本发明专利技术公开了一种使用金刚石线切割的太阳能级硅晶片及其切割方法，它采用金刚石线对单硅晶方棒进行切割，所述切割方法是：单硅晶圆棒经过开方、磨削和研磨加工后形成的单晶硅方棒进行粘棒，通过粘棒将单晶硅方棒固定在树脂条上，树脂条固定在粘料板上，再将粘料板连同单晶硅方棒放入工作舱内，预热并使切割液在工作舱循环工作，而后进行金刚石切割，将切割的单晶硅片倒置于脱胶设备上进行脱胶，再用超声波进行清洗，再进行甩干制造而成。本发明专利技术提高了单晶硅片的光电转化效率和切割效率，可生产厚度为140-200um的硅片，产品合格率达到98%以上；硅粉可以回收利用，节约了宝贵的硅资源，生产过程真正实现绿色生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种使用金刚石线切割的太阳能级单硅晶片及其切割工艺方法。
技术介绍
太阳能单晶硅片用于太阳能电池，单晶硅棒经线切割机加工成硅片。目前，市场上普遍采用NTC、MB和HTC的多线切割机进行切割加工，切割条件线切割钢线直径150um，主辊上开设的槽距为340um，这样的加工条件加工出来的太阳能单晶硅片厚度在200士20mm 的范围内，单片耗线量1. 06m,硅粉浪费40%。目前，高成本仍然是制约光伏发电大规模应用的主要障碍，在硅片生产环节，要求企业提高生产效率、降低加工损耗、硅片薄片化、提高光电转化效率，同时又要减少对环境的影响。如金刚石线切割技术在硅片生产中得到了一些应用，它主要用于单晶硅棒的开方， 但用金刚石线来切割硅片的工艺技术，目前仍然处于研发和小批生产阶段，硅晶片切割还是采用传统的切割工艺。传统切割工艺采用将碳化硅加入到切割液中形成游离式砂浆来进行线切割，在切割过程中，由于碳化硅在切割液中处于游离状态，在随切割线运动时自身也在运动，因而在切割的硅片面上会产生云哚式的切痕，使得硅片表面存在大量的损失层，降低了单晶硅片的光电转化效率，同时还表现有下列不足问题1、采用游离式砂浆切割，切割成本高；切割后砂浆难以回收，对环境影响大；2、在切割过程中将导致40%的硅粉浪费，使用传统工艺无法进行硅粉回收；3、切割效率低，单次切割需要7-8个小时，切割效率比较低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对现有多线切割机加工太阳能单晶硅片工艺存在的上述问题，采用金刚石线切割技术，在保证切割效果的前提下，降低切割成本，提升切割效率，减少对环境的影响程度。本专利技术是通过这样的技术方案实现的，所述硅晶片呈四角为圆角或倒角的方形， 所述硅晶片表面上具有规则的直线线痕，所述使用金刚石线切割太阳能级单硅晶片的工艺方法是先将单晶硅圆棒经过开方、磨削和研磨加工后形成的单晶硅方棒进行粘棒，通过粘棒将单晶硅方棒固定在树脂条上，树脂条固定在粘料板上，再将粘料板连同单晶硅方棒放入工作舱内，切割液预热并在工作舱循环工作，而后使用金刚石线切割成单晶硅片，将单晶硅片倒置于脱胶设备上进行脱胶，再用超声波进行清洗，再进行甩干制造而成。所述金刚石线专用切割液由19 59%的聚乙二醇、40. 5 80. 5%的纯水、0. 05 0. 2%wt的防锈剂、0. 05 0. 2%wt的乳化剂和0. 3 0. 5%wt的消泡剂经低速搅拌缸进行搅拌2小时混合而成。本专利技术所述方法具体步骤是(1)粘棒单晶硅棒在粘接前，对单晶硅棒表面进行处理，使用无水乙醇擦拭单晶硅棒粘接表面，粘接剂使用美国AB胶，连接材料使用树脂条，在胶固化的过程中使用5-10kg加压砝码对单晶硅棒加压，排出多余的胶并使其固化；加压时间为0. 5-3小时，通过粘棒将单晶硅方棒固定在树脂条上，树脂条固定在粘料板上，固化6小时后，再将粘料板连同单晶硅方棒放入工作舱内切割，(2)切割预热切割前将金刚石线专用切割液在切割工作舱内进行循环加热，并使用 300-500m/min的速度进行金刚石线往复试运行，使切割环境达到稳定状况，加热时间为2 小时；(3)切割切割工艺设定，使用直径138-150um金刚石线，在22-25N的预加张力作用下， 金刚石线速度1000-1400 m/min，工作台下降速度在0. 6-1. 5mm/min ；(4)下料单晶硅棒切割完毕后，关闭金刚石线切削液供给，打开切割舱门，全自动慢速抬升工作台，硅片完全与金钢石线脱离后，将加快速度抬升工作台，工作台复位到原点，将晶棒使用专用下料车取下，整个下料过程安全、可控；(5)去胶将单晶硅片倒悬于脱胶设备上，进行15-20分钟脱胶；(6)清洗使用超声清洗，清洗过程中单晶硅片在清洗槽中上下抛动，进行单晶硅片表面的清洗，而后放入甩干机内进行甩干。 由金刚石线切割技术切割成的硅片主要指标如下(1)硅片厚度及允许偏差 表1硅片厚度、厚度偏差和几何参数单位:um权利要求1.，所述硅晶片呈四角为圆角或倒角的方形，所述硅晶片表面上具有直线的线痕，它采用金刚石线对单硅晶方棒进行切割，其特征在于所述切割方法是单硅晶圆棒经过开方、磨削和研磨加工后形成的单晶硅方棒进行粘棒，通过粘棒将单晶硅方棒固定在树脂条上，树脂条固定在粘料板上，再将粘料板连同单晶硅方棒放入工作舱内，预热并使切割液在工作舱循环工作，而后进行金刚石切割，将切割的单晶硅片倒置于脱胶设备上进行脱胶，再用超声波进行清洗，再进行甩干制造而成。2.根据权利要求1所述的，其特征在于所述切割方法具体步骤是(1)粘棒单晶硅棒在粘接前，对单晶硅棒表面进行处理，使用无水乙醇擦拭单晶硅棒粘接表面，粘接剂使用美国AB胶，连接材料使用树脂条，在胶固化的过程中使用5-10kg加压砝码对单晶硅棒加压，排出多余的胶并使其固化；加压时间为0. 5-3小时，通过粘棒将单晶硅方棒固定在树脂条上，树脂条固定在粘料板上，固化6小时后，再将粘料板连同单晶硅方棒放入工作舱内切割，(2)切割预热，切割前将金刚石线专用切割液在切割工作舱内进行循环加热，并使用 300-500m/min的速度进行金刚石线往复试运行，使切割环境达到稳定状况，加热时间为2 小时，(3)切割切割工艺设定，使用直径138-150um金刚石线，在22-25N的预加张力作用下， 金刚石线速度1000-1400m/min，工作台下降速度在0. 6-1. 5mm/min,(4)下料单晶硅棒切割完毕后，关闭金刚石线切削液，将单晶硅片取下，(5)去胶切下后的单晶硅片倒悬于脱胶设备上，15-20分钟脱胶完毕，(6)清洗使用超声清洗，清洗过程中单晶硅片在清洗槽中上下抛动，进行单晶硅片表面的清洗，而后放入甩干机内进行甩干。全文摘要本专利技术公开了，它采用金刚石线对单硅晶方棒进行切割，所述切割方法是单硅晶圆棒经过开方、磨削和研磨加工后形成的单晶硅方棒进行粘棒，通过粘棒将单晶硅方棒固定在树脂条上，树脂条固定在粘料板上，再将粘料板连同单晶硅方棒放入工作舱内，预热并使切割液在工作舱循环工作，而后进行金刚石切割，将切割的单晶硅片倒置于脱胶设备上进行脱胶，再用超声波进行清洗，再进行甩干制造而成。本专利技术提高了单晶硅片的光电转化效率和切割效率，可生产厚度为140-200um的硅片，产品合格率达到98%以上；硅粉可以回收利用，节约了宝贵的硅资源，生产过程真正实现绿色生产。文档编号B28D5/04GK102390094SQ20111025754公开日2012年3月28日 申请日期2011年9月2日 优先权日2011年8月7日专利技术者于景, 俞建业, 叶平, 曾斌, 欧阳思周, 汤玮, 胡凯 申请人:江西金葵能源科技有限公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：于景，俞建业，曾斌，叶平，欧阳思周，汤玮，胡凯，
申请(专利权)人：江西金葵能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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