硅锭的开方方法、晶托的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种硅锭的开方方法、晶托，其中所述方法包括：保持开方机切割室内的导向装置的位置不变，将多条切割线绕过导向装置，并一一对应的从晶托的多道沟槽中穿过，形成下方线网，下方线网包括沿第一方向的第一组切割线和沿第二方向的第二组切割线，第一方向与第二方向相互垂直；使下方线网由下至上运动，对硅锭进行切割。本发明所提供的硅锭的开方方法中，在断线后能够利用线锯切割从硅锭的底部完成开方，避免了断线后更换的切割线无法重新通过之前切割开的缝隙穿入硅锭中的问题，使操作人员无需手动掰开硅锭未切割的部分，从而也就避免了硅锭手动掰开部分尺寸不合格的问题，节约了生产成本。
【专利说明】硅锭的开方方法、晶托
【技术领域】
[0001]本发明涉及光伏【技术领域】，更具体地说，涉及一种硅锭的开方方法。
【背景技术】
[0002]随着科学的发展，技术的进步，世界各国对节能减排及环境保护方面愈来愈重视。光伏行业作为节能减排项目中的重要组成部分，得到迅猛的发展。光伏行业完整的产业链为:硅料一铸锭车间一硅片车间一电池车间一组件车间一应用系统一储能系统。
[0003]硅片作为制作太阳能电池片必不可少的原材料之一，其制作过程大致为:将提纯和加工后的硅料进行长晶并铸成硅锭，再将硅锭切割成尺寸符合要求的硅块，然后将硅块切片，再经过一系列加工之后得到硅片。其中，将硅锭切割成尺寸符合要求的硅块的过程称为开方工序。
[0004]开方时首先需要将硅锭用发泡胶粘接在晶托上，然后将粘有硅锭的晶托置于开方机的切割室中。在切割室的中具有用于控制切割线位置的导向装置，多条切割线绕过导向装置被分为两组，两组切割线分别沿两个相互垂直的方向，在硅锭的上方形成上方线网。切割室中的切割头带动该上方线网由上至下运动，同时每条切割线均沿自身长度方向运动，从而将硅锭通过线锯的方式切割成尺寸符合要求的硅块。其中，晶托用于粘接硅锭的一面上具有与上述线网的每条切割线的位置一一对应的多道沟槽，切割线在切割至硅锭底部(即将要完成切割)时，会形成一个很大的线弓(硅锭中间未被切割的高度大于四周未被切割的高度)，晶托上的沟槽就是为了避免切割线切割晶托所设计的。
[0005]在上述开方过程中可能会发生断线情况，需要将断裂的切割线更换下来。但是，由于断线通常发生在硅锭被切割开一部分之后，此时硅锭上面被切割开的部分会因为硅块自身的重力将切割开的缝隙挤压在一起，导致更换切割线时，只能将切割线从硅锭中抽出，而无法将完好的切割线再通过被切割开的缝隙穿入到硅锭中，进而导致无法再对下面的硅锭进行切割，只能手动将未切割的部分掰开。而手动掰开的部分的尺寸肯定是不符合要求的，这就会造成成本上的损失。
【发明内容】
[0006]本发明提供了一种硅锭的开方方法、晶托，以解决开方时断线无法对未切割的部分进行切割造成成本损失的问题。
[0007]为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案:
[0008]一种硅锭的开方方法，包括:保持开方机切割室内的导向装置的位置不变，将多条切割线绕过所述导向装置，并一一对应的从晶托的多道沟槽中穿过，形成下方线网，所述下方线网包括沿第一方向的第一组切割线和沿第二方向的第二组切割线，所述第一方向与第二方向相互垂直；使所述下方线网由下至上运动，对硅锭进行切割。
[0009]优选的，所述使所述下方线网由下至上运动，对所述硅锭进行切割具体为:将所述下方线网与所述切割室内的切割头相连，利用所述切割头带动所述下方线网由下至上运动，对所述硅锭进行切割。
[0010]优选的，所述硅锭通过发泡胶与所述晶托具有所述多道沟槽的一面粘接。
[0011]优选的，所述第一组切割线与第二组切割线在所述线网的运动方向上相互间隔。
[0012]本发明还提供了一种晶托，应用于以上任一项所述的硅锭的开方方法，所述晶托用于与所述硅锭粘接的一面上具有多道沟槽，所述多道沟槽均包括:垂直于所述晶托用于与所述硅锭粘接的一面的通道部分，所述切割线通过所述通道部分到达所述硅锭朝向所述晶托的一面；位于所述通道部分背离所述晶托用于与所述硅锭粘接的一面的端部的穿入部分，所述穿入部分与所述通道部分相互连通，所述切割线通过所述穿入部分从所述沟槽中穿过。
[0013]优选的，至少一个所述沟槽的穿入部分为方形结构或球形结构。
[0014]优选的，至少一个所述沟槽的穿入部分位于所述通道部分的一侧。
[0015]与现有技术相比，本发明所提供的技术方案至少具有以下优点:
[0016]本发明所提供的硅锭的开方方法中，在采用现有技术中的开方方法由上至下对硅锭进行切割，切割线断裂后，保持开方机导向装置的位置不变，将多条切割线绕过导向装置，并一一对应的从晶托的多道沟槽中穿过，在硅锭下方形成下方线网，然后使下方线网由下至上对硅锭为被切割的部分进行切割，从而完成开方过程。上述方法中，在断线后能够利用线锯切割从硅锭的底部完成开方，避免了断线后更换的切割线无法重新通过之前切割开的缝隙穿入硅锭中的问题，使操作人员无需手动掰开硅锭未切割的部分，从而也就避免了硅锭手动掰开部分尺寸不合格的问题，节约了生产成本。
[0017]本发明所提供的晶托可配合上述硅锭的开方方法使用，其沟槽包括相互连通的通道部分和穿入部分，切割线可通过穿入部分穿过沟槽形成下方线网，通过通道部分到达硅锭朝向晶托的一面，从而实现对硅锭由下至上的切割。其中，穿入部分的设置能够有效避免沟槽全部被发泡胶封堵，导致切割线无法从沟槽中穿过的问题。可见，本实施例所提供的晶托使上述硅锭的开方方法更便于实施，增强了上述方法的可行性。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为理想情况下硅锭被切割开一部分时的形态；
[0020]图2为实际情况下硅锭被切割开一部分时的形态；
[0021]图3为本发明实施例一所提供的硅锭的开方方法中所形成的下方线网的俯视图；
[0022]图4为本发明实施例二所提供的晶托的结构图。
【具体实施方式】
[0023]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细的说明。
[0024]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0025]其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示装置结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
[0026]实施例一
[0027]本实施例提供了一种硅锭的开方方法，该方法应用于开方时切割线断裂后，具体包括以下步骤:
[0028]步骤S1:保持开方机切割室内的导向装置的位置不变，将多条切割线绕过导向装置，并一一对应的从晶托的多道沟槽中穿过，形成下方线网，下方线网包括沿第一方向的第一组切割线和沿第二方向的第二组切割线，第一方向与第二方向相互垂直；
[0029]开方机是用来对硅锭进行切割的设备，能够将硅锭切割成尺寸符合要求的硅块。优选的，开方机主要包括:切割室和绕线室。
[0030]其中，切割室内具有升降装置、切割头和导向装置:升降装置能够进行上升或下降运动；切割头具有构成一框形的四个面，固定于升降装置上，通过升降装置的上升与下降运动进行移动；导向装置包括位于切割头上方的多个滑轮和位于滑轮下方的多个轮盘，滑轮和轮盘均分为四组，分别位于四个面上，滑轮与轮盘的位置一一对应且相互平行，二者均对绕过导向装置的切割线具有导向作用，能够将切割线的走向由一个方向改变为另一方向，如:从开方机的俯视图来看，导向装置通过改变自身滑轮和/或轮盘的位置，能够使切割线由倾斜于硅锭的一条边变为垂直于或平行于硅锭的该条边。
[0031 ] 绕线室内具有收线轴和放线轴，两个轴同时转动，放线轴放出切割线的同时,收线轴收起切割线，使切割线沿其自身长度方向的运动。
[0032]切割线从放线轴出发，绕过导向装置，分成沿相互垂直的两个方向的两组切割线，从俯视开方机的方向来看，两组切割线交错形成一线网。由于收线轴和放线轴的同时转动，因此线网实际是由多条持续运动的切割线形成。
[0033]在对硅锭进行开方时，首先将硅锭粘接于晶托上，置于开方机的切割室内。首先使线网形成于待切割的硅锭的上方(即上方线网)，利用切割头带动上方线网由上至下运动，同时切割线沿其自身方向持续运动对硅锭的摩擦作用，进行切割(即线锯切割)。
[0034]硅锭被切割开一部分之后，理想状况下应该如图1所示，硅锭101被切开的部分之间应具有缝隙102。
[0035]但是，在实际切割过程中，由于硅锭自身重力原因，已经切割开的部分之间的缝隙则挤压在一起。如图2所示，硅锭201被切割开的部分由于重力作用发生倾斜，被切割开的部分之间的缝隙202越靠近硅锭201上方，挤压在一起的程度越大，至硅锭201的顶部，缝隙202两侧的面几乎贴合在一起。
[0036]当上述由上至下的切割过程中，切割线发生断裂后，将断裂的切割线从缝隙202中抽出，由于硅锭上部的缝隙202挤压在一起，因此所更换的完好的切割线是无法从硅锭缝隙202的上部穿入，并到达缝隙202的底部(即断线时所切割到的位置)的。
[0037]由于晶托上的沟槽是用于防止切割线由上至下切割至硅锭底部时形成线弓，进而切割损伤晶托的，因此晶托上的沟槽和多条切割线的位置是一一对应的。本步骤中，当发生断线时，取消上方线网，将多条完好的切割线绕过导向装置，分别一一对应的从晶托上的多道沟槽中穿入，从而在硅锭的下方形成一线网(即下方线网)。
[0038]如图3所示，沿第一方向aa'的第一组切割线301与沿第二方向bb'的第二组切割线302交错，在切割头运动的方向上，第一组切割线301与第二组切割线302之间具有一定的间距，沿切割头运动的方向观察这些切割线，即得到线网的形态。
[0039]本实施例中，对沿第一方向的aa'的第一组切割线301所包含的切割线的条数与沿第二方向bb'的第二组切割线302所包含的切割线的条数均不具体限定，在实际生产中，可根据待切割的硅锭的尺寸及所要得到的硅块的尺寸分别确定沿第一方向的aa'的切割线的条数与沿第二方向bb'的切割线的条数。以目前产业化程度最高的多晶硅太阳能电池为例，沿第一方向的aa'的切割线的条数与沿第二方向bb'的切割线的条数优选的可均为7条。
[0040]需要说明的是，所述硅锭的“上方”和“下方”具体可指:以开方机所放置的平面为基准面，硅锭靠近该基准面的一侧为“上方”，远离该基准面的一侧为“下方”。
[0041]步骤S2:使下方线网由下至上运动，对硅锭进行切割。
[0042]本步骤中，将切割头置于硅锭下部，利用升降装置由下至上运动，带动切割头由下至上运动，进而带动上述步骤SI中所形成的下方线网通过沟槽到达硅锭朝向晶托的表面，并开始由下至上运动，加之放线轴和收线轴的同时转动，使切割线沿其自身长度方向持续运动，从而切割线在硅锭下方不断进行摩擦，从而将硅锭未被切割开的部分由下至上分离。
[0043]由于形成下方线网时，并未改变导向装置的位置，因此下方线网的各切割线的位置与上方线网的各切割线的位置相同，即沿切割头运动方向，下方线网的各切割线与之前由上至下运动的上方线网的各切割线是完全重合的，从而保证了由下至上切割所形成的缝隙与由上至下切割所形成的缝隙准确对位，使硅锭的开方顺利完成，得到尺寸符合要求的硅块。
[0044]本实施例所提供的硅锭的开方方法，在切割线断裂后，将切割线从晶托的沟槽中穿出，以在硅锭的下方形成线网，并使所形成的线网由下至上运动，从而实现了利用线锯切割的方式从硅锭下方出发完成对未切割部分的分离。而现有技术中，断线后硅锭被切割开的部分由于自身重力而挤压在一起，完好的切割线无法从被切割开的部分之间的缝隙穿入，也就而无法继续由上至下完成硅锭的开方，只能手动将未切割的部分掰开，造成掰开部分尺寸不合格，进而引起成本的损失。对比可知，本实施例所提供的规定的开方方法避免了断线后手动掰开硅锭引起的部分尺寸不合格的问题，节约了生产成本。
[0045]实施例二
[0046]本实施例提供了一种晶托，所述晶托应用于实施例一所述的娃锭的开方方法，其结构如图4所示，所述晶托401用于与硅锭404粘接的一面上具有多道沟槽402，所述多道沟槽402均包括:垂直于晶托401用于与硅锭404粘接的一面的通道部分4021，切割线通过通道部分4021到达硅锭404朝向晶托404的一面；位于通道部分4021背离晶托401用于与硅锭404粘接的一面的端部的穿入部分4022，穿入部分4022与通道部分4021相互连通，切割线通过穿入部分4022从沟槽402中穿过。
[0047]不同于现有技术中晶托的沟槽的结构，本实施例所提供的晶托，其沟槽402在原有垂直于晶托401用于与硅锭404粘接的一面的结构的基础之上，增加了便于穿入切割线的穿入部分4022。
[0048]由于在沟槽中穿入切割线，可能会用到穿线装置，穿线装置的尺寸比较大，仅有通道部分4021可能无法使穿线装置穿过沟槽，通过穿入部分4022的设置，可使穿线装置顺利的从穿入部分4022通过沟槽402 ;另一方面，由于硅锭404通常会通过发泡胶403粘接在晶托401上，穿入部分4022的设置可有效的避免发泡胶在发泡过程中将整个沟槽402封堵住。总之，本实施例所提供的晶托能够使实施例一所提供的硅锭的开方方法更便于实施，提高了使所述方法的可行性。
[0049]需要说明的是，基于穿入部分4022的上述作用，本实施例对穿入部分4022的具体结构并不进行限定。例如，至少一个沟槽402的穿入部分4022优选的可为方形结构或球形结构，或者其它任意可使切割线穿过的结构；至少一个沟槽402的穿入部分4022优选的可位于通道部分4021的一侧，若存在多个穿入部分4022位于通道部分4021的一侧，则多个穿入部分4022优选的可位于通道部分4021的同一侧。
[0050]另外，需要指出的是，虽然本实施例所提供的晶托更有利于实施例一中方法的实施，但是实施例一中的方法在应用中也可不选用本实施例中的晶托。
[0051]虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
【权利要求】
1.一种硅锭的开方方法，应用于开方时切割线断裂后，其特征在于，包括: 保持开方机切割室内的导向装置的位置不变，将多条切割线绕过所述导向装置，并—对应的从晶托的多道沟槽中穿过，形成下方线网，所述下方线网包括沿第一方向的第一组切割线和沿第二方向的第二组切割线，所述第一方向与第二方向相互垂直； 使所述下方线网由下至上运动，对硅锭进行切割。
2.根据权利要求1所述的硅锭的开方方法，其特征在于，所述使所述下方线网由下至上运动，对所述硅锭进行切割具体为: 将所述下方线网与所述切割室内的切割头相连，利用所述切割头带动所述下方线网由下至上运动，对所述硅锭进行切割。
3.根据权利要求1所述的硅锭的开方方法，其特征在于，所述硅锭通过发泡胶与所述晶托具有所述多道沟槽的一面粘接。
4.根据权利要求1所述的硅锭的开方方法，其特征在于，所述第一组切割线与第二组切割线在所述线网的运动方向上相互间隔。
5.一种晶托，其特征在于，应用于权利要求1?4任一项所述的娃锭的开方方法,所述晶托用于与所述硅锭粘接的一面上具有多道沟槽，所述多道沟槽均包括: 垂直于所述晶托用于与所述硅锭粘接的一面的通道部分，所述切割线通过所述通道部分到达所述硅锭朝向所述晶托的一面； 位于所述通道部分背离所述晶托用于与所述硅锭粘接的一面的端部的穿入部分，所述穿入部分与所述通道部分相互连通，所述切割线通过所述穿入部分从所述沟槽中穿过。
6.根据权利要求5所述的晶托，其特征在于，至少一个所述沟槽的穿入部分为方形结构或球形结构。
7.根据权利要求5所述的晶托，其特征在于，至少一个所述沟槽的穿入部分位于所述通道部分的一侧。
【文档编号】B28D7/04GK103817812SQ201410107923
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年3月21日 优先权日:2014年3月21日
【发明者】陈钊, 王康, 王冲, 董海明, 刘少辉 申请人:天津英利新能源有限公司