太阳能光伏电池硅片切割技术
光伏电池组件生产工艺
光伏电池组件生产工艺
光伏电池组件生产工艺是将硅片、玻璃、铝框等材料通过一系列工艺流程加工成光伏电池组件，用于太阳能发电。
下面以常规硅基光伏电池为例，分步骤阐述其生产工艺。
1. 硅片切割：先将硅棒切成薄片，然后采用线切割技术将硅片切成150-200微米厚的晶片。
这一步是整个工艺流程的起点。
2. 体液深度腐蚀：将硅片浸泡在碱性液体中，利用化学反应将硅片表面的极薄氧化层和部分硅材料腐蚀掉，形成较深的反向电场。
3. 清洗与蚀刻：经过深度腐蚀后，用酸性液体将硅片表面的微小瑕疵清洗掉，再蚀刻一层透明氧化硅。
4. 消光排笔：用液态聚合物在硅片的上下两个金属电极之间涂一层厚度约为25微米的消光层，以减少电极反射而影响电池效率。
5. 金属化：将铜、铝等金属蒸镀在消光排笔上，形成上下两个电极。
上铝下铜为常规电池的铺设方式，这一步完成后形成的晶体管就是PN结。
6. 切割、选级和分装：将硅片切割成多个电池，不同电池在制造过程中，由于材料、设备等方面的原因，也可能出现不同级别的电池，此时要进行筛选，将同一级别的电池分装装配并进行电学特性测量。
7. 等离子体清洗：为了去除硅片表面的杂质，提高器件性能，需要在高温、低压等条件下使用等离子体清洗法，清除氧化物和其他杂质。
8. 包装和组装：最后将生产的电池安装在玻璃上，用透明胶粘合在铝框上。
平板太阳能电池组件由多个电池板拼接而成，通常为36个或72个板拼接而成。
本文所述的光伏电池组件生产工艺中，每一步都需要准确的技术参数和工艺条件，以确保电池的品质，最终达到预期的发电效果。
同
时，这也反映了光伏电池、太阳能等新能源产业对于技术的要求是有多高的。
光伏电池片的工艺流程
光伏电池片的工艺流程1.硅材料准备：光伏电池片一般选用高纯度的多晶硅或单晶硅作为基材。
硅材料需要进行干燥处理，以去除杂质和水分。
2.硅片生长：硅片生长是将高纯度硅材料通过熔化再结晶的方式制备硅单晶或多晶片。
单晶硅片生长主要通过克里斯托夫棱镜法或气相转化法。
多晶硅片生长主要通过一直拉长法或静液旋转法。
3.硅片切割：在硅片生长完毕后，需要将硅锭切割成薄片，称为硅片。
硅片切割可以使用线切割机或切割切割机进行。
4.磨边清洗：硅片在切割后会产生边角和切割液，需要进行磨边处理和清洗。
首先使用化学溶液清洗硅片表面的污染物，然后使用机械磨边设备对边角进行修整。
5.渗铁等离子体增塑：硅片在增塑过程中会通过磁控溅射等技术在表面形成一层铁硅合金薄膜，这层薄膜能够提高硅片的光电转换效率。
6.瓦斯碳化：硅片在瓦斯碳化过程中会通过化学反应在表面形成一层非晶硅薄膜，从而提高硅片的导电性和光吸收能力。
7.电极成型：电极成型是将导电金属沉积到硅片的两侧，用于收集并导出电子。
一般使用金属铜或铝作为电极材料，通过真空沉积、压制和烧结等工艺将电极材料与硅片结合。
8.清洗和检验：在制造过程中，需要对硅片进行清洗和检验。
清洗可以去除硅片表面的污染物，而检验则可以检测硅片的质量和性能。
9.包装和组装：最后，经过测试和质量控制的光伏电池片会被包装和组装成太阳能光伏电池模组或组件，以供应到市场上使用。
综上所述，光伏电池片的工艺流程包括硅材料准备、硅片生长、硅片切割、磨边清洗、渗铁等离子体增塑、瓦斯碳化和电极成型等步骤。
这些工艺步骤的完整和精细是保证光伏电池片高效率和高质量的关键。
硅片切割工艺心得体会
硅片切割工艺心得体会硅片切割技术在光伏电池材料中具有重要的意义，切割技术长期成为光伏行业研究的热点。
硅片切割技术主要分为内圆切割和多线切割技术。
目前硅片切割技术多采用多线切割技术，相比以前的内圆切割，有切割效率高，成本低，材料损耗少的优点。
因此多线钢线硅片切割技术是未来切割技术的主流，目前硅片能够切出的最薄度在200um左右。
实际太阳能电池的最佳性能厚度是在60-100um.，之所以维持在200um左右是从太阳能电池的机械性考虑，硅片厚度减少不能适应一些电池工艺，如腐蚀，丝网印刷等，硅片厚度的减少带来了很大的电池制备技术难点。
光伏产业始终围绕两个主题："效率和成本"，现阶段在能进行产业化生产的电池工艺的基础上电池转化效率已到达效率极限，光伏电池转化效率的提升将依赖于新材料、新工艺、新结构。
很长时间以来，光伏产业难以推广的原因在于成本较高。
以前硅片、电池工艺、组件制造三部分几乎平分成本，各占33%左右，现在由于电池工艺和组件制造方面技术的改进，三者各占成本比例约为50%、25%、25%；在硅片切割过程中硅材料损失约为50%，浪费严重。
单晶电池制备主要工艺：从硅棒到硅片环节为单晶硅棒-截断-开方-磨面-切片-清洗-检测分级-包装；从硅片到电池片环节为硅片来料检验-制绒-扩散制结-PECVD-去PSG磷硅玻璃-丝网印刷背电场电极-烧结-检测分级-包装。
多晶电池制备主要工艺：从硅锭到硅片环节为多晶硅锭-开方-切断-磨面-倒角-切片-清洗-检测-包装，从硅片到电池片的环节与单晶硅电池制备工艺基本相同。
单晶硅电池与多晶硅电池加工工艺差异点在制绒工艺上，单晶采用异性碱制绒，多晶采用各向同性酸制绒。
目前，由于多晶由于转换效率和单晶只相差1-2百分点，但制造成本低，成为电站组件选型的主要选择。
单晶生产工艺几乎都可以用于多晶电池工艺生产，生产规模迅速扩大。
由于单晶电池工艺近期生产不断改进，制造工艺成本基本和多晶制造工艺成本持平，凭借其转化率较高，又有取代多晶的市场份额的趋势。
硅太阳能电池制造工艺流程图
硅太阳能电池制造工艺流程图1、硅片切割，材料准备：工业制作硅电池所用的单晶硅材料，一般采用坩锅直拉法制的太阳级单晶硅棒，原始的形状为圆柱形，然后切割成方形硅片（或多晶方形硅片），硅片的边长一般为10~15cm，厚度约200~350um，电阻率约1.cm的p型（掺硼）。
2、去除损伤层：1、硅片切割，材料准备：工业制作硅电池所用的单晶硅材料，一般采用坩锅直拉法制的太阳级单晶硅棒，原始的形状为圆柱形，然后切割成方形硅片（或多晶方形硅片），硅片的边长一般为10~15cm，厚度约200~350um，电阻率约1Ω.cm的p型（掺硼）。
2、去除损伤层：硅片在切割过程会产生大量的表面缺陷，这就会产生两个问题，首先表面的质量较差，另外这些表面缺陷会在电池制造过程中导致碎片增多。
因此要将切割损伤层去除，一般采用碱或酸腐蚀，腐蚀的厚度约10um。
3、制绒：制绒，就是把相对光滑的原材料硅片的表面通过酸或碱腐蚀，使其凸凹不平，变得粗糙，形成漫反射，减少直射到硅片表面的太阳能的损失。
对于单晶硅来说一般采用NaOH 加醇的方法腐蚀，利用单晶硅的各向异性腐蚀，在表面形成无数的金字塔结构，碱液的温度约80度，浓度约1~2%，腐蚀时间约15分钟。
对于多晶来说，一般采用酸法腐蚀。
4、扩散制结：扩散的目的在于形成PN结。
普遍采用磷做n型掺杂。
由于固态扩散需要很高的温度，因此在扩散前硅片表面的洁净非常重要，要求硅片在制绒后要进行清洗，即用酸来中和硅片表面的碱残留和金属杂质。
5、边缘刻蚀、清洗：扩散过程中，在硅片的周边表面也形成了扩散层。
周边扩散层使电池的上下电极形成短路环，必须将它除去。
周边上存在任何微小的局部短路都会使电池并联电阻下降，以至成为废品。
目前，工业化生产用等离子干法腐蚀，在辉光放电条件下通过氟和氧交替对硅作用，去除含有扩散层的周边。
扩散后清洗的目的是去除扩散过程中形成的磷硅玻璃。
6、沉积减反射层：沉积减反射层的目的在于减少表面反射，增加折射率。
科技成果——太阳能硅片电磨削多线切割技术及装备
科技成果——太阳能硅片电磨削多线切割技术及装备技术开发单位南京航空航天大学技术简介太阳能硅片多线切割机是一种大型、复杂、精密的核心光伏制造装备，长期依赖进口。
目前，国外已能采用多线切割的方法生产出面积较大而又较薄的硅片(300mm×300mm)，但由于仍属于非刚性切割，在切割过程中切割线必然产生变形从而不断产生瞬间的冲击作用，要使目前的大尺寸硅片厚度和切割损耗进一步降低，实现低成本高效切割，技术难度相当大。
因此针对现阶段国内外晶硅太阳能电池的制造技术瓶颈，寻求解决降低成本和提高光电转换效率的有效方法和途径，2009年，技术开发单位基于硅片磨削/电解多线切割原理，发明一种低宏观切削力、少机械损伤的太阳能硅片电磨削多线切割新方法。
从太阳能级晶硅表面能带结构、载流子扩散方式及磨料滚动切割特性入手，掌握了硅片的机械磨削复合微区电化学钝化（或腐蚀）材料去除和绒面形成机制，建立了全新的太阳能硅片高效低成本加工体系。
采用较低电导率的水性切削液，外加低压连续（或脉冲）直流电源，基于机械磨削和电解复合加工原理，降低宏观切削力，实现大尺寸超薄硅片的磨削/电解复合多线切割，从而满足光伏产业的生产工艺需求。
目前采用该技术较传统游离磨料多线切割效率提高一倍以上，与固结磨料多线切割效率相当，且表面完整性优于单独采用游离（或固结）磨料的传统多线切割方法；采用常规制作工艺，研制成功的太阳能多晶硅电池片平均光电转换效率达到17.5%。
为应用与推广上述技术，已在现有主流游离磨料多线切割设备上进行工艺验证和参数优化，并与国内外耗材厂家合作，开展相关的耗材如切割线、磨料使用等关键工艺技术的研发，为高效低成本太阳能硅片的规模化生产奠定坚实的基础。
该项目实施后，与现有多线切割技术相比，切割线、磨料及切削液等耗材成本将降低20%以上；此外，将为国产新型多线切割设备的研制及国内现有近8000台进口多线切割设备的升级换代提供借鉴经验。
光伏硅片切割流程
光伏硅片切割流程《光伏硅片切割流程：一场神奇的“硅片变身记”》嘿，小伙伴们！今天我要给你们讲一讲超级有趣的光伏硅片切割流程。
你们知道吗？那些在太阳能板里起着超级重要作用的硅片，可不是随随便便就长成我们看到的样子的。
我先来说说硅料吧。
硅料就像是一块超级大的蛋糕，不过这个蛋糕可不能直接吃哦，它是制造硅片的原料。
这硅料有单晶硅和多晶硅之分。
单晶硅就像是一群特别听话、排得整整齐齐的小士兵，它们的原子排列很规则；多晶硅呢，就像是一群有点调皮的小娃娃，原子排列没有那么整齐。
接下来就是切割前的准备啦。
我们得把硅料固定好，这就好比是把我们要雕刻的东西稳稳地放在桌子上一样。
这个固定的工具可厉害了，要保证硅料在切割的时候不会乱跑。
这时候呀，工人们就像是小心翼翼照顾小宝宝的爸爸妈妈，一点点调整着硅料的位置，嘴里可能还嘟囔着：“可不能歪了呀，宝贝。
”然后，真正的切割就要开始喽。
切割硅片的线锯就像是一把超级精细的梳子。
不过这把梳子不是用来梳头发的，而是用来把硅料切成一片片薄薄的硅片。
这线锯的线特别细，细得就像我们的头发丝儿似的。
这些线在高速运转，就像一群小旋风在硅料上飞舞。
你可能会问：“这么细的线能把硅料切开吗？”哈哈，这你就不懂了吧。
这线锯上还带着切割液呢，切割液就像是线锯的小助手，它能让切割变得更容易，还能把切割时产生的那些小碎末给带走，就像小清洁工一样。
在切割的时候呀，机器发出嗡嗡嗡的声音，就像是一群小蜜蜂在辛勤工作。
工人叔叔们就站在旁边，眼睛紧紧地盯着机器，就像老鹰盯着猎物一样。
他们可不敢有丝毫的松懈，要是出了点小问题，那可不得了。
比如说，如果线锯断了，那就像是做饭的时候锅铲突然断了一样糟糕。
这时候，他们就得赶紧停下来，重新调整。
我想呀，他们心里肯定在想：“哎呀，可别出岔子呀。
”切割完一片后，一片又一片，就像魔术师从帽子里不断地变出小兔子一样神奇。
这些硅片的厚度那是相当薄，薄得就像我们的纸张一样。
你能想象这么薄的硅片是从那么大块的硅料上切下来的吗？这就像是把一座大山削成一片片小树叶一样厉害。
太阳能硅片多线切割技术详解
硅片是半导体和光伏领域的主要生产材料。
硅片多线切割技术是目前世界上比较先进的硅片加工技术，它不同于传统的刀锯片、砂轮片等切割方式，也不同于先进的激光切割和内圆切割，它的原理是通过一根高速运动的钢线带动附着在钢丝上的切割刃料对硅棒进行摩擦，从而达到切割效果。
在整个过程中，钢线通过十几个导线轮的引导，在主线辊上形成一张线网，而待加工工件通过工作台的下降实现工件的进给。
硅片多线切割技术与其他技术相比有：效率高，产能高，精度高等优点。
是目前采用最广泛的硅片切割技术。
多线切割技术是硅加工行业、太阳能光伏行业内的标志性革新，它替代了原有的内圆切割设备，所切晶片与内圆切片工艺相比具有弯曲度（BOW）、翘曲度（WARP）小，平行度（TAPER）好，总厚度公差（TTA）离散性小，刃口切割损耗小，表面损伤层浅，晶片表面粗糙度小等等诸多优点。
太阳能硅片的线切割机理就是机器导轮在高速运转中带动钢线，从而由钢线将聚乙二醇和碳化硅微粉混合的砂浆送到切割区，在钢线的高速运转中与压在线网上的工件连续发生摩擦完成切割的过程。
在整个切割过程中，对硅片的质量以及成品率起主要作用的是切割液的粘度、碳化硅微粉的粒型及粒度、砂浆的粘度、砂浆的流量、钢线的速度、钢线的张力以及工件的进给速度等。
一、切割液（PEG）的粘度由于在整个切割过程中，碳化硅微粉是悬浮在切割液上而通过钢线进行切割的，所以切割液主要起悬浮和冷却的作用。
1、切割液的粘度是碳化硅微粉悬浮的重要保证。
由于不同的机器开发设计的系统思维不同，因而对砂浆的粘度也不同，即要求切割液的粘度也有不同。
例如瑞士线切割机要求切割液的粘度不低于55，而NTC要求22-25，安永则低至18。
只有符合机器要求的切割标准的粘度，才能在切割的过程中保证碳化硅微粉的均匀悬浮分布以及砂浆稳定地通过砂浆管道随钢线进入切割区。
2、由于带着砂浆的钢线在切割硅料的过程中，会因为摩擦发生高温，所以切割液的粘度又对冷却起着重要作用。
硅片切割工艺及设备
硅片切割工艺及设备
硅片切割是太阳能电池制造过程中的一个关键步骤，它将硅锭切割成薄片，用于制造太阳能电池。
以下是硅片切割的工艺及设备的一些基本信息：
1. 工艺流程：
- 硅锭准备：首先，将硅锭固定在切割设备上，并确保硅锭表面干净平整。
- 切割：使用金刚石线或砂轮进行切割。
金刚石线通过高速运动将硅锭切割成硅片，砂轮则通过旋转和进给来切割硅锭。
- 去毛刺：切割后，硅片的边缘可能会有毛刺，需要使用化学或机械方法去除。
- 清洗：对硅片进行清洗，以去除表面的污垢和杂质。
- 检测：对硅片进行外观和尺寸检测，确保符合质量标准。
2. 设备：
- 切片机：用于将硅锭切割成硅片的设备。
切片机通常使用金刚石线或砂轮作为切割工具。
- 线锯：一种使用金刚石线进行切割的设备。
它通过高速运动的金刚石线将硅锭切割成硅片。
- 砂轮切割机：使用砂轮进行切割的设备。
它通过旋转的砂轮和进给系统将硅锭切割成硅片。
- 清洗设备：用于清洗硅片的设备，通常使用化学清洗或超声波清洗技术。
- 检测设备：用于检测硅片的外观和尺寸的设备，如显微镜、卡尺等。
硅片切割的工艺和设备不断在发展和改进，以提高切割效率、降低成本和提高硅片质量。
随着技术的进步，新的工艺和设备可能会不断涌现。
太阳能硅片切割技术的研究、
太阳能硅 片切割技术的研究
徐 香 存
（ 保定 天威 英利 新能源有 限公 司 ）
切缝的金刚砂粒对硅材料进行切磨 ，此操作产生 的切割力会对脆性 硅材料表 面产生冲击作 用， 同时也提 高了大尺寸超薄硅 片切割得 困 难度。 国内外许多学者和研究机构对硅片放 电切割技术为 了进一步降 【 关键词 】 太阳能 ； 硅 片切割技术 ；电火花线 低大尺 寸硅片切割悼 度 ，减少切缝损耗 ，进行 了深入研究 。国外媒 体对 于低速走丝 电火花线切割 （ Ｌ Ｓ Ｗ Ｅ Ｄ Ｍ ） 切割硅片的技术 已经有过报 社会 的稳 定与和 谐发展 现在 已经 离不 开能源 的储备 ，２ １ 世纪的 道，其中 日本冈山大学研制出多线放 电切割原理样机 ，采用的是类 战争也 已经从武 力的争斗转换成能源的争斗 ，谁 能拥有持 续、清洁 似于我 国高速 走丝 电火花 线切割 （ Ｈ Ｓ Ｗ Ｅ Ｄ Ｍ ） 方式的技术， 原理采用 晶 的能源 ，谁 的经 济就 会持 续的发展 ，社会就会更加 的和谐 、稳 定。 体管脉 冲电源并 以高熔点钼丝进行单晶硅棒切割， 以去离子水为工 清洁 、持续可利 用的能源的研究己经 引起 了大家 的重视 。那么太 阳 作介质 的研 究。 依据是 用 Ｈ Ｓ Ｗ Ｅ Ｄ Ｍ加工所获得 的硅片总厚度变化 （ Ｔ Ｔ Ｖ ） 能作为一种取之 不尽 、用之不竭的新型清洁能源 ，它 的开 发与利用 和弯 曲程度 （ Ｗ ａ ｒ ｐ ） 与多线切割的结果有极高的相似度，取向生长法 也 已经 引起全人类 的广泛 关注 。太阳能 电池作为太 阳能 的可利用形 形成 的单晶硅 锭电阻率低 （ ０ ． ０ １ Ｑ・ ｃ ｍ ） ， 使 Ｈ Ｓ Ｗ Ｅ Ｄ Ｍ用于切割硅锭成 式之一 ，正在投入到大量 的开 发研 究之中 商业化太 阳能 电池就是 为可能 。几年 来， 国内外一些有名大学针对硅片切 割的性质 ， 也做了 清洁能源 的一种 ，采用 的是无 毒的晶硅，其 中的单 晶和多 晶硅 电池 些相关方面 的研 究。比利时鲁汶大学、美国内布拉 斯加大学均开 的特点就是光 电转换 的效率 比较高，使用的寿命较长 ，稳定性 比较 始探索采用 Ｌ Ｓ Ｗ Ｅ Ｄ Ｍ 进 行了硅片切割技术的实验， 结果表明。切缝造 好 ，当然成本也是较 高的。伴 随着 半导体制造技术的不断提升与完 成的硅材料损失大约为 ２ ５ ０ ｜ ｌ ｍ ， 与多线切割法得到的数值 几乎一样 ， 善，虽然硅片制造成本在不 断降低 ，但 是作 为中心材质的太阳能 电 电阻率在 ２ ０ Ｑ・ ｃ ｍ以下的单、多晶硅片具有可加工性。 池所用硅片的切割成本一直居 高不 下，甚至 可以 占到太阳能总制造 由此可 以看 出，Ｗ Ｅ Ｄ Ｍ 对硅材料 切割 的研究是针对 较低 电阻率 成本的 ３ ０ ％ 。 （ ＜ ０ ． １ Ｑ・ ｃ ｍ ） 进行 的， 因单脉冲耗 电量较高， 同时硅片表 面存在 明显 目前硅片 的生产 已经采用 多线锯 切割 方法，可 以生产 出面积较 的微裂纹与热影响 区， 且切割效 率不 高， 所 以还不具备与硅太 阳能电 大（ ２ ５ ｃ ｍ ￣２ ５ ｃ ｍ ） 而厚度又相对较薄的硅片 ， 但是在此方法的操作过 池制造 工艺兼容 。而 Ｌ Ｓ Ｗ Ｅ Ｄ Ｍ方法 由于不存在 宏观机械切 削力， 与内 程 中，金属丝要受到多种力的激励 ，还要受 到机械 结构的影响 ，就 圆和多线切割相 比， 在硅片最小切割厚度及翘 曲方面 具有较大优势 。 不可避 免的在切割过程 中产生变形与振动 ，瞬间性的冲击 就会 作用 ２太 阳能硅 电火花线切割简析 在切割 的硅 片上 。为 了避免此现象 的发生硅 片的切割 厚度 也从 ３ ０ ０ 太阳能硅片是光伏 电池 的主要 原料 ，电阻率 ｌ １ ０ ｏ・ ｃ ｍ ，电阻 ｍ 左右进 一步降低，争取实现低成本高线切割及减少切 缝损 耗， 率在此范围内的半导体材料 比其他金属材料高 出 ３ ４个数量级 ，有 但是难度是 相当的大。因此实现太阳能 晶硅 电池行业生产 效率 的提 定的导电性，在放 电过程 中由于不利因素的存在 ，钳制 了放 电回 高及生产成 本的降低，对于开展寸超薄硅片切割方法 的开 拓与 创新 路的加 工电流，就 不能直接采用普通 电火花线切割加工的方法 。 研 究是 势 在 必行 的 。 电火花线切割具有超薄 、大厚度切割 的特点 ，且在切割过程中 １太 阳能硅片 目前比较成熟的切割方法 不存在宏观切 削力 ，将会成为太 阳能硅片切割 的重点研究方向。 我 国进入 现代 化的时间相对较晚 ，对于对于硅 片装 备和切割 技 参 考文献 ： 术 的研究 ， 与其它发达 国家 的技术水平相 比较大 的差距还是存在 的， ｆ １ Ｉ刘志东， １ 邱 明波， 汪炜， 田宗军， 史勇， 王振兴． 太阳能硅 片切割技术的 特别是多线切割技术 ，我 们 目前并没有成熟 的产 品面市 ，也难 以满 研 究 Ⅱ 】 ． 电加 工 与 模 具 ， ２ ０ ０ ９ ． 足市场应用 的需求 。太 阳能硅 片常规切割方法主要有 ： 内圆切割 （ Ｉ Ｄ 【 ２ 】 刘 志东， 邱 明波， 汪炜 ， 田 宗军， 黄 因慧． 太 阳能级硅高效放 电电解复 ｓ ｓ ｗ ） 和 多线切割 （ Ｗ ｉ ｒ ｅ ｓ ａ ｗ ） 。内圆切割操作时利用 内圆刃 口边切割 合 切 割 制 绒 一体 化 研 究 ｌ １ １ ．电 加 工 与模 具 。 ２ ０ ０ ９ ． 硅锭 ，圆盘型刀片外 圆张紧。在操作过程中 ，刀片要高速旋转 ，不 【 ３ 】 林峰， 汪建平， 傅 建中． 太阳能硅 片精密切割技术及其特性研究Ⅱ 】 ． 航 可避免产生轴 向振动 ，刀 片与硅 片的摩擦力增加 ，切割时就会产生 空精 密制 造 技 术 ． ２ ０ １ ０ ． 较大的残留切痕和微裂纹 ，结 束时也容易出现硅片蹦片 ，甚至飞边 ［ ４ 】 毕 勇， 刘志 东， 邱 明波， 汪炜， 田宗军， 黄 因慧． 新型 太阳能级硅 片切割 的现象 ，多线切割作为 目前硅 片切割的主流技术 ，其是 以钢丝带入 技 术ｍ． 材料科 学与工程学报 ， ２ ０ １ ０ ． 太 阳能硅 片切割技术 的研 究成 为了热点方向 ，文 中基 于这一背景对 太 阳能硅片 目前 比较成 熟的切割 方法进行 了分析 ，最后 简要探讨 了 太 阳能硅 电火 花 线 切 割 技 术 。
光伏电池生产工艺
光伏电池生产工艺光伏电池生产工艺是指将太阳能光转化为电能的工艺流程。
下面是光伏电池生产工艺的主要步骤。
第一步：硅片生产光伏电池的主要材料是硅片。
硅片的生产是整个工艺的第一步。
生产硅片的方法有两种，一种是单晶硅制备，另一种是多晶硅制备。
在单晶硅制备过程中，通过将硅锭浸入液态硅中，然后慢慢提升锭温，使得液态硅沉积成固态晶体。
在多晶硅制备过程中，通过将硅料融化，然后将融化的硅料倒入硅坩埚中凝固。
第二步：硅片切割硅片切割是将生产好的硅块切割成薄片的过程。
硅片切割可以采用线切割法和切割盘法。
线切割法是利用硅片表面的硅酸盐和切割线之间的摩擦力将硅片切割成薄片。
切割盘法是将硅块放在切割盘上，通过旋转切割盘和用于切割的细沙将硅块切割成薄片。
第三步：接触制备接触制备是将硅片上的背面金属化和正面金属化，以便一侧吸收阳光，另一侧将光能转化成电能。
背面金属化可以通过在硅片背面涂覆铝膜，然后在铝膜上涂覆金属，如银、铜等，形成导电层。
正面金属化可以通过在硅片正面涂覆导电膜，并使用光刻和蚀刻技术，将导电膜刻割成所需的形状。
第四步：封装封装是将接触制备好的硅片与其他组件组合在一起，形成完整的光伏电池。
封装的目的是保护光伏电池和提高光电转换效率。
封装过程包括将硅片与玻璃基板和背板粘合在一起，然后使用胶水或其他材料将其固定。
封装过程中还会在玻璃上涂覆一层防反射膜，以提高光吸收效率。
第五步：测试和包装测试和包装是光伏电池生产工艺的最后一步。
在测试过程中，对生产好的光伏电池进行测试，检查其是否符合规定的性能指标。
然后，将测试合格的光伏电池进行包装，以备发货和销售。
总结：光伏电池生产工艺是一个复杂的过程，包括硅片生产、硅片切割、接触制备、封装、测试和包装等多个步骤。
每个步骤都需要严格的控制和操作，以确保光伏电池的质量和性能。
随着科技的进步，光伏电池生产工艺将会不断改进，提高光电转换效率和光伏电池的寿命。
太阳能硅片切割技术简介
主要清洗不良工程
白斑 颜色不均
黑斑 金属污染
微蓝 手指印
六.LDK硅片生产技术介绍
7.分检 将清洗好的硅片按照客户和公司的标准进展分检。
六.LDK硅片生产技术介绍
➢检测仪器
六.LDK硅片生产技术介绍
展包装，入库。
➢设备：包装机 ➢关键参数：包装的温度，速度 ➢关键参数：包装区的湿度
7
5
2
3
6
1
• 7.电气控制系统〔 含操作系统〕
四、太阳能硅片多线切割技术
4. 多种设备之间的比较
HCT MB NTC 安永
四、太阳能硅片多线切割技术
5. 多线切割技术之物料－PEG＋SiC 将PEG和SiC粉末按照一定的比例混合搅拌成砂浆，在线切 工艺中起研磨和冷却的作用。 ➢设备：砂浆搅拌缸 ➢设备：气动隔膜泵
操作流程 ➢硅块与玻璃清洗 ➢准备晶托 ➢准备玻璃 ➢拌胶 ➢粘玻璃 ➢准备硅块 ➢粘硅块 ➢粘PVC条
控制参数
➢关键参数：混合比例 ➢关键参数：拌胶时间 ➢关键参数：操作时间 ➢关键参数：固化时间
是否粘牢 粘结方向
是否粘正 无溢胶残留
六.LDK硅片生产技术介绍
3. 浆料
将PEG和SiC粉末按照一定的比例混合搅拌成砂浆，在线切 工艺中起研磨和冷却的作用。
各工位 质量 控制
六.LDK硅片生产技术介绍
1. 开方
➢设备：HCT开方机 ➢主料：硅锭 ➢辅料：钢线 ➢辅料：填缝剂 ➢辅料：砂浆 ➢关键参数：线速 ➢关键参数：台速 ➢关键参数：砂浆流量 ➢关键参数：砂浆温度
六.LDK硅片生产技术介绍 2. 粘
胶
➢辅料：晶托 ➢辅料：玻璃 ➢辅料：胶水
➢辅料：PVC条
外圆切割
硅片切割技术
内圆 切割
多线 切割
外圆 切割
电火花 线切割
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外圆切割技术 几种切割方式的比较 外圆切割流程
内圆切割相对于外圆切割由于其刀片韧性较大，可以 外圆切割机主要有卧式和立式两种，由主轴系 用来切割较大直径的硅片；与多线切割比较优点是不需要 统、冷却循环系统、工业机控制系统、电磁旋转工作台 供给砂浆、废弃物处理小、切片成本是它的 1／3—1／4、 为了加工太阳能电池片的单晶硅片, 其加工成 等组成，其中主轴系统是它的核心系统，刀片安装在主 每片可以进行晶向调整和厚度调整、小批量多规格加工， 型过程为 : 单晶生产(硅圆棒成型)、切方滚磨, 再 轴上面。一般是在钢质圆片基体外圆部分电镀一层金刚 缺点是表面损伤较大、切缝损失大、生产效率低，是中小 切成一般厚度约 0. 2 毫米的薄片, 再经过整形、 石磨粒，可以单刀切割或者多刀切割。切割时由于刀片 尺寸硅片小批量生产的主要方法。从目前 wEDM的切割试验 抛磨、清洗等工序 , 制成太阳能电池的原料硅片。 太薄容易产生变形和侧向摆动，导致硅片的切缝较大 (1 来看，所获得的硅片总厚度变化和弯曲程度与多线切割结 mm左右)，晶面不平整，且切割硅片的直径也不能太大 果几乎一样，而且其成本比多线切割低许多，将成为一种 (100 mm以内) 。 非常有竞争力的加工手段。表l是这几种切割方法的比较 旧。
外圆切割设备及制造工序图
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硅片(多晶硅)切割工艺及流程
Xinyu College毕业设计（论文）（ 2010 届）题目硅片（多晶硅）切割工艺及流程学号**********姓名肖吉荣所属系太阳能科学与工程系专业光伏材料加工与应用技术班级08光伏（8）班指导教师陈勇新余高等专科学校教务处制硅片（多晶硅）切割工艺及流程摘要随着能源短缺和环境污染等问题的日益加剧，利用可再生、无污染的能源已成为现代社会的一个趋势，太阳能的开发与利用越来越被人们所重视。
未来太阳的大规模应用主要是用来发电，目前实用太阳能发电方式主要为“光—电转换”。
其基本原理是利用光生伏打效应将太阳辐射能直接转换为电能，它的基本装置是太阳能电池。
太阳能电池是由太阳能电池硅片组件组成的一个系统。
硅片的质量直接影响了太阳电池的光电转换效率。
本文介绍了光伏产业的发展现状及趋势，对多线切割、硅片切割机的工作原理及结构进行了大概的介绍，详细阐述了硅片切割工艺及流程，并对切片切割操作中遇到的问题及解决方案作了详尽的论述。
关键词：多线切割；wafer(polycrystalline) cutting technology andflowAbstract•As the shortage of energy and the pollution of environment, it is a trend use renewable and non-pollution energy nowadays, thedevelopment and use of solar energy is becoming more valued by people .A scale use of the sunshine is main use to generate electricity。
Nowadays the main way to use solar to generate electricity is translate light to electricity . Its basic principle is use photovoltaic effect to solar radiation energy to electric immediate. Its foundation appliance is solar cell. Solar cell is a system make of silicon wafers. The quality of silicon wafer influences the photoelectric conversion efficiency of solar immediate.This passage introduced the current situation and trend ofPhotovoltaic Industry. We have a general introduce of multiwire cutting , the operating principle and the structure of silicon wafer slitter. Also it included the expound silicon wafer cutting and technological process in detail. At last, we have a detail expound of the problems and solve project while cutting silicon wafers and solve project..Keywords: multiwire cutting;目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章光伏产业的发展现状及趋势 (2)1.1国际光伏产业的现状 (1)1.2国内光伏产业的现状 ..................................................... 错误!未定义书签。
太阳能硅片切割钢丝的开发及应用
目前 已探 明 全 球 石 油 储 量 可 开 采 约 ４ ０年 ， 天
然 气 可开 采约 ５ ０年 ． 煤 可开 采 约 ２ ０年 ： 我 国 原 ０ 而 可 采 储量 的原煤 为 ｌ５年 ， 然气 仅 ４ １ 天 ９年 ， 油 仅 原 ２ Ｏ年 。随 着全球 化 石能 源 日益 紧缺 ， 以太 阳能为 主
一
装 机 规模 在 ２ １ ０ １年 、０ ０年 分 别 达 到 ２ ０万 千 瓦 ２２ ０
和 ２０ ０ ０万 千瓦 。２ １ ０ ５年我 国太 阳能发 电装 机 容 量 将 大约 在 １ ０ ０ ０万 千瓦 左右 。
作 为新 能 源产 业 的 主要 代 表 ， 伏产 业 在 我 国 光 发 展 迅速 ， 国光伏 产业 已经 成为 国际新 能 源 市 场 我 上 举 足轻 重 的力 量 。 “ 十二 五 ” 间 ． 期 国家 会 有更 多
与 内 圆切 割 相 比 ．多 线 切 割 表 现 出 了 众 多 优
势 ： １ 切 割 效 率 高 ， 次 可 切 割 数 千 片 ， 小 时 可 （） 一 每
切 割 ３０ ２ ０ ０ ０ ０平 方 英 寸 ：而 内 圆切 割一 次 只可 切
光伏电池片生产工艺流程
光伏电池片生产工艺流程一、概述光伏电池片是太阳能发电系统的核心部件，其生产工艺流程包括硅片制备、光伏电池片制备和模组制造三个主要环节。
本文将详细介绍光伏电池片生产工艺流程。
二、硅片制备硅片是光伏电池片的基础材料，其制备分为单晶硅和多晶硅两种方法。
1. 单晶硅制备流程：（1）原料准备：选用高纯度的硅块作为原料，经过熔炼和再结晶处理得到单晶硅棒。
（2）切割：将单晶硅棒切割成厚度约为0.3mm的薄片。
（3）去除氧化层：利用化学方法或机械方法去除薄片表面的氧化层。
（4）抛光：通过机械抛光和化学抛光使薄片表面更加平滑。
（5）清洗：使用酸碱溶液清洗薄片表面，去除残留物质。
2. 多晶硅制备流程：（1）原料准备：选用高纯度的二氧化硅和氢气作为原料，在高温高压下反应生成多晶硅块。
（2）切割：将多晶硅块切割成厚度约为0.3mm的薄片。
（3）去除氧化层：利用化学方法或机械方法去除薄片表面的氧化层。
（4）抛光：通过机械抛光和化学抛光使薄片表面更加平滑。
（5）清洗：使用酸碱溶液清洗薄片表面，去除残留物质。
三、光伏电池片制备1. P型和N型硅片制备：P型硅片和N型硅片是组成光伏电池片的两个半导体材料，其制备流程如下：（1）P型硅片制备：①在单晶硅或多晶硅表面涂覆掺杂源，使其形成P型半导体。
②在高温下进行扩散处理，使掺杂源向内扩散形成P-N结。
③清洗并干燥处理得到P型硅片。
（2）N型硅片制备：①在单晶硅或多晶硅表面涂覆掺杂源，使其形成N型半导体。
②在高温下进行扩散处理，使掺杂源向内扩散形成P-N结。
③清洗并干燥处理得到N型硅片。
2. 光伏电池片制备：（1）清洗：将P型和N型硅片放入酸碱溶液中清洗，去除表面的杂质和氧化层。
（2）涂覆：在P型硅片表面涂覆一层透明导电氧化物，如氧化锌或氧化铟锡。
（3）光刻：使用光刻技术将导电氧化物层上的图案进行曝光和显影，形成电极。
（4）扩散：在N型硅片表面涂覆掺杂源，并在高温下进行扩散处理，形成P-N结。
光伏电池片无损切割原理
光伏电池片无损切割原理英文回答：Introduction.Photovoltaic (PV) cells are semiconductor devices that convert light energy into electrical energy. They are the building blocks of solar panels, which are used to generate electricity from sunlight. PV cells are typically made of silicon, and they are fabricated by cutting a silicon wafer into individual cells.Traditional Cutting Methods.Traditional methods of PV cell cutting use mechanical saws or lasers to score and break the silicon wafer. These methods can damage the cells, resulting in reduced efficiency and reliability.Non-Destructive Cutting Methods.Non-destructive cutting methods avoid damaging the PV cells. These methods include:Laser-Induced Kerf Separation (LIKES): LIKES uses a laser to create a narrow kerf, or groove, in the silicon wafer. The kerf is then filled with a liquid, which causes the wafer to split along the kerf.Electrical Discharge Machining (EDM): EDM uses a spark discharge to erode the silicon wafer along a predetermined path.Waterjet Cutting: Waterjet cutting uses a high-pressure stream of water to cut the silicon wafer.Ultrasonic Cutting: Ultrasonic cutting uses high-frequency sound waves to vibrate the silicon wafer and cause it to fracture.Advantages of Non-Destructive Cutting.Non-destructive cutting methods offer several advantages over traditional cutting methods:Reduced cell damage: Non-destructive cutting methods do not damage the PV cells, resulting in higher efficiency and reliability.Improved throughput: Non-destructive cutting methods are faster than traditional cutting methods, which can increase production throughput.Lower cost: Non-destructive cutting methods can be more cost-effective than traditional cutting methods, especially for high-volume production.Conclusion.Non-destructive cutting methods are essential for the production of high-quality PV cells. These methods can reduce cell damage, improve throughput, and lower costs. As the demand for solar energy increases, non-destructive cutting methods will play an increasingly important role inthe production of PV cells.中文回答：无损切割原理。
太阳能光伏电池硅片切割技术
太阳能光伏电池硅片切割技术硅片切割是太阳能光伏电池制造工艺中的关键部分。
该工艺用于处理单晶硅或者多晶硅的固体硅锭。
线锯首先把硅锭切成方块，然后切成很薄的硅片。
（图1）这些硅片就是制造光伏电池的基板。
图 1.硅片切割的3个步骤：切料, 切方和切片硅片是晶体硅光伏电池技术中最昂贵的部分，所以降低这部分的制造成本对于提高太阳能对传统能源的竞争力至关重要。
本文将对硅片切片工艺、制造业的挑战和新一代线锯技术如何降低切片成本做一个概述。
线锯的发展史第一台实用的光伏切片机台诞生于1980年代，它源于Charles Hauser 博士前沿性的研究和工作。
Charles Hauser 博士是瑞士HCT切片系统的创办人，也就是现在的应用材料公司PWS精确硅片处理系统事业部的前身。
这些机台使用切割线配以研磨浆来完成切割动作。
今天，主流的用于硅锭和硅片切割的机台的基本结构仍然源于Charles Hauser 博士最初的机台，不过在处理载荷和切割速度上已经有了显著的提高。
切割工艺现代线锯的核心是在研磨浆配合下用于完成切割动作的超细高强度切割线。
最多可达1000条切割线相互平行的缠绕在导线轮上形成一个水平的切割线“网“。
马达驱动导线轮使整个切割线网以每秒5到25米的速度移动。
切割线的速度、直线运动或来回运动都会在整个切割过程中根据硅锭的形状进行调整。
在切割线运动过程中，喷嘴会持续向切割线喷射含有悬浮碳化硅颗粒的研磨浆。
图 2. 硅块通过切割线组成的切割网.硅块被固定于切割台上，通常一次4块。
切割台垂通过运动的切割线切割网，使硅块被切割成硅片（图2）。
切割原理看似非常简单，但是实际操作过程中有很多挑战。
线锯必须精确平衡和控制切割线直径、切割速度和总的切割面积，从而在硅片不破碎的情况下，取得一致的硅片厚度，并缩短切割时间。
减少硅料消耗对于以硅片为基底的光伏电池来说，晶体硅(c-Si)原料和切割成本在电池总成本中占据了最大的部分。
太阳能电池片切割加工
太阳能电池片切割加工太阳能电池板作为可再生能源的代表，在当今发展的环境保护意识日益提升的现状下，成为了热门的能源之一。
而太阳能电池片切割加工作为太阳能电池板的关键环节，也备受各个领域的关注。
1. 切割加工的原理太阳能电池板主要由硅制成，而硅是一种半导体材料，具有特殊的电导性能和光学特性，因此需要特殊的切割加工来制作成电池片。
而太阳能电池片切割加工主要采用的技术是机器切割和激光切割。
机器切割主要采用磨料切割和金刚石切割两种方式。
其中磨料切割是通过一定的磨料在高速旋转的方式下切割硅片，而金刚石切割则是通过金刚石做的切割刀片切割硅片。
而激光切割主要通过高能量激光束在硅片上进行切割，可以实现高质量、高效率的切割。
2. 切割加工的优势切割加工技术的发展，使得太阳能电池板制作过程变得更加高效、精准，而且还具有以下优势：(1) 制作速度快：机器切割和激光切割技术都可以实现高速切割，大大缩短了制作周期；(2) 制作精度高：机器切割和激光切割技术都具有高精度，可以实现更精准的切割，提高了电池效率；(3) 节约成本：机器切割和激光切割技术的自动化程度高，可以实现工人的省力制作，同时可以减少废料的产生，节省了成本。
3. 切割加工中需要注意的事项切割加工虽然具有很多优势，但是在切割的过程中也需要注意一些事项：(1) 合理选用切割工具：不同硅片需要不同的切割工具，因此需要根据实际情况进行选择；(2) 切割速度不能过快：切割速度过快容易导致硅片裂开或者出现其他问题，需要适当区分速度；(3) 切割精度要求高：太阳能电池片的制作需要切割精度相当高，因此在切割的过程中要特别注意。
4. 切割加工未来发展趋势随着国内外太阳能电池板制作行业的发展，太阳能电池片切割加工技术也在不断的创新和提高。
未来的发展趋势主要是：(1) 自动化生产：由于机器切割和激光切割具有自动化程度高的特点，未来的生产趋势也会向着自动化的方向发展；(2) 应用更广泛的材料：目前太阳能电池板的主要材料为硅片，但是未来随着新材料的开发和应用，太阳能电池板的切割加工技术也会相应的进行创新和提高。
切片技术原理
二、单晶硅片制造工艺流程
硅料清洗
单晶硅棒
切断
开方
平磨
滚磨
粘胶
硅片清洗
成品检验
包装
切片 出库
三、切割原理
一、晶片切割是一个磨削运动： 线切割机是通过使用一条高速运行的金属线携带砂
浆，把硅块切割成薄片的。
二、晶片切割是一个多线切割系统： 系统中，金属线缠绕一组导轮形成一个切割线网。硅块
被顶起推在金属线网上，同时金属线网向一个方向（单线 切割）或来回（双向切割）运动。
碳化硅的粒型：
– 切割机用的碳化硅应该是比较圆而且是有很多棱角。这可以用圆形度来表述，一般要求在0.88左右； – 比较尖的碳化硅的凸出长度较长，可以看作大颗粒，比较尖的碳化硅带来高的TTV和切损； – 碳化硅在延长使用后（包括回收的），减少了尖角，减低了切割能力；钢线上会出现很多结，导致比较高
的TTV、表面ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ伤如擦痕。
三、SiC主要用于切割，切割液用于悬浮，钢线用于承载.
四、Si的摩氏硬度6.5，SiC的摩氏硬度9.25~9.5，钢线的摩氏 硬度5.
四、切片作业流程
事先准备
下棒
上棒
启动
观 确察 领认上 棒辅刀 清料切 理寿割 命状
况
运 准确
输 备认下
至 工切棒
清 具透
洗
清更上设 理换棒备 机辅确零 器料认点
热点开 机检机
限值(d0）
值（d3）
（d50）
值（d94）
#800 #1200 #1500 #2000
38max 27max 23max 19max
31max 23max 20max 17max
14.0±1.0 9.5±0.8 8.0±0.6 6.7±0.6
单晶硅、多晶硅、线切割工艺、激光切割工艺与方法。
单晶硅、多晶硅、线切割工艺、激光切割工艺与方法。
单晶硅和多晶硅是太阳能电池的主要材料，它们具有不同的晶体结构和制备工艺。
- 单晶硅：单晶硅是由纯度极高的硅材料制备的，晶体结构完整，无晶界和杂质，因此具有较高的电导率和太阳能转换效率。
制备单晶硅的方法主要是Czochralski法，即将硅原料熔化后
通过单晶硅种子慢慢拉出单晶硅棒，然后将棒状单晶硅切割成薄片。
- 多晶硅：多晶硅是由高纯度的硅材料通过熔融法制备的，晶
体结构不完整，有晶界和杂质存在，因此电导率和太阳能转换效率较单晶硅低。
多晶硅制备的方法主要是摩擦致密化法或区熔法，即将硅材料熔化后快速冷却形成多晶硅块，然后切割成薄片。
线切割工艺是一种常用于硅片切割的方法。
该方法通过金刚线在硅片表面划割，然后通过机械力或其他手段断开硅片，实现切割目的。
线切割工艺简单易行，但切割速度较慢，有些硅片容易产生裂纹。
激光切割工艺是一种利用激光束对硅片进行切割的方法。
激光切割工艺具有高精度、高效率的特点，适用于各种材料的切割。
激光切割工艺可以通过调节激光功率、频率和扫描速度等参数，控制切割过程中的熔化和蒸发，避免材料过热和产生裂纹。
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太阳能光伏电池硅片切割技术硅片切割是太阳能光伏电池制造工艺中的关键部分。
该工艺用于处理单晶硅或者多晶硅的固体硅锭。
线锯首先把硅锭切成方块，然后切成很薄的硅片。
（图 1）这些硅片就是制造光伏电池的基板。
图 1.硅片切割的 3 个步骤：切料, 切方和切片硅片是晶体硅光伏电池技术中最昂贵的部分，所以降低这部分的制造成本对于提高太阳能对传统能源的竞争力至关重要。
本文将对硅片切片工艺、制造业的挑战和新一代线锯技术如何降低切片成本做一个概述。
线锯的发展史第一台实用的光伏切片机台诞生于 1980 年代，它源于 Charles Hauser 博士前沿性的研究和工作。
Charles Hauser 博士是瑞士 HCT 切片系统的创办人，也就是现在的应用材料公司 PWS 精确硅片处理系统事业部的前身。
这些机台使用切割线配以研磨浆来完成切割动作。
今天，主流的用于硅锭和硅片切割的机台的基本结构仍然源于 Charles Hauser 博士最初的机台，不过在处理载荷和切割速度上已经有了显著的提高。
切割工艺现代线锯的核心是在研磨浆配合下用于完成切割动作的超细高强度切割线。
最多可达1000 条切割线相互平行的缠绕在导线轮上形成一个水平的切割线“网“。
马达驱动导线轮使整个切割线网以每秒 5 到 25 米的速度移动。
切割线的速度、直线运动或来回运动都会在整个切割过程中根据硅锭的形状进行调整。
在切割线运动过程中，喷嘴会持续向切割线喷射含有悬浮碳化硅颗粒的研磨浆。
图 2. 硅块通过切割线组成的切割网.硅块被固定于切割台上，通常一次 4 块。
切割台垂通过运动的切割线切割网，使硅块被切割成硅片（图 2）。
切割原理看似非常简单，但是实际操作过程中有很多挑战。
线锯必须精确平衡和控制切割线直径、切割速度和总的切割面积，从而在硅片不破碎的情况下，取得一致的硅片厚度，并缩短切割时间。
减少硅料消耗对于以硅片为基底的光伏电池来说，晶体硅(c-Si)原料和切割成本在电池总成本中占据了最大的部分。
光伏电池生产商可以通过在切片过程中节约硅原料来降低成本。
降低截口损失可以达到这个效果，截口损失主要和切割线直径有关，是切割过程本身所产生的原料损失。
切割线直径已经从原来的 180-160μm 降低到了目前普遍使用的 140-100μm 。
降低切割线直径还可以在同样的硅块长度下切割出更多的硅片，提升机台产量。
让硅片变得更薄同样可以减少硅原料消耗。
在过去的十多年中，光伏硅片的厚度从原来的 330μm 降低到现在普遍的 180-220μm 范围内。
这个趋势还将继续，硅片厚度将变成100μm. 减少硅片厚度带来的效益是惊人的， 330μm 从到 130μm，光伏电池制造商最多可以降低总体硅原料消耗量多达 60%。
制造业的挑战在硅片切割工艺中我们需要面对多项挑战，主要聚焦于线锯的生产力，也就是单位时间内生产的硅片数量。
生产力取决于以下几个因素：1) 切割线直径–更细的切割线意味着更低的截口损失，也就是说同一个硅块可以生产更多的硅片。
然而，切割线更细更容易断裂。
2) 荷载–每次切割的总面积，等于硅片面积 X 每次切割的硅块数量 X 每个硅块所切割成的硅片数量。
3) 切割速度–切割台通过切割线切割网的速度，这在很大程度上取决于切割线运动速度，马达功率和切割线拉力。
4) 易于维护性–线锯在切割之间需要更换切割线和研磨浆，维护的速度越快，总体的生产力就越高。
生产商必须平衡这些相关的因素使生产力达到最大化。
更高的切割速度和更大的荷载将会加大切割切割线的拉力，增加切割线断裂的风险。
由于同一硅块上所有硅片是同时被切割的，只要有一条切割线断裂，所有部分切割的硅片都不得不丢弃。
然而，使用更粗更牢固的切割线也并不可取，这会减少每次切割所生产的硅片数量，并增加硅原料的消耗量。
硅片厚度也是影响生产力的一个因素，因为它关系到每个硅块所生产出的硅片数量。
超薄的硅片给线锯技术提出了额外的挑战，因为其生产过程要困难得多。
除了硅片的机械脆性以外，如果线锯工艺没有精密控制，细微的裂纹和弯曲都会对产品良率产生负面影响。
超薄硅片线锯系统必须可以对工艺线性、切割线速度和压力、以及切割冷却液进行精密控制。
无论硅片的厚薄，晶体硅光伏电池制造商都对硅片的质量提出了极高的要求。
硅片不能有表面损伤（细微裂纹、线锯印记），形貌缺陷（弯曲、凹凸、厚薄不均）要最小化，对额外后端处理如抛光等的要求也要降到最低。
为了满足市场对于更低成本和更高生产力的要求，新一代线锯必须提升切割速度，使用更长的硅块从而提高切割荷载。
更细的切割线和更薄的硅片都提升了生产力，同时，先进的工艺控制可以管理切割线拉力以此保持切割线的牢固性。
使用不止一组切割切割线是在保持速度的前提下提高机台产量的一个创新方法。
应用材料公司最新的 MaxEdge? 系统(图三 3)采用了独特的两组独立控制的切割组件(图 4)。
MaxEdge 是业界第一个专门设计使用细切割线的线锯系统，最低可达到 80μm。
相对于业界领先的应用材料公司 HCT B5 线锯系统，这些改进减少了硅料损失使产量提高多达50%。
图 3. 应用材料公司 MaxEdge 线锯系统更高生产力的线锯系统在同样的硅片产量下可以减少机台数量。
因此，制造商可以大幅降低设备、操作人员和维护的成本。
降低硅片的消耗量也就是直接降低了太阳能电力的每瓦成本。
图 4. 双切割线可以在不牺牲切割速度的情况下，提高荷载并减少切割线直径MaxEdge 系统结合了更细的切割线和更薄的硅片，提升了线锯技术，有望于 2011 年以前使太阳能电力的每瓦成本降低 0.18 美元。
(图 5).图 5. 应用材料公司优化的线锯技术直接降低了太阳能电力的成本注意：该图表的前提是太阳能电池效率保持不变；硅原料成本为 55 美元/公斤。
前面已经谈到，维护方便与否对总体生产力有着很大的影响。
MaxEdge 系统的机械布局在设计上考虑到了维护的方便，使切割线替换和研磨浆喷头清洗等普通维护工作能够非常容易和快速地进行。
线锯产品市场硅片供应商和希望自己控制切片工艺的整合晶体硅光伏组件生产商都需要使用线锯设备。
单晶硅和多晶硅光伏技术都需要使用到它。
大多数光伏线锯设备是硅片供应商购买的。
他们一般生长硅锭或者硅块、将硅原料切合处理成硅片，最终销售给光伏电池制造商用于制造电池。
业界最成功的应用材料公司 HCT B5 线锯系统的装机量超过 500 台，是光伏切片领域的标杆产品。
结论在光伏领域，线锯技术的进步缩小了硅片厚度并降低了切割过程中的材料损耗，从而减少了太阳能电力的硅材料消耗量。
（每瓦使用更少克数的硅材料）目前，原材料几乎占了晶体硅太阳能电池成本的三分之一，因此，线锯技术对于降低太阳能每瓦成本并最终促使其达到电网平价起到了至关重要的作用。
最新最先进的线锯技术带来了很多创新，提高了生产力并通过更薄的硅片减少了硅材料的消耗1本文由哈哈5790902贡献doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。
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太阳能光伏电池硅片切割技术硅片切割是太阳能光伏电池制造工艺中的关键部分。
该工艺用于处理单晶硅或者多晶硅的固体硅锭。
线锯首先把硅锭切成方块，然后切成很薄的硅片。
（图 1）这些硅片就是制造光伏电池的基板。
图 1.硅片切割的 3 个步骤：切料, 切方和切片硅片是晶体硅光伏电池技术中最昂贵的部分，所以降低这部分的制造成本对于提高太阳能对传统能源的竞争力至关重要。
本文将对硅片切片工艺、制造业的挑战和新一代线锯技术如何降低切片成本做一个概述。
线锯的发展史第一台实用的光伏切片机台诞生于 1980 年代，它源于 Charles Hauser 博士前沿性的研究和工作。
Charles Hauser 博士是瑞士 HCT 切片系统的创办人，也就是现在的应用材料公司 PWS 精确硅片处理系统事业部的前身。
这些机台使用切割线配以研磨浆来完成切割动作。
今天，主流的用于硅锭和硅片切割的机台的基本结构仍然源于 Charles Hauser 博士最初的机台，不过在处理载荷和切割速度上已经有了显著的提高。
切割工艺现代线锯的核心是在研磨浆配合下用于完成切割动作的超细高强度切割线。
最多可达1000 条切割线相互平行的缠绕在导线轮上形成一个水平的切割线“网“。
马达驱动导线轮使整个切割线网以每秒 5 到 25 米的速度移动。
切割线的速度、直线运动或来回运动都会在整个切割过程中根据硅锭的形状进行调整。
在切割线运动过程中，喷嘴会持续向切割线喷射含有悬浮碳化硅颗粒的研磨浆。
图 2. 硅块通过切割线组成的切割网.硅块被固定于切割台上，通常一次 4 块。
切割台垂通过运动的切割线切割网，使硅块被切割成硅片（图 2）。
切割原理看似非常简单，但是实际操作过程中有很多挑战。
线锯必须精确平衡和控制切割线直径、切割速度和总的切割面积，从而在硅片不破碎的情况下，取得一致的硅片厚度，并缩短切割时间。
减少硅料消耗对于以硅片为基底的光伏电池来说，晶体硅(c-Si)原料和切割成本在电池总成本中占据了最大的部分。
光伏电池生产商可以通过在切片过程中节约硅原料来降低成本。
降低截口损失可以达到这个效果，截口损失主要和切割线直径有关，是切割过程本身所产生的原料损失。
切割线直径已经从原来的 180-160μm 降低到了目前普遍使用的 140-100μm 。
降低切割线直径还可以在同样的硅块长度下切割出更多的硅片，提升机台产量。
让硅片变得更薄同样可以减少硅原料消耗。
在过去的十多年中，光伏硅片的厚度从原来的 330μm 降低到现在普遍的 180-220μm 范围内。
这个趋势还将继续，硅片厚度将变成100μm. 减少硅片厚度带来的效益是惊人的， 330μm 从到 130μm，光伏电池制造商最多可以降低总体硅原料消耗量多达 60%。
制造业的挑战在硅片切割工艺中我们需要面对多项挑战，主要聚焦于线锯的生产力，也就是单位时间内生产的硅片数量。
生产力取决于以下几个因素：1) 切割线直径–更细的切割线意味着更低的截口损失，也就是说同一个硅块可以生产更多的硅片。
然而，切割线更细更容易断裂。
2) 荷载–每次切割的总面积，等于硅片面积 X 每次切割的硅块数量 X 每个硅块所切割成的硅片数量。
3) 切割速度–切割台通过切割线切割网的速度，这在很大程度上取决于切割线运动速度，马达功率和切割线拉力。
4) 易于维护性–线锯在切割之间需要更换切割线和研磨浆，维护的速度越快，总体的生产力就越高。
生产商必须平衡这些相关的因素使生产力达到最大化。
更高的切割速度和更大的荷载将会加大切割切割线的拉力，增加切割线断裂的风险。