[實用新型]一種刻槽主輥以及切割設備

有效

• 申請號: 201721146893.6
• 申請日: 2017-09-08
• 公開（公告）號: CN207128107U
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 李飛龍;朱軍;邢國強
• 申請（專利權）人: 蘇州阿特斯陽光電力科技有限公司;阿特斯光伏電力（洛陽）有限公司
• 主分類號: B28D5/04
• 分類號: B28D5/04;B28D5/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙)11371
• 代理人: 郭俊霞

技術領域

本實用新型涉及鑄造多晶硅棒切片加工技術領域，尤其是涉及一種刻槽主輥以及切割設備。

背景技術

隨著能源危機以及霧霾、溫室效應等環境問題的日趨嚴重，能源轉型迫在眉睫。由于光伏能源具備清潔無污染，儲量大等優勢，光伏行業受到各國政府的大力支持，技術上取得了巨大的進步，得到越來越廣泛的應用，太陽能成為當今最具發展潛力的新能源之一。

在過去的十年間，隨著光伏貿易爭端的升級以及行情的波動，光伏產業出現過產能過剩的現象，但市場對光伏清潔能源的需求仍會穩步增加，光伏發電已經進入大規模推廣應用的時代。

實現光伏發電的器件是太陽能電池，主要分為晶硅(分為單晶和多晶)、薄膜以及第三代太陽能電池，其中技術最成熟、應用最廣泛的就是晶硅太陽能電池，從目前的技術發展趨勢來看，晶硅電池在未來10年內仍將保持其主導地位。時至今日，光伏行業推廣的最大問題仍然在于能否實現平價上網，達成平價上網的目標，是各個光伏企業的奮斗目標和努力方向，因此，唯有不斷降低光伏制造的成本，才能使得光伏能源具備競爭性，得到市場的認可。對于晶體硅太陽能電池，其硅片成本占總成本25-30％，而硅片的加工成本占到硅片成本的35％左右，硅片加工成本的降低是硅片環節降低成本的主要方向。

現有技術中，硅片加工技術主要有多線砂漿切割和金剛線切割兩種方式。

其中，多線砂漿切割是廣泛采用的技術，其加工原理是由切割線的運動將磨料帶到切割區域，在切割線的高速運動下，磨料在硅晶體表面滾動、摩擦、嵌入到材料的加工表面，使之產生裂紋和破碎，最終實現材料去除的目的。該技術的關鍵在于磨料的切割能力以及切割過程中的熱力學行為，在實際應用中，選用聚乙二醇和碳化硅配置成懸浮液，通過砂漿管把砂漿罐內的砂漿噴撒到線網上，利用金剛線攜帶砂漿與硅棒相對磨削達到切割的目的，同時，切割中使用過的砂漿通過回流系統再次流回到砂漿罐中，砂漿循環使用直至切割完成。

而金剛線切割是將金剛石采用粘接或電鍍的方式固定在直鋼絲上進行高速往返切割，其優勢主要體現在以下方面：(1)切割效率提升明顯，大大降低了設備折舊；(2)鋸縫損失較少，硅料成本降低；(3)硅片表面粗糙度及表面殘留金屬雜質含量低，電池效率有約0.1-0.2％的提升；(4)環保，使用水性切削液，避免了高COD聚乙二醇的引入。

基于上述切割優勢，單晶已經通過引入金剛線切割技術大幅降低了硅片成本，市場占比逐漸增加。對于占據市場份額70％以上的多晶而言，采用金剛線切割技術是唯一的方向。

但是，現有技術中利用金剛線對多晶硅進行切割的時候，很容易造成TTV和線痕比例較高的問題，這樣的話就會直接導致切割良率較低，增高了切割的成本。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種刻槽主輥以及切割設備，以解決現有技術中存在的多晶硅進行切割的時候，切割良率低的技術問題。

經過對現有技術中切割多晶硅的過程進行研究發現，在利用金剛線對多晶硅進行切割時候，金剛線一般采用往返雙向切割，但新金剛線與舊金剛線的表面金剛石磨損程度不同，所以在進行切割的時候會對刻槽存在一定的偏磨損情況，而這種偏磨損的情況發展到后期以后，就會容易造成金剛線在槽內擺動幅度較大的問題，繼而就影響了多晶硅的切割質量。

而為了改善金剛線切割多晶過程中的穩定性，提高切割良率，所以本申請提供了如下的技術方案來解決上述的技術問題。

主要就是對偏磨損的情況進行改善，修正金剛線對刻槽的磨損，以減少金剛線在刻槽內的擺動量。

本實用新型提供的一種刻槽主輥，包括主輥本體，所述主輥本體上設置有刻槽，所述刻槽相對于其中心線方向偏轉3-5°。

在上述技術方案中，為了修正金剛線對刻槽的磨損，所以將主輥本體上的刻槽設置成相對于其中心線的方向偏轉3-5°的結構，由于刻槽本身形成了適當角度的偏轉，所以在進行多晶硅切割的時候，就不會對刻槽形成偏磨損的情況了，這樣的話，金剛線就不會發生擺動的問題，也就提高了多晶硅的切割良率。

進一步的，在本實用新型的實施例中，所述刻槽的槽底呈圓弧形。

進一步的，在本實用新型的實施例中，所述槽底的半徑等于金剛線的等效半徑減去3至9μm。

進一步的，在本實用新型的實施例中，所述刻槽呈V型。

進一步的，在本實用新型的實施例中，所述刻槽的夾角設置在33°至39°之間。

進一步的，在本實用新型的實施例中，所述刻槽的槽壁與所述槽底的圓弧相切。

進一步的，在本實用新型的實施例中，所述刻槽的槽深設置在240至280μm之間。