[发明专利]一种切割准单晶用籽晶的方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及籽晶切割领域，尤其是一种切割准单晶用籽晶的方法及其装置。

背景技术

准单晶是基于多晶铸锭的工艺，在长晶时通过部分使用单晶籽晶，获得外观和电性能均类似单晶的多晶硅片。这种通过铸锭的方式形成单晶硅的技术，其功耗只比普通多晶硅多5%，所生产的单晶硅的质量接近直拉单晶硅。众所周知，在电池组件的利用率上，直拉单晶硅的硅棒呈圆柱状，制作的光伏电池片需将四周切掉，组成的电池组件成品率为50%左右，相比较而言，准单晶硅铸锭为方形铸锭，制作电池片的切片也是直角方形，组成的电池组件成品率约为65%，从光伏电池总成本上考虑，在硅原料、切片、组件等其他成本一定的前提下，整个生产链的成本可因准单晶硅铸锭技术降低10%，而且，相较于多晶，准单晶硅片晶界少，位错密度低；太阳能电池转换效率高达18.2%以上，与单晶硅片相比，准单晶电池的光致衰减低，约1/4-1/2；另外，准单晶硅铸锭工艺投炉料大，生产效率高。

准单晶主要有两种铸锭技术：

（1）无籽晶铸锭，无籽晶引导铸锭工艺对晶核初期成长控制过程要求很高。具体方法是使用底部开槽的坩埚，这种方式的要点是精密控制定向凝固时的温度梯度和晶体生长速度来提高多晶晶粒的尺寸大小，槽的尺寸以及冷却速度决定了晶粒的尺寸，凹槽有助于增大晶粒，因为需要控制的参数太多，无籽晶铸锭工艺显得尤为困难，其要点是精密控制定向凝固时的温度梯度和晶体生长速度来提高多晶晶粒的尺寸大小，形成所谓的准单晶。

（2）有籽晶铸锭，这种技术先把籽晶、硅料掺杂元素放置在坩埚中，籽晶一般位于坩埚底部，再加热融化硅料，并保持籽晶不被完全融掉，最后控制降温，调节固液相的温度梯度，确保单晶从籽晶位置开始生长。

在光伏行业中，大多数企业一般选择有籽晶铸锭技术生产准单晶，在有籽晶铸锭工艺中所使用的籽晶是一种具有和所需晶体相同晶向的小晶体，籽晶一般采用直拉法得到，采用直拉法制成的籽晶一般体积较大，通常需要将籽晶切割成厚度为15～50mm的籽晶块后才能使用。

目前，对于籽晶的切割主要采用金刚石锯片进行切割，由于金刚石锯片的厚度一般为3mm左右，如果用3mm厚的金刚石锯片切割籽晶，就会有3mm的截口损失，也就是说至少会浪费3mm厚的籽晶，籽晶的利用率较低，而籽晶价格昂贵，籽晶利用率低就会导致准单晶硅的生产成本大大增加，而且，使用金刚石锯片切割籽晶，籽晶的切割面不光滑，还需要对切割面进行后续工序处理，不但工序复杂且成本也较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够降低生产成本的切割准单晶用籽晶的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:该切割准单晶用籽晶的方法，采用金属线切割准单晶用籽晶，所述金属线的直径为0.1mm～0.3mm。

进一步的是，所述金属线的直径为0.12mm。

进一步的是，所述金属线为钢线。

本发明所要解决的另外一个技术问题是提供一种采用上述方法切割准单晶用籽晶的装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该用于切割准单晶用籽晶的装置，包括多线切割机，所述多线切割机包括机架、金属线以及两根平行设置在机架上的线辊，线辊表面设置有多个环形线槽，金属线设置在环形线槽内并先后绕过两个线辊绷紧，所述两个线辊之间设置有用于改变金属线走向的导向机构。

进一步的是，所述导向机构包括固定在机架上的固定板，固定板上平行设置有多个导向轮。

进一步的是，所述多个导向轮沿线辊的轴向方向均布排列。

进一步的是，所述导向轮的表面设置有线槽。

进一步的是，所述固定板通过可拆卸结构固定在机架上。

进一步的是，所述机架上设置有用于调节固定板位置的调节螺母。

进一步的是，所述金属线的直径为0.12mm。

本发明的有益效果是：采用金属线切割准单晶用籽晶，并且所述金属线的直径为0.1mm～0.3mm，能够大大减小籽晶的截口损失，只有0.1mm～0.3mm的截口损失，与金刚石锯片的3mm截口损失相比，大大减少了籽晶的浪费，提高了籽晶的利用率，进而大幅度的降低了准单晶的生产成本，而且，使用金属线切割籽晶，籽晶的切割面非常光滑，不需要对切割面进行后续工序处理就能够直接使用，减少了生产工序，进一步的降低了生产成本。