[实用新型]一种刻槽主辊以及切割设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及铸造多晶硅棒切片加工技术领域，尤其是涉及一种刻槽主辊以及切割设备。

背景技术

随着能源危机以及雾霾、温室效应等环境问题的日趋严重，能源转型迫在眉睫。由于光伏能源具备清洁无污染，储量大等优势，光伏行业受到各国政府的大力支持，技术上取得了巨大的进步，得到越来越广泛的应用，太阳能成为当今最具发展潜力的新能源之一。

在过去的十年间，随着光伏贸易争端的升级以及行情的波动，光伏产业出现过产能过剩的现象，但市场对光伏清洁能源的需求仍会稳步增加，光伏发电已经进入大规模推广应用的时代。

实现光伏发电的器件是太阳能电池，主要分为晶硅(分为单晶和多晶)、薄膜以及第三代太阳能电池，其中技术最成熟、应用最广泛的就是晶硅太阳能电池，从目前的技术发展趋势来看，晶硅电池在未来10年内仍将保持其主导地位。时至今日，光伏行业推广的最大问题仍然在于能否实现平价上网，达成平价上网的目标，是各个光伏企业的奋斗目标和努力方向，因此，唯有不断降低光伏制造的成本，才能使得光伏能源具备竞争性，得到市场的认可。对于晶体硅太阳能电池，其硅片成本占总成本25-30％，而硅片的加工成本占到硅片成本的35％左右，硅片加工成本的降低是硅片环节降低成本的主要方向。

现有技术中，硅片加工技术主要有多线砂浆切割和金刚线切割两种方式。

其中，多线砂浆切割是广泛采用的技术，其加工原理是由切割线的运动将磨料带到切割区域，在切割线的高速运动下，磨料在硅晶体表面滚动、摩擦、嵌入到材料的加工表面，使之产生裂纹和破碎，最终实现材料去除的目的。该技术的关键在于磨料的切割能力以及切割过程中的热力学行为，在实际应用中，选用聚乙二醇和碳化硅配置成悬浮液，通过砂浆管把砂浆罐内的砂浆喷撒到线网上，利用金刚线携带砂浆与硅棒相对磨削达到切割的目的，同时，切割中使用过的砂浆通过回流系统再次流回到砂浆罐中，砂浆循环使用直至切割完成。

而金刚线切割是将金刚石采用粘接或电镀的方式固定在直钢丝上进行高速往返切割，其优势主要体现在以下方面：(1)切割效率提升明显，大大降低了设备折旧；(2)锯缝损失较少，硅料成本降低；(3)硅片表面粗糙度及表面残留金属杂质含量低，电池效率有约0.1-0.2％的提升；(4)环保，使用水性切削液，避免了高COD聚乙二醇的引入。

基于上述切割优势，单晶已经通过引入金刚线切割技术大幅降低了硅片成本，市场占比逐渐增加。对于占据市场份额70％以上的多晶而言，采用金刚线切割技术是唯一的方向。

但是，现有技术中利用金刚线对多晶硅进行切割的时候，很容易造成TTV和线痕比例较高的问题，这样的话就会直接导致切割良率较低，增高了切割的成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种刻槽主辊以及切割设备，以解决现有技术中存在的多晶硅进行切割的时候，切割良率低的技术问题。

经过对现有技术中切割多晶硅的过程进行研究发现，在利用金刚线对多晶硅进行切割时候，金刚线一般采用往返双向切割，但新金刚线与旧金刚线的表面金刚石磨损程度不同，所以在进行切割的时候会对刻槽存在一定的偏磨损情况，而这种偏磨损的情况发展到后期以后，就会容易造成金刚线在槽内摆动幅度较大的问题，继而就影响了多晶硅的切割质量。

而为了改善金刚线切割多晶过程中的稳定性，提高切割良率，所以本申请提供了如下的技术方案来解决上述的技术问题。

主要就是对偏磨损的情况进行改善，修正金刚线对刻槽的磨损，以减少金刚线在刻槽内的摆动量。

本实用新型提供的一种刻槽主辊，包括主辊本体，所述主辊本体上设置有刻槽，所述刻槽相对于其中心线方向偏转3-5°。

在上述技术方案中，为了修正金刚线对刻槽的磨损，所以将主辊本体上的刻槽设置成相对于其中心线的方向偏转3-5°的结构，由于刻槽本身形成了适当角度的偏转，所以在进行多晶硅切割的时候，就不会对刻槽形成偏磨损的情况了，这样的话，金刚线就不会发生摆动的问题，也就提高了多晶硅的切割良率。

进一步的，在本实用新型的实施例中，所述刻槽的槽底呈圆弧形。

进一步的，在本实用新型的实施例中，所述槽底的半径等于金刚线的等效半径减去3至9μm。

进一步的，在本实用新型的实施例中，所述刻槽呈V型。

进一步的，在本实用新型的实施例中，所述刻槽的夹角设置在33°至39°之间。

进一步的，在本实用新型的实施例中，所述刻槽的槽壁与所述槽底的圆弧相切。

进一步的，在本实用新型的实施例中，所述刻槽的槽深设置在240至280μm之间。