超薄太阳能级硅片及其切割工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种超薄太阳能级硅片及其切割工艺，属于太阳能电池领域。超薄太阳能级硅片本体为上、下两平行平面组成的方形薄片，方形薄片四角为四个相同的４５°倒角，上、下两平面的距离为１６５μｍ－１９５μｍ范围，翘曲度小于７５μｍ，表面光洁、平整、无瑕疵。超薄太阳能级硅片切割工艺是采用硅晶棒开方机将硅晶圆棒直接切割成截面为方形、四角为相同４５°倒角的八角方型柱体，切削余料为块状，可回炉再利用。还采用优化切割工艺在多线切割机上切割成超薄太阳能级硅片，保证超薄太阳能级硅片的制造质量，提高生产效率，降低了超薄太阳能级硅片的制造成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种超薄太阳能级硅片及其切割工艺，属于太阳能电池领域。技术背景目前太阳能级电^f圭片是将单晶圆形硅棒切割而成。国内硅晶材料稀缺， 价格昂贵，随着可再生能源的广泛应用，太阳能叙在片的市场需求量越来越大。传统的即目前国际上fi4使用的太阳能硅片为四角为圓角的方形薄片，厚度在200nm以上，这种太阳能级硅片的加工程序为先将圓形珪棒开方切割成截面 为方形、四角留有还棒圓棱的柱体，而后再用砂轮将坯棒圆棱^i到标准圆角 尺寸，磨削量约为2mm—4mm。这种截面状的太阳能级硅片存在以下缺点一 是滚磨加工下来的废屑为粉末状，飘扬在空气中污染环境，且不能回收再利用； 二是^^加工容易损伤柱体圆棱，发生崩边和爆裂等质量问题，从而降低了成 品的^^格率。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问 _提供一种加工简便，产品合格率高，制造成本 低的超薄太阳能^j;圭片。实现上述目的的技术方案是提供一种超薄太阳能级硅片，其本体为由上、 下两平行平面组成的方形薄片，方形薄片四角为四个相同的45°倒角。本体上、 下两平面的距离在165^m—195拜范围内，翘曲度小于75Mm，表面光洁、平 整、无瑕疯。本专利技术还提供了一种超薄太阳能级硅片的切割工艺，其切割工序由单晶圆 形硅棒开方和单晶方形硅棒切片二道工序组成，圆形硅棒开方切割工艺是将检 验合格的圆形硅棒津W妄在晶棒托上，而后安装到硅晶棒开方机的工作台上，通 过两次开方和两次倒角，切割出四角为四个相同的45。倒角方形石圭才奉，开方和 倒角时钢线屯复为9-12米/秒，工件速度600-80(H效米/分4中；方形石圭+奉切片切 割工艺是将开方后四角为四个相同的45°倒角的方形硅棒经超声清洗和高纯 氮气吹干后，粘贴在玻璃板上，用2-2.5kg重的铁块压紧2-3个小时后，取下 铁块，静止放置8-10小时，而后安装到多线切割机上进行切片。切片切片使 用4) 110-130 jLim钢线，切片时钢线走线速度550-650米/分钟，工件进^IA 220-350 ym/min，多线切割机导轮槽距320-345 ju m;切割时必需使用由悬浮液和金钢砂搅拌均匀的砂浆。上述砂浆的砂浆密度为1.60-1.68克/立方厘米，砂浆流量为60-110L/min， 砂浆温度在20-3CTC范围内。采用上迷4支术方案后，改变传统用砂轮滚磬四角为圆角的工序为采用硅晶 棒开方机将硅晶圆棒直接切割成截面为方形、四角为相同45。倒角的八角方型 柱体，并采用优化切割工艺在多线切割机上切割成超薄太阳能级硅片，其优点 为(1)超薄太阳能级硅片完全由精密机床切割而成，加工工艺先进而筒单， 质量优、精度高，切削M可回收再利用，降低了产品的制造成本。(2)超薄 太阳能^^圭片在制造过程中，圓形硅棒开方是在硅晶棒开方机的工作台上，通 过两次开方和两次倒角完成，免除了砂轮滚磬半成品硅晶棒柱体圓棱的加工工 序，不再发生棱角崩边和爆裂现象，提高了生产效率和成品的^^格率。(3)由 于采用优化的超薄太阳能级硅片切割工艺，使硅片的厚度从200Mm降至 180拜，^H呆证其本体的翘曲度小于75Mm，每公斤硅晶圓棒的硅片产出量增加， 经济效益有了较大提高。附图说明图1为本d明的立体示意图； 图2为;^专利技术主^L示意图； 图3为图2的俯视图； 图4为;^专利技术切割工艺示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细的说明。(实施例1)见图1、图2和图3所示为超薄太阳能亂!圭片立体示意图、主视图和俯视 图。本实施例为*胁125mmX125mm的超薄太阳能^ 圭片，由上、下两平行 平面2、 3组成，其四角4为四个相同的45。倒角。上、下两平面2、 3的距离 在165拜一195拜范围内，翘曲度小于75nm，表面光洁、平整、无瑕疯。见图4所示为超薄太阳能织^圭片切割工艺示意图。本实施例的加工方法是采用硅晶棒开方机将A=cD156mm硅单晶圆棒两次 开方和两次倒角，将其切割成截面为CXL25mm方形、四角为四个相同的45。 倒角、对必巨离为B二147.02mm的八角方形柱体。开方和倒角的切割工艺参凄史 为钢线进线速度ll米/秒，工件^700微米/分钟。将开方后的方形硅棒经超声清洗和高纯氮气吹干后，粘贴在玻璃板上，用2 kg重的铁块压紧2小时后，取下铁块，静止放置8小时，而后安装到多线 切割机上进行切片。切片使用(M20 n m钢线，钢线走线速度280米/分钟， 工件进^4度为300mm/min,切割M度为180nm士15(jm,翘曲度小于75|am 的超薄太阳能^ 圭片。多线切割机导轮槽距也是决定硅片厚度的重要M，本工艺选择的导轮槽 距为330 |im。钢线高速行走的同时需将砂浆带入与工件接触，砂浆附着在钢线上，通过 磨擦力切削硅片。砂浆的配比密度、粘度及其流量与硅片切割质量有密切关系， 本切割工艺釆用了日本南兴公司生产、型号1500#的金钢砂，将其与悬浮液搅 拌均匀，成密度为1.60克/立方厘米的砂浆。石少浆流量需作控制，并进行合理 分配，本工艺选择的砂浆流量为65 L/min。砂浆温度高低也会影响硅片加工 质量和切割效率，本工艺选择的砂浆温度为25 。C。由于本实施例的厚度为180jxm士15nm,比现有的普通太阳能级硅片 200(jm士15nm薄，经计算每公斤可多切割4片，每p屯可多产4000片，若每片为 55元，可增加收入22万元。 (实施例2)实施例2为规格156mmX156mm的超薄太阳能级硅片，其主体1由上、 下两平4亍平面2、 3组成，其四角4为四个相同的45。倒角。上、下两平面2、 3的距离在165(jm—195Mm范围内，翘曲度小于75(orn,表面光洁、平整、无 瑕疯。本实施例的加工方法是采用硅晶棒开方机将A=O203mm硅单晶圆棒两次 开方和两次倒角，将其切割成截面为C456mm方形、四角为四个相同的45。 倒角，对^巨离为B二195mm的八角方型柱体。开方和倒角的切割工艺参凄t为钢线速度ll >|1/秒，工件速度700孩沐/分钟。将开方后的方形硅棒经超声清洗和高纯氮气吹干后，粘贴在玻璃板上，用 2kg重的铁块压紧个2.8小时后，取下铁块，静止放置10小时，而后安装 到多线切割机上进行切片。切片使用(H20iam钢线，切片时钢线走线速度 600米/分钟，工件进给速度260|nm/min,切割成厚度为180pm士15Mm,翘曲 度小于75nm的超薄太阳能^5圭片。本工艺选择的多线切割机导轮槽距为330 jum。 本工艺选择的砂浆流量为80L/min，选择的砂浆温度为25 °C。本实施例其厚度比现有的普通太阳能^5圭片薄，经计算每公斤可多切割5片，每p屯可多产5000片，若每片为50元，可增加收入25万元。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超薄太阳能级硅片，其本体（１）为由上、下两平行平面（２、３）组成的方形薄片，其特征在于：方形薄片四角（４）为四个相同的４５°倒角。

【技术特征摘要】
1、一种超薄太阳能级硅片，其本体(1)为由上、下两平行平面(2、3)组成的方形薄片，其特征在于方形薄片四角(4)为四个相同的45°倒角。2、 根据权利要求1所述的超薄太阳能级硅片，其特征在于所述本体(1) 的上、下两平面(2、 3)的距离在165pm—195nm范围内，翘曲度小于75[jm, 表面光洁、平整、无瑕疯。3、 一种超薄太阳能级^圭片切割工艺，其特征在于切割工艺由圆形硅棒 开方和方形硅棒切片二道工序组成；圆形硅棒开方切割工艺是将检验合格的圆 形硅棒津W妄在晶棒托上，而后安装到硅晶棒开方机的工作台上，经两次开方和 两次倒角，切割出四角为四个相同的45。倒角的方形硅棒；开方和倒角时钢线 速度为9-12米/秒、，工件ii^复600-80...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴伟忠，毛和璜，李云霞，
申请(专利权)人：常州有则科技有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]