jī)上的鋼線導(dǎo)線輪。

背景技術(shù)：

硅是一種重要的電子、光學(xué)材料，在信息、通訊、航天、環(huán)境保護(hù)等廣闊的領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用，市場(chǎng)需求越來越大，但是太陽能電池價(jià)格的居高不下是影響太陽能電池推廣應(yīng)用的主要因素。太陽能硅片是太陽能電池片的基礎(chǔ)原料，太陽能硅棒的得片率偏低是導(dǎo)致硅片成本過高的主要原因，如何提高單晶硅棒或多晶子錠的得片率是人們最為關(guān)注的技術(shù)問題。目前硅片的加工方法普遍采用多線切割，多線切割是通過切片機(jī)上的高速移動(dòng)的切割鋼線攜帶切割砂漿中的碳化硅顆粒對(duì)晶棒進(jìn)行打磨切割，從而將晶棒加工成硅片。根據(jù)鋼線切割原理，鋼線直徑越大攜帶砂漿越多，參與切割的碳化硅顆粒就越多，切割效率越高，但鋼線直徑越大，切割阻力越大，切割縫隙越大，硅料的利用率越低，即硅棒的得片率越低，而硅片得片率高低直接影響了硅料的利用率和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。目前，太陽能多晶硅片的切割厚度為200±20微米。切片機(jī)所使用的導(dǎo)輪槽距為350-355微米，鋼線直徑為120±1微米，砂漿中碳化硅粒徑為9.8-10.3微米。申請(qǐng)人經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，找到了提高硅棒的得片率有效技術(shù)途徑：

第一、采用冷卻型導(dǎo)輪槽，縮小導(dǎo)輪槽的槽間距；

第二、采用異形切割鋼線，減小切割鋼線直徑；

第三、采用小顆徑多棱體碳化硅磨料的專用切割砂漿。

但是如果在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上簡(jiǎn)單地縮小導(dǎo)輪槽距、減小切割鋼線直徑，切割鋼線的抗拉強(qiáng)度不夠，切割鋼線與導(dǎo)輪之間由于存在高速磨擦，加上在切割鋼線與導(dǎo)輪接觸處，由于切割鋼線的下半部分沒有砂漿冷卻，易摩擦產(chǎn)生高溫，使鋼線出現(xiàn)上低下高的溫度差，從而更容易出現(xiàn)鋼線斷裂，同時(shí)，由于鋼線切割的阻力過大，當(dāng)硅片厚過小時(shí)會(huì)壓損硅片，硅片合格率下降。

實(shí)用新型內(nèi)容：

本實(shí)用新型的目的是提供一種切割超薄多晶硅片的專用鋼線導(dǎo)輪，它能改造切割鋼線與導(dǎo)輪槽接觸處的冷卻性能，使切割鋼線得到充分冷卻，有利切割鋼線直徑的縮小，它是降低太陽能硅片的厚度的關(guān)鍵技術(shù)之一，它能防止切割鋼線因磨擦升溫導(dǎo)致抗拉強(qiáng)度下降，而產(chǎn)生切割鋼線斷裂。

本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案如下：

一種切割超薄多晶硅片的專用鋼線導(dǎo)輪，包括輪體和導(dǎo)輪槽，導(dǎo)輪槽沿軸向均勻地開設(shè)在輪體上，其特征是：所述導(dǎo)輪槽的橫截面形狀為等腰梯形或正三角形，在導(dǎo)輪槽與切割鋼線相接觸的兩側(cè)面上沿周向設(shè)有溢漿槽。

進(jìn)一步，所述溢漿槽的橫截面形狀為等腰梯形

進(jìn)一步，所述溢漿槽的橫截面形狀為矩形

進(jìn)一步，所述溢漿槽的橫截面形狀為正三角形。

由于在導(dǎo)輪槽與切割鋼線相接觸的兩側(cè)面上沿周向設(shè)有溢漿槽，砂漿會(huì)沿著溢漿槽流到導(dǎo)輪槽的下部，與切割鋼線的下半部分充分接觸，這樣切割鋼線的下半部分也有砂漿冷卻，切割鋼線與導(dǎo)輪槽之間的摩擦產(chǎn)生的高溫被砂漿液即時(shí)帶走，因此不會(huì)影響切割鋼線抗拉強(qiáng)度，切割鋼線不容易斷裂。由于切割鋼線的直徑有下降的空間，因此，采用這種切割超薄多晶硅片的專用鋼線導(dǎo)輪，切割鋼線的直徑可由現(xiàn)有的120±1微米降至110～115微米，硅片的切割厚度由現(xiàn)有的200±20微米降至175～180微米，硅錠的出片率可提高6%以上，按照申請(qǐng)人現(xiàn)有的產(chǎn)量5百萬片/月，每張硅片價(jià)格6元計(jì)算，申請(qǐng)人每月僅出片率單項(xiàng)即可增加30萬片硅片，可多增加經(jīng)濟(jì)效益180萬，鋼線及砂漿用量的減少還可進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。

附圖說明：

圖1為異形切割鋼線的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中的A-A剖視圖；

圖3為導(dǎo)輪上導(dǎo)輪槽的一種結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖3的B向視圖；

圖5為異形切割鋼線與導(dǎo)輪槽結(jié)合的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中，1-輪體；2-導(dǎo)輪槽；3-溢漿槽；4-切割鋼線；41-非圓凹槽；

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合附圖說明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式：

實(shí)施例1：一種切割超薄多晶硅片的專用鋼線導(dǎo)輪，包括輪體1和導(dǎo)輪槽2，導(dǎo)輪槽2沿軸向均勻地開設(shè)在輪體1上，所述導(dǎo)輪槽2的橫截面形狀為等腰梯形，在導(dǎo)輪槽2與切割鋼線4相接觸的兩側(cè)面上沿周向設(shè)有溢漿槽3，所述溢漿槽3的橫截面形狀為等腰梯形。

實(shí)施例2：與實(shí)施例1不同之處在于，導(dǎo)輪槽2的橫截面形狀為等邊三角形。

在實(shí)施例1或?qū)嵤├?中，所述溢漿槽3的橫截面形狀還可以選用矩形或正三角形。

本實(shí)用新型用來切割超薄型多晶硅片的方法，如圖1～圖5所示，切割鋼線4采用直徑為110～115微米的異形切割鋼線，輪體1上的導(dǎo)輪槽2的槽間距為320～330微米、砂漿中碳化硅顆粒采用粒徑為8.2-8.6微米的多棱體，在所述異形切割鋼線4的外表面上設(shè)有非圓凹槽41，所述導(dǎo)輪槽2的橫截面形狀為等腰梯形，在導(dǎo)輪槽2與切割鋼線4接觸的兩側(cè)面上沿周向等間距地設(shè)有溢漿槽3，溢漿槽3的橫截面形狀為等腰梯形，所述非圓凹槽41橫截面形狀為三角形，所述非圓凹槽41等間距設(shè)置在鋼線4的外表面上，切割工藝參數(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相同。