[發(fā)明專利]一種金剛線切割多晶硅片用的冷卻液

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410477899.6
• 申請日: 2014-09-18
• 公開（公告）號: CN104342273A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 付紅平;章金兵;胡動力
• 申請（專利權(quán)）人: 江西賽維LDK太陽能高科技有限公司
• 主分類號: C10M173/02
• 分類號: C10M173/02
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光伏硅片生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種金剛線切割多晶硅片用的冷卻液。

背景技術(shù)

目前光伏行業(yè)所用晶體硅片的切割主要為采用切割刃料進(jìn)行多線切割的方法，即通過一根高速運(yùn)動的鋼線帶動附著在上面的切割刃料對待切割的硅錠或硅塊進(jìn)行摩擦，從而達(dá)到切割效果。在整個過程中，切割鋼線通過導(dǎo)線輪的引導(dǎo)，在主線輥(導(dǎo)輪)上形成一張切割鋼線網(wǎng)，而待加工的硅錠或硅塊通過切割工作臺從上至下的運(yùn)動實現(xiàn)硅錠或硅塊的進(jìn)給。在切割過程中，高速運(yùn)動的鋼線并不進(jìn)行切割，其主要是利用附著在切割鋼線上的切割刃料以持續(xù)平穩(wěn)的切割力場作用于待切割的硅錠或硅塊的表面，硅錠或硅塊則以一定的速度從上至下運(yùn)動對切割鋼線產(chǎn)生持續(xù)性的壓力，在壓力的作用下切割刃料被壓入硅錠或硅塊的表面，使其產(chǎn)生塑性變形后進(jìn)行犁鏵切割。由于切割鋼線在切割硅錠或硅塊的過程中，會因為兩者發(fā)生摩擦而產(chǎn)生熱量，在硅錠或硅塊和切割鋼線間的接觸面會產(chǎn)生高溫，切割液(切割刃料均勻分散在切割液中)又對硅錠或硅塊及切割鋼線起冷卻作用。但該切割技術(shù)存在切割工藝效率較低、切割加工成本高、切割后廢棄的切割液的排放污染大等問題。與之相比，金剛線切割硅片技術(shù)主要是利用表面帶有金剛石的鋼線(以下稱金剛線)通過高速運(yùn)轉(zhuǎn)不斷對硅錠或硅塊進(jìn)行磨削，并通過冷卻液進(jìn)行冷卻將切割過程中熱量帶走而實現(xiàn)的。與現(xiàn)有的采用切割刃料進(jìn)行多線切割方法相比較，其具有切割效率高、生產(chǎn)成本低的特點，且大大減少了對切割刃料的需求，從而減少了后期處理廢切割液的環(huán)保投入。

金剛線切割硅片技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于單晶硅片加工過程中，并逐步應(yīng)用于多晶硅片的加工。在現(xiàn)有的金剛線切割多晶硅片技術(shù)中，金剛線在高速運(yùn)動過程中對硅錠或硅塊進(jìn)行磨削，同時使用冷卻液進(jìn)行冷卻，并將切割過程中產(chǎn)生的硅粉鋸屑帶走，完成硅片的切割。金剛線切割產(chǎn)生的多晶硅片具有表面損傷少、僅在表面產(chǎn)生撕裂型線痕的特點，其在一定程度上提高了多晶硅片的機(jī)械強(qiáng)度，但是正因為該多晶硅片表面損傷少，采用現(xiàn)有的電池制絨工藝無法實現(xiàn)對該類型多晶硅片進(jìn)行制絨而獲得理想的絨面，從而對電池轉(zhuǎn)換效率帶來壞的影響，這也是金剛線切割多晶硅片目前無法大規(guī)模應(yīng)用的瓶頸之一。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種金剛線切割多晶硅片用的冷卻液，所述冷卻液包括水和冷卻助劑，所述冷卻液包括硬度大于硅的磨料。在金剛線不斷對多晶硅片進(jìn)行磨削切割時，冷卻液中的磨料通過高速運(yùn)動的金剛線帶動對多晶硅片表面進(jìn)行磨削，從而在多晶硅片表面形成類似采用切割刃料進(jìn)行多線切割在硅片表面形成的表面損傷層，有利于多晶硅片的后續(xù)制絨，從而采用現(xiàn)有的電池常規(guī)制絨工藝實現(xiàn)對金剛線切割多晶硅片的制絨。

本發(fā)明提供了一種金剛線切割多晶硅片用的冷卻液，所述冷卻液包括水和冷卻助劑，所述冷卻液還包括硬度大于硅的磨料。

本發(fā)明中所采用的冷卻助劑為現(xiàn)有技術(shù)中常用來制備金剛線切割多晶硅片用的冷卻液的試劑。冷卻助劑通過添加一定量的水(去離子水或蒸餾水等)，即可配制得到金剛線切割多晶硅片用的冷卻液。

現(xiàn)有技術(shù)中的冷卻液主要包括以下四種：1、聚乙二醇體系的冷卻液，即以聚乙二醇冷卻助劑為主，加入一定比例的防銹劑、乳化劑和消泡劑等其他冷卻助劑，再通過添加一定量的水(去離子水或蒸餾水等)配制而成的冷卻液。2、小分子醇、醚、酚類混合冷卻液，即以丙二醇冷卻助劑為主體，加入其他醚類和酚類等其他冷卻助劑，再通過添加一定量的水(去離子水或蒸餾水等)配制而成的冷卻液。3、通過在穩(wěn)定劑、水溶性潤滑劑、極壓劑、防銹劑、防腐劑、潤濕劑和消泡劑等冷卻助劑中添加一定量的水(去離子水或蒸餾水等)配制而成的一種環(huán)保型冷卻液。4、通過在潤滑劑、乳化劑、防銹劑、分散劑和防腐劑等冷卻助劑中添加一定量的水(去離子水或蒸餾水等)配置而成的一種冷卻液。5、水基冷卻液，即以水為主體，再通過加入分散劑、粘度調(diào)節(jié)劑、金屬螯合劑、消泡劑和殺菌劑等冷卻助劑配制而成的冷卻液。此處所用的各種冷卻助劑為本領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)中常使用的試劑，可通過現(xiàn)有技術(shù)制備，也可在市場購買得到。

優(yōu)選地，所述磨料為碳化硅固體顆粒、剛玉固體顆粒和金剛石固體顆粒中的至少一種。

優(yōu)選地，所述磨料的質(zhì)量占所述水和所述冷卻助劑的總質(zhì)量的5％～50％。

優(yōu)選地，所述磨料的質(zhì)量占所述水和所述冷卻助劑的總質(zhì)量的10％～40％。

優(yōu)選地，所述磨料的質(zhì)量占所述水和所述冷卻助劑的總質(zhì)量的20％。

優(yōu)選地，所述磨料的D50為0.1um～50um。

優(yōu)選地，所述磨料的D50為2um～20um。