太阳能硅片精密切割技术及其特性研究.pdf

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1、2010年2月航空精密制造技术Feb．2010第46卷第1期AvIATIoNPRECIsIoNMANUFACTURINGTECHNOLocyVo1．46No．1太阳能硅片精密切割技术及其特性研究★林峰1．2，汪建平’，傅建中2(1．浙江工业大学浙西分校机电控制工程系，催州324000；2．浙江大学现代制造工程研究所，杭州310027)【摘要】本文在对"3-前太阳能硅片常见切割技术及其特性进行分析和比较的基础上，提出数控超声振动-~zg,i太阳能硅片技术，为太阳能硅片的精密切割提供一种新的实用的加工方法。【关键词】太阳能硅片；精密切割；数控超声振动切割【中图分类号】TK513

2、[文献标Lq~-q]A[文章编号】1003—5451(2O10)01—0012—04PrecisionCuttingTechnologyofSolarWaferandCharacteristicResearchLINFeng，WANGJian-ping，FUJian—zhong(1．WestBranchofZhejiangUniversityofTechnology，Quzhou3240002．InstituteofModemManufactureEngineering，Zh~iangUniversity，Hangzhou310027)【Abstract】Onthebasi

3、softhecurrentsolarwarcuttingtechnologyanditscharacteristics，thenumericalcontrolultrasonicvibrationcuttingsolarwafrtechnologywaspresentedtoprovideapracticalmethodofprocessingfortheprecisioncuttingofsolarwafr．[Keywords】solarwafer；precisioncutting；CNCultrasonicvibrationcutting引言一直保持在90％以上。预计今

4、后10年内晶体硅仍将占据主导地位．并将向高效率、低成本和薄片化方随着全球范围内的能源危机日益严重和国际绿向发展。在整个产业链中，太阳能硅片的切割成本色能源工程的飞速发展，太阳能光伏发电由于环保、占到总的制造成本的30％左右，切割工艺的优劣不洁净、安全、成本逐渐降低等特点已经得到国际上的仅影响硅片的出片率，更会影响到硅片的表面质量公认，成为世界各国竞相开发的重点，其开发利用是及后续工艺的加工量与复杂性。因此，在保证光电最终解决常规能源特别是石化能源短缺、环境污染和转换效率的前提下，深入研究先进的切割技术和切温室效应等问题的有效途径。近年来，太阳能光伏发割工艺，降低硅片加工成本

5、，提高原材料利用率和生电产业虽然得到了蓬勃发展，但其大规模的利用在短产效率，对推动太阳能光伏发电产业的发展具有重期内仍难以启动，成本问题一直是制约太阳电池大规要的指导意义和应用价值圈。模应用的瓶颈，要真正使太阳能成为替代能源，太阳电池的发电成本必须接近常规发电方式的成本。因1太阳能硅片切割工艺要求此，在技术上实现创新和突破，发展廉价、高效的新一代太阳能电池，是摆在我们面前的迫切任务l】-2]。太阳能硅片加工工艺流程一般经过晶体生长、根据对近年来世界太阳能电池的统计，晶体硅切断、外径滚磨、平边、切片、倒角、研磨、腐蚀、抛光、太阳电池是目前太阳电池的主流，它的市场占有率清洗、包

6、装等阶段，而硅片切片作为硅片加工工艺流浙江省教育厅科研计划项目(20070899)和俚州市·2·科技计划项目(20061011)《航空精密制造技术)2010年第46卷第1期程的关键工序，其加工效率和加工质量直接关系到度可以提高其刚性，但却增加了锯片成本，而且增加整个硅片生产的全局。确定硅切片表面质量的主要了锯缝宽度，降低了出材率。因此，外圆切割方法已参数有晶向偏离度、硅片的总厚度偏差1TrV、硅片的很少使用，主要用于对晶向偏转大的长晶体进行定弯曲度Bow、硅片的翘曲度Warp等l3】。这些参数的向切割和大尺寸材料整形切割。精度对后道工序的加工起着直接决定的作用。①晶向偏离度

7、指晶体的轴与晶体方向不吻合时，其偏离的角度；②硅片的总厚度偏差rrV指硅片的最大与最小厚度之差值：③硅片的弯曲度Bow指硅片表面凹凸变形大图1外圆切割、内圆切割原理图小的数值，硅片弯曲度量值定义为(a—b)／2；2．2内圆切割技术④硅片的翘曲度Warp指硅片的参考平面与目前，中、小尺寸晶片切割主要采用内圆切割方硅片的中心平面的最大与最小距离的差值。法．这种方法是以刀片内径电镀金刚石磨料作为切对于切片加工工艺技术的原则要求是[21：削刃，内圆切割时。切割刀片由主轴带动高速旋转，①切割精度高、表面平行度高、翘曲度和厚度