[发明专利]太阳能单晶硅片、加工方法及其应用

说明书

本发明提供了一种太阳能单晶硅片、加工方法及其应用，太阳能单晶硅片为包括六条直线边和六条弧线边的异形边硅片，六条直线边和六条弧线边顺次交替相连；加工方法为：拉制单晶硅棒‑切割成圆形硅片—确定硅片切割线—切割成型，通过生长棱线来确认切割线，减少了切割碎片率；异形边硅片制作为太阳能电池，若干个太阳能电池呈平面铺设，三个相邻异形边硅片的直线边两两相对，相邻的两个异形边硅片的直线边之间设有绝缘间隙，通过栅线设计在十二个不同方向连接，保证了光伏组件的单位面积发电效率，方便光伏组件的外形设计；同时两两相对的异形边硅片通过直线边相对铺设，能够实现单晶硅棒的最大利用率，提高光伏组件的发电效率。

技术领域

本发明属于单晶硅加工技术领域，更具体地说，是涉及一种太阳能单晶硅片、加工方法及其应用。

背景技术

目前，公知的太阳能单晶硅片的形状是缺四个角的准正方形，即每个硅片的外沿轮廓由四个直边和圆角构成(如图1)，其制作工艺流程为：拉制单晶棒——滚圆——粘接硅棒——破方为准正方形硅棒(如图2)——再粘接破方硅棒——切割准正方形硅片。切割为厚度为150-250μm的硅片直接用于制作太阳能电池，然后太阳电池合理铺设呈平面，电池之间保留一定的绝缘间隙，最后通过电气连接制作成光伏组件。现有的工艺流程存在以下缺陷：

(1)滚圆过程中，消除了单晶生长棱线，使后续不易观察晶向；在破方的过程中，切除的部分作为边皮料，其所占晶硅棒的比例通常达到24％-30％，目前对边皮料的处理采用回炉重新拉制，这种做法增加了回炉量，变相造成能源和材料浪费。另外，在滚圆、破方过程中，容易造成崩边、掉角、切斜等现象，导致硅棒损失或切割的硅片批量不合格，工艺损失巨大。

(2)单晶硅片正方形形状决定了光伏组件形状，组件对于正方形电池只能是并行排列，形成长方形或正方形组件的外形。导致光伏组件的外形设计受到限制。

(3)准正方形单晶硅片，存在的角度为准135°，也存在易碎现象，使得电池利用率降低，同时由其生产的太阳电池和组件寿命降低。

如何寻找合理的硅片形状和切片方法，即不降低单晶硅棒利用率，造成原材料以及能源的浪费，又不影响光伏组件单位面积发电效率，同时又适用各种组件形状的设计，这一直是硅片设计的难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种太阳能单晶硅片、加工方法及其应用，以解决现有技术中存在的单晶硅棒利用率低、光伏组件发电效率低的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种太阳能单晶硅片，包括异形边硅片，所述异形边硅片包括六条直线边和六条弧线边,六条所述直线边和六条所述弧线边顺次交替相连构成十二条边的所述异形边硅片。

进一步地，六条所述弧线边与用于切割的圆柱体单晶硅棒的外圆面重合，六条所述直线边与内接于用于切割的圆柱体单晶硅棒正十二边形中的六条边重合。

本发明提供的太阳能单晶硅片的有益效果在于：与现有技术相比，本发明太阳能单晶硅片通过将十二条边中的六条边设计为直线边，另外六条边设计为弧线边，且直线边和弧线边间隔设置，两两相对的异形边硅片通过直线边相对铺设，能够实现单晶硅棒的最大利用率，提高光伏组件的发电效率。

本发明还提供上述太阳能单晶硅片的加工方法，包括以下步骤：

拉制单晶硅棒；

单晶硅棒切割：将单晶硅棒横向切割为圆形硅片；

确定圆形硅片的切割线：在圆形硅片的边缘选取单晶硅棒上的一条生长棱线点为所述异形边硅片中弧形边的中点，在圆形硅片上内接正十二边形，生长棱线点所在弧形边对应的一边即为起始切割线，六条切割线间隔设置；