[發明專利]太陽能單晶硅片、加工方法及其應用

在審

• 申請號: 201711442233.7
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108183127A
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發明（設計）人: 高艷杰;馬新輝;劉彩鳳;何廣川;楊青林;薛麗
• 申請（專利權）人: 英利能源（中國）有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L21/02;H01L31/0224;H01L31/0352;H01L31/068
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 王麗巧

本發明提供了一種太陽能單晶硅片、加工方法及其應用，太陽能單晶硅片為包括六條直線邊和六條弧線邊的異形邊硅片，六條直線邊和六條弧線邊順次交替相連；加工方法為：拉制單晶硅棒?切割成圓形硅片—確定硅片切割線—切割成型，通過生長棱線來確認切割線，減少了切割碎片率；異形邊硅片制作為太陽能電池，若干個太陽能電池呈平面鋪設，三個相鄰異形邊硅片的直線邊兩兩相對，相鄰的兩個異形邊硅片的直線邊之間設有絕緣間隙，通過柵線設計在十二個不同方向連接，保證了光伏組件的單位面積發電效率，方便光伏組件的外形設計；同時兩兩相對的異形邊硅片通過直線邊相對鋪設，能夠實現單晶硅棒的最大利用率，提高光伏組件的發電效率。

技術領域

本發明屬于單晶硅加工技術領域，更具體地說，是涉及一種太陽能單晶硅片、加工方法及其應用。

背景技術

目前，公知的太陽能單晶硅片的形狀是缺四個角的準正方形，即每個硅片的外沿輪廓由四個直邊和圓角構成(如圖1)，其制作工藝流程為：拉制單晶棒——滾圓——粘接硅棒——破方為準正方形硅棒(如圖2)——再粘接破方硅棒——切割準正方形硅片。切割為厚度為150-250μm的硅片直接用于制作太陽能電池，然后太陽電池合理鋪設呈平面，電池之間保留一定的絕緣間隙，最后通過電氣連接制作成光伏組件。現有的工藝流程存在以下缺陷：

(1)滾圓過程中，消除了單晶生長棱線，使后續不易觀察晶向；在破方的過程中，切除的部分作為邊皮料，其所占晶硅棒的比例通常達到24％-30％，目前對邊皮料的處理采用回爐重新拉制，這種做法增加了回爐量，變相造成能源和材料浪費。另外，在滾圓、破方過程中，容易造成崩邊、掉角、切斜等現象，導致硅棒損失或切割的硅片批量不合格，工藝損失巨大。

(2)單晶硅片正方形形狀決定了光伏組件形狀，組件對于正方形電池只能是并行排列，形成長方形或正方形組件的外形。導致光伏組件的外形設計受到限制。

(3)準正方形單晶硅片，存在的角度為準135°，也存在易碎現象，使得電池利用率降低，同時由其生產的太陽電池和組件壽命降低。

如何尋找合理的硅片形狀和切片方法，即不降低單晶硅棒利用率，造成原材料以及能源的浪費，又不影響光伏組件單位面積發電效率，同時又適用各種組件形狀的設計，這一直是硅片設計的難題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種太陽能單晶硅片、加工方法及其應用，以解決現有技術中存在的單晶硅棒利用率低、光伏組件發電效率低的技術問題。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：提供一種太陽能單晶硅片，包括異形邊硅片，所述異形邊硅片包括六條直線邊和六條弧線邊,六條所述直線邊和六條所述弧線邊順次交替相連構成十二條邊的所述異形邊硅片。

進一步地，六條所述弧線邊與用于切割的圓柱體單晶硅棒的外圓面重合，六條所述直線邊與內接于用于切割的圓柱體單晶硅棒正十二邊形中的六條邊重合。

本發明提供的太陽能單晶硅片的有益效果在于：與現有技術相比，本發明太陽能單晶硅片通過將十二條邊中的六條邊設計為直線邊，另外六條邊設計為弧線邊，且直線邊和弧線邊間隔設置，兩兩相對的異形邊硅片通過直線邊相對鋪設，能夠實現單晶硅棒的最大利用率，提高光伏組件的發電效率。

本發明還提供上述太陽能單晶硅片的加工方法，包括以下步驟：

拉制單晶硅棒；

單晶硅棒切割：將單晶硅棒橫向切割為圓形硅片；

確定圓形硅片的切割線：在圓形硅片的邊緣選取單晶硅棒上的一條生長棱線點為所述異形邊硅片中弧形邊的中點，在圓形硅片上內接正十二邊形，生長棱線點所在弧形邊對應的一邊即為起始切割線，六條切割線間隔設置；