六、多线切割工艺技术难度问题
分析钢线的走线速度,工件的进给速度,钢线初始张紧力,切割液浓度磨料粒度好晶棒等参数对切片工艺的影响:
1)对于游离磨料线切割,钢线切割加工一般不会发生失稳现象。钢线的走线速度越快,钢线震动越大,钢线的密度很小,而加工过程中张紧力很大,以至临界点的速度很高,钢线的初始张紧力越大,钢线的振动越小。
2)钢线的走私速度是影响钢线振动和加工出硅片表面粗糙度和切割精度的重要因素,过小的走丝速度,会使钢线的震动和加工出硅片表面粗造度增大,合适的钢线走丝速度,有利于减缓钢线的振动,使加工出的硅片表面粗糙度和TTV减少。
3)工件的走丝速度越大,钢线的振动越大,使加工出的硅片粗燥度和TTV加大。
4)钢线的初始张紧力越大,加工过程中钢线的振动越小,加工出硅片的表面粗燥度越小,tTTV值越小。
5)磨粒的粒度越小,加工过程中钢线带入到加工区域的磨料越多,加工出硅片的表面粗糙度值和TTV越小。
6)切割液的浓度越大,加工过程中钢线带入到加工区域的磨料越多,加工出硅片的表面粗糙度值和TTV越小。
7)游离磨料线切割加工的硅棒的直径越大,使钢线与工件的接触时间增长,这就使得经钢线带入加工区域参与切削的磨料数量增多,相应地磨料对钢线的作用力会越大,使钢线的振动加剧,从而使加工硅片表面粗糙度加大。
七、其他影响因素
1)钢线对硅片的影响:
随着切割过程的进行,钢线会不断的变细,从而槽据发生变化,影响加工硅片的厚度,导致成品率下降,通过工作台进给的方式,对槽据进行补给,钢线的金属也容易混进硅片的表面,从而引进复合中心,降低少子寿命,使电池性能下降,衰减增大。生产企业通过硅片清洗,减少金属杂质和复合中心,提高转化率。
2)金刚砂对硅片切割过程的影响,砂浆是被往复运动的钢线带到切割区的,带入切割区砂浆的多少,以及切割速度的高低决定硅片的切割质量。不同的砂浆供给条件会对硅片质量造成不同的影响,通过改变砂浆喷嘴和钢线之间的角度,可以想成两种不同的砂浆供给方式,形成水平薄膜和未形成水平膜,在形成水平薄膜下携带砂浆量远大于未形成水平膜量,所以有水平薄膜情况下的切割质量要比未形成水平薄膜要好。
砂浆的作用非常重要。在切割过程中起主要作用。砂浆是反复运动的钢线带到切割区域的,被带入的砂浆量多少决定硅片质量,在砂浆形成水平膜的条件下切片的效率和质量比较好
形成水平薄膜的条件:在钢线间距小于1mm的条件下,因液体表面张力,比较形成水平薄膜。
八、硅片多线切割目前存在的主要问题
1)SIC,在硅片切割中很关键,碳化硅颗粒的形状影响到切割效率和成品率。目前国内碳化硅大部分参入回收砂,圆度高,棱角少导致切割效率下降成品率下降,这方面急需国家制定相关的行业标准。
a)PEG聚乙二醇液体,晶硅切割液以PEG为主添加其他助剂复配而成。PEG应该具备适宜粘连指标,侵润性好,排屑能力强,有良好的高悬浮,高润滑,高分散特性,能满足整个切片过程中对切割液质量要求和技术标准。
九、光伏材料晶硅电池硅片多线切割技术展望
1)改善成品率和保持硅片质量情况下,减少硅片切割成本。
2)利用技术降低切割损耗。
3)改进切片技术提高成品率和生产效率。
总结: 本文以硅片多线切割理论为重心阐述多线切割在电池材料制造中的重要地位,浅析了切片工艺的影响参数。