[发明专利]一种用于切割太阳能硅片的钢线工艺

说明书

技术领域

本发明具体涉及一种用于切割太阳能硅片的钢线工艺。

背景技术

单晶光伏的产业链为：硅料---硅棒----硅片---电池---组件，硅料的价值在整个行业链里的比重是比较大的，如何能将硅料高效的利用成为硅片企业研究的方向。目前将单晶硅棒切割成硅片的钢线直径主流为115um—120um。

中国光伏发电产业近五年发展迅猛，太阳能硅片切割设备投入近三年成几倍及几十倍的投入运行，其中切割用钢线随切片机台的扩产而大量消耗。

在太阳能硅片线切割过程中，整个机理是利用碳化硅颗粒的坚硬特性和锋利菱角将硅棒逐步截断，因此切割中砂浆均匀地包覆在高速运动中的钢线表面 , 均匀平稳的使碳化硅微粒作用于硅棒表面，同时及时带走切割热和破碎颗粒，保证硅片的表面质量 , 钢线是切割砂浆的一个载体同时也被高速运动中的碳化硅间接磨损，线径发生变化而影响线切品质。

随着整个太阳能行业的发展，在太阳能硅片线切割中大量使用线切钢线，不利于环境控制和造成企业成本的增加，为了适应未来市场需求及价格的竞争发展需要，整个行业都在为如何提高钢线表面耐磨性和使用量及切割效率和降低切割成本而不停地寻找新的途径。

发明内容

发明目的：本发明提供一种用于切割太阳能硅片的钢线工艺。

技术方案：一种用于切割太阳能硅片的钢线工艺：包括如下步骤：

1、首先降低槽距由原先的337um降低到327um，导轮材质、开槽角度等不变化。

2、切割中的钢线会有一定的磨损量，使得钢线的磨损量适中是比较关键的因素，磨损量过大，会导致断线率上升，磨损量过小，则钢线没有充分的利用，钢线的磨损量和钢线的断线率成一定的正相关关系，通过实验发现105um钢线的磨损量和断线率有如下关系：

                                                 

钢线的磨损量和钢线的用线量有一定的关系，钢线的用线量越大，磨损量越小，但钢线的耗用越高，导致钢线的切割成本上升，但钢线的用线量过分减少，就会增大钢线的磨损量，导致断线率上升，产品出现残次品比例上升，对于105钢线切割多晶，实验发现当钢线的磨损量控制在7-8um范围内最合理，产生的经济效益最好。

3、切割过程中，切割钢丝必须具备一定的张力才可以切割，张力的设定和钢线的线径有一定关系，105钢线切割单晶的最合理的张力为进线张力为17-18N，出线张力为15-16N。钢线张力过大，容易造成断线，钢线张力过小，会出现线痕片降级。

4、因钢线变细，其横截面积变小，携带砂浆的能力变弱，为增加钢线的带砂能力，需要做以下调整：

A、需要将砂浆的密度和粘度增大，密度由原先的1.62-1.63kg/L提高到1.66-1.67kg/L，粘度由原先的250±20mPa·s提高到330±20mpa.s。在此密度和粘度下，切割的良品率最高。

B、将切割中砂浆流量提高10-15L/min,达到85L/min以上。

C、因砂浆中PEG的粘度随温度的变化会发生很大变化，为增加砂浆粘度，将切割中砂浆的温度由原先的25℃，降低到23℃。

有益效果：本发明通过降低钢线的直径，能切割出更多的硅片，并且不降低其切割质量，从而提高切割的效率，也因此降低了切割成本。

行业正常的切割线径以115um为例，片厚192um，则导轮开槽槽距为337um，现使用105um的钢线，片厚维持192um，导轮开槽槽距由0.337mm改为0.327mm，每个相邻的槽距都缩小10um，以NTC切片机PV800H为例，切割一刀原料棒的长度在800mm，则可以多出片子数为800*1000/327-800*1000/337=73pcs，每一刀工装可以在不多耗用原料棒的情况下，多出73pcs硅片，价值约为600元。

对于切割后的产品（硅片）随机选取20个样本对比，在相同原料重量的情况下（本次选取本公司PV800H切片机2#机台为例），对比115um钢线和105um钢线的公斤良品数（以行业标称17.6mm为1kg做对比）：

通过以上表格发现，其利用以上工艺使用105um钢线切割，比115um钢线切割，在不增加成本的的前提下，每公斤原料可以多切割良品1.57pcs。产生了很高的经济价值。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细阐述。

具体实施例：