硅片及其制备方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及光伏领域，具体公开了一种硅片，该硅片的切割面上具有沿第一方向排布的若干切痕图案；切痕图案由若干线痕弯折连接或交叉连接。上述硅片，由于其切痕图案由若干线痕弯折连接或交叉连接，在经过常规的酸碱制绒工艺之后，可以形成有效的陷光结构，从而使金刚线切割工艺与常规酸碱制绒工艺兼容。本发明专利技术还公开了一种上述硅片的制备方法及一种硅片线切割装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光伏领域，特别是涉及一种硅片及其制备方法及装置。
技术介绍
目前，硅晶体线切割一般都是采用游离磨料线切割，即切割钢丝携带砂浆高速运动，砂浆中的游离磨料在切割钢丝的压力和速度的带动下，对硅材料进行研磨型加工，从而实现硅晶体切割。该过程中切割钢丝本身不参与切割，由于砂浆中的游离磨料与硅材料的实际接触面积较小，因此对加工材料的去除率较低，加工时间较长，生产效率低。另外，切割后的硅片表面损伤较大、侧面崩边大且多，造成硅片质量下降。还有就是，上述技术还需复杂设备回收磨料和切割液；切割后的硅片表面有碳化硅、切割液、金属离子，造成后续清洗麻烦。为了克服上述缺点，金刚线切割硅片技术正在逐步取代传统的游离磨料线切割技术。但是，目前金刚线切割技术切割得到的硅片，后续不能采用常规的酸碱制绒工艺进行制绒，若采用常规的酸碱制绒工艺进行制绒，其电池效率不提升反而下降。目前，金刚线切割得到的硅片只能采用等离子反应刻蚀(RIE)或金属催化化学腐蚀(MCCE)方法来进行制绒，但由于上述两种制绒工艺，设备投资高或工艺稳定性较差而难以推广。因此，亟需一种兼容金刚线切割与常规酸碱制绒工艺的技术。
技术实现思路
基于此，有必要针对现有的金刚线切割与常规酸碱制绒工艺无法兼容的问题，提供一种采用金刚线切割且后续可采用常规酸碱制绒的硅片。一种硅片，所述硅片的切割面上具有沿第一方向排布的若干切痕图案；所述切痕图案由若干线痕弯折连接或交叉连接而成。上述硅片，由于其切痕图案由若干线痕弯折连接或交叉连接，在经过常规的酸碱制绒工艺之后，可以形成有效的陷光结构，从而使金刚线切割工艺与常规酸碱制绒工艺兼容。在其中一个实施例中，所述硅片的切割面上还设有沿第一方向间隔分布的沟壑；所述沟壑沿第二方向延伸，所述第二方向与所述第一方向垂直；所述沟壑处的线痕平行。在其中一个实施例中，所述沟壑的深度为5～50μm；所述沟壑的宽度为0.1～1.5mm。本专利技术还提供了一种硅片的制备方法。一种硅片的制备方法，包括如下步骤：将硅晶体用金刚线进行线切割；在所述线切割过程中，使所述金刚线上的金刚砂沿第一方向振动，以形成切痕图案。上述硅片的制备方法，后续可以直接采用常规的酸碱制绒工艺来制绒，使金刚线切割工艺与常规的酸碱制绒工艺相兼容，进而降低了光伏电池的制作成本。在其中一个实施例中，还包括在所述线切割过程中，使所述金刚线上的金刚砂只沿第二方向移动，以形成沟壑。本专利技术还提供了一种硅片线切割装置。一种硅片线切割装置，包括：两个导轮，平行设置；所述两个导轮中的至少一个为非圆形导轮，所述非圆形导轮的表面各点到所述非圆形导轮的转动轴的距离的最大差值为a，0<a<1mm；以及金刚线，张紧于两个导轮之间，且在导轮的带动下运动。上述的硅片线切割装置，由于特殊的导轮设置，可以使金刚线上的金刚砂在沿第一方向移动的同时，还沿第二方向作振动，从而在硅片表面形成本专利技术的切痕图案，使金刚线切割工艺可与常规的酸碱制绒工艺兼容，进而降低了光伏电池的制作成本。在其中一个实施例中，所述两个导轮均呈正多边形。在其中一个实施例中，所述导轮包括呈圆形的基轮、以及可伸缩连接在所述基轮的表面上的若干凸起。在其中一个实施例中，所述金刚线的金属基线呈波浪形。在其中一个实施例中，所述金刚线的金刚砂包括第一金刚砂以及第二金刚砂，所述第一金刚砂与所述第二金刚砂的比例为9:1～1:1。附图说明图1为现有技术中金刚线切割的硅片的切割面示意图。图2为本专利技术一实施方式的硅片的切割面示意图。图3为本专利技术一实施方式的硅片切割装置的结构示意图。图4为本专利技术一实施方式的硅片切割装置的切割线的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。现有的金刚线切割的硅片，在经过常规的酸碱制绒工艺之后，其电池效率不提升反而下降。本专利技术的专利技术人经过研究发现，参见图1，现有的金刚线切割的硅片100’，切割形成的多条平行排布的线痕101’，这些线痕101’之间的间距大约为1.6μm，并且在线痕101’之间存在类似镜面部分的硅片表面。在常规的酸碱制绒工艺之后，由于酸碱制绒利用酸碱的腐蚀在晶向上各向异性，加上这些线痕101’平行排布，制绒之后的硅片的切割面反而变得光滑，并没有形成陷光结构。这也就是金刚线切割与常规酸碱制绒工艺不兼容的原因。参见图2，本专利技术一实施方式的硅片100，由金刚线切割而成，其具有切割面。该切割面上具有若干切痕图案110。切痕图案110沿第一方向(也即图2中的Y方向)周期性排布。切痕图案110由金刚线在切割过程中的切割线痕组成。本专利技术的切痕图案110呈“非线性”，也即切痕图案110由若干线痕弯折连接或交叉连接而成。例如“之”、“互”、“工”、“巫”、“X”形、蠕虫形等相互续接而成。本专利技术的切痕图案，在经过常规的酸碱制绒工艺之后，形成表面规律变化的陷光结构。一般地，切痕图案110的损伤在纳米/微米级，经过常规的酸碱制绒工艺之后，对应地陷光结构也为纳米/微米级。为了进一步优化硅片100的性能，本实施方式的硅片100，其切割面上还设有沿第一方向间隔分布的沟壑104；沟壑104沟壑沿第二方向延伸，第二方向为与第一方向垂直的方向(也即第二方向图2中的X方向)。沟壑104处的线痕平行。具体地，沟壑104的位置和数量，根据光伏电池的主栅线的位置和数量来设计。例如，沟壑的条数为2条、3条、4条、5条……18条等。由于沟壑104与主栅线上下对应设置，沟壑104处的线痕平行(即与现有的金刚线切割的线痕一样)，在经过常规的酸碱制绒工艺之后，变得更加光滑，这样可以减少降低主栅线下的表面复合速率和降低主栅线电阻，从而提升光伏电池光电转化效率。优选地，沟壑104的深度为5～50μm；沟壑104的宽度为0.1～1.5mm。在本实施方式中，沟壑的个数为4条，沟壑的深度为15μm，沟壑的宽度为0.8mm。当然，可以理解的是，在某些情况下，本专利技术也可以不设置沟壑104。本专利技术所提供的硅片，由于其切痕图案由若干线痕弯折连接或交叉形成，在经过常规的酸碱制绒工艺之后，可以形成有效的陷光结构，从而使金刚线切割工艺与常规酸碱制绒工艺兼容，进而降低了光伏电池的制作成本。本专利技术还提供了一种硅片的制备方法。一种硅片的制备方法，包括将硅晶体用金刚线进行线切割。其中，金刚线包括金属基线以及固结在金属基线上的金刚砂；在线切割过程中，使金刚砂沿第一方向(图中的Y方向)振动，以形成切痕图案。由于金刚砂在沿X方向移动的同时，还沿Y方向振动，故而每个金刚砂在硅片表面所生成的线痕并不是一条沿X方向直本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅片，其特征在于，所述硅片的切割面上具有沿第一方向排布的若干切痕图案；所述切痕图案由若干线痕弯折连接或交叉连接而成。

【技术特征摘要】
1.一种硅片，其特征在于，所述硅片的切割面上具有沿第一方向排布的若干切痕图案；所述切痕图案由若干线痕弯折连接或交叉连接而成。2.根据权利要求1所述的硅片，其特征在于，所述硅片的切割面上还设有沿第一方向间隔分布的沟壑；所述沟壑沿第二方向延伸，所述第二方向与所述第一方向垂直；所述沟壑处的线痕平行。3.根据权利要求1所述的硅片，其特征在于，所述沟壑的深度为5～50μm；所述沟壑的宽度为0.1～1.5mm。4.一种权利要求1所述的硅片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将硅晶体用金刚线进行线切割；在所述线切割过程中，使所述金刚线上的金刚砂沿第一方向振动，以形成切痕图案。5.根据权利要求4所述的硅片制备方法，其特征在于，还包括在所述线切割过程中，使所述金刚线上的金刚砂只沿第二方向移动，以形成沟...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄强，金善明，郑雄久，
申请(专利权)人：协鑫集成科技股份有限公司，协鑫集成科技苏州有限公司，苏州协鑫集成科技工业应用研究院有限公司，张家港协鑫集成科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31