一种硅块的切割方法

一种硅块的切割方法
【专利摘要】本发明公开了一种硅块的切割方法，包括以下步骤：1)将硅块粘接固定在托盘下侧的固定装置上，使得硅块的上侧面与托盘成预定角度；2)线切割机的线网由下向上切割硅块，根据线网与硅块的接触长度调整切割速度。硅块固定后，硅块的下侧面与线网成预定角度，在切割前期与后期，线网与硅块的接触长度较小，可以用较快的速度切割；切割的中期，线网与硅块的接触长度较大，需要减慢切割速度。切割的前期与后期的速度较快，与现有技术相比，减少了整个切割过程所用的时间，该切割方法既保证了切割质量又减少了耗时，同时减少了线网的磨损和切割液的消耗。本发明还公开了一种硅块的切割装置，该切割装置使用上述切割方式切割硅块。
【专利说明】一种硅块的切割方法

【技术领域】
[0001]本发明涉及光伏【技术领域】，特别是涉及一种硅块的切割方法。

【背景技术】
[0002]光伏组件作为太阳能的一种利用形式正在大规模的应用，并形成了庞大的产业，越来越多的光伏组件投入使用，为人类提供着清洁的电力能源。
[0003]光伏组件利用玻璃板、背板和EVA封装电池片，电池片由硅片制成，是光伏组件的核心。经过多晶硅铸造产生硅锭，硅锭经过破锭产生硅块，硅片由硅块切割而成，然后经过表面制绒、扩散制结、刻蚀、沉积减反射膜、印刷烧结等工艺制成电池片。硅块切割是光伏组件生产中的重要环节，切割质量的好坏，切割时间的长短以及切割耗材的消耗量直接影响光伏组件的成本。
[0004]请参考图1，图1为一种典型的硅块的切割方法的结构示意图。
[0005]硅块3的横截面为正方形，切割硅块3时，先在托盘I的下侧粘接一块玻璃2’，将硅块3的一个侧面与玻璃2’的下侧粘接；然后将粘有硅块3的托盘I放入多线切割机中，此时硅块3与玻璃2’粘接的侧面为上侧面，上侧面和下侧面均与多线切割机中的线网保持平行。多线切割机中的线网由导轮5支撑，线网为一列平行的钢线4。切割时，线网相对于硅块3由下向上移动。
[0006]切割过程中，钢线4与硅块3的接触长度较长，始终为硅块3横截面的边长，二者之间的磨损量较大，为了避免切割表面的温度升高影响切割质量，要求线网以较慢的速度进给，使得切割时间较长，进而对钢线4和切割液的消耗均较大。
[0007]因此，如何在保证切割质量的情况下减少切割所用的时间，是本领域技术人员目前急需解决的技术问题。


【发明内容】

[0008]本发明的目的是提供一种硅块的切割方法，该切割方法既能够保证切割质量又耗时较少，减少了钢线的磨损和切割液的消耗。
[0009]为了实现上述技术目的，本发明提供了一种硅块的切割方法，包括以下步骤:
[0010]I)将硅块粘接固定在托盘下侧的固定装置上，使得所述硅块的上侧面与所述托盘成预定角度，所述预定角度大于O度且小于90度；
[0011]2)线切割机的线网由下向上切割所述硅块，根据所述线网与所述硅块的接触长度调整切割速度；当所述线网与所述硅块的所述接触长度变大时，减小所述切割速度；当所述线网与所述硅块的所述接触长度变小时，增大所述切割速度。
[0012]优选地，步骤I)中包括:
[0013]11)在所述托盘的下侧粘接所述固定装置，所述固定装置具有朝向下侧的固定槽，所述固定槽的两个内侧面相互垂直；
[0014]12)使所述硅块的两个侧面分别与所述固定槽的两个所述内侧面粘贴。
[0015]优选地，所述固定装置中所述固定槽的顶部与所述托盘相距预定距离。
[0016]优选地，所述线切割机切割一个所述硅块时，所述硅块的所述预定角度为45度。
[0017]优选地，所述线切割机同时切割偶数个所述硅块时，每两个所述硅块的所述预定角度之和为90度。
[0018]优选地，所述线切割机同时切割两个所述硅块，两个所述硅块的所述预定角度分别为30度和60度。
[0019]优选地，步骤2)中，在切割过程中，预定的所述接触长度对应预定的所述切割速度。
[0020]优选地，所述切割速度连续变化。
[0021]优选地，所述切割速度分级变化，所述切割速度具有至少两级速度。
[0022]本发明还提供了一种硅块的切割装置，所述切割装置使用上述任一项所述的切割方法切割硅块，所述切割装置包括固定结构和线切割机，所述固定结构粘接固定所述硅块，所述线切割机由下向上以预定的切割速度切割所述硅块；所述固定结构包括托盘和固定装置，所述固定装置粘接在所述托盘下侧，所述固定装置具有朝向下侧的固定槽，所述固定槽的两个内侧面相互垂直，所述固定装置中所述固定槽的顶部与所述托盘相距预定距离。
[0023]本发明提供的硅块的切割方法，包括以下步骤:1)将硅块粘接固定在托盘下侧的固定装置上，使得硅块的上侧面与托盘成预定角度，预定角度大于O度且小于90度；2)线切割机的线网由下向上切割硅块，根据线网与硅块的接触长度调整切割速度；当线网与硅块的接触长度变大时，减小切割速度；当线网与硅块的接触长度变小时，增大切割速度。
[0024]托盘水平，线网也水平，硅块的横截面为正方形，通过步骤I中的方式固定硅块后，硅块的下侧面与线网成预定角度，在整个切割过程中，线网与硅块的接触长度先由小变大，再由大变小。在切割的前期与后期，线网与硅块的接触长度较小，可以用较快的速度切割；切割的中期，线网与硅块的接触长度逐渐变大后，为了保证切割质量，逐渐减慢切割速度。切割过程中，虽然切割中期的速度较慢，但是切割的前期与后期的速度较快，与现有技术相比，减少了整个切割过程消耗的时间，该切割方法既保证了切割质量又减少了耗时，同时减少了线网的磨损和切割液的消耗。
[0025]本发明还提供了一种硅块的切割装置，所述切割装置使用上述切割方法切割硅块，该切割方式具有上述技术效果，故该切割装置也具有相应的技术效果。

【专利附图】

【附图说明】
[0026]图1为一种典型的硅块的切割方法的结构示意图；
[0027]图2为本发明所提供的硅块的切割方法一种【具体实施方式】的结构示意图；
[0028]图3为本发明所提供的硅块的切割方法另一种【具体实施方式】的结构示意图；
[0029]图4为本发明所提供的硅块的切割装置中的固定结构一种【具体实施方式】的结构示意图。
[0030]其中，图1至图4中的附图标记和部件名称之间的对应关系如下:
[0031]托盘I ;玻璃2’ ；固定装置2 ;娃块3 ;钢线4 ;导轮5 ;胶层6 ;预定角度α。

【具体实施方式】
[0032]本发明的核心是提供一种硅块的切割方法，该切割方法既能够保证切割质量又耗时较少，减少了钢线的磨损和切割液的消耗。
[0033]为了使本【技术领域】的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步的详细说明。
[0034]请参考图2和图3，图2为本发明所提供的硅块的切割方法一种【具体实施方式】的结构示意图，图3为本发明所提供的硅块的切割方法另一种【具体实施方式】的结构示意图。
[0035]在一种具体的实施方式中，本发明提供了一种硅块的切割方法，包括以下步骤:
[0036]步骤S1:将硅块3粘接固定在托盘I下侧的固定装置2上，使得所述硅块3的上侧面与所述托盘I成预定角度α，所述预定角度α大于O度且小于90度；
[0037]步骤S2:线切割机的线网由下向上切割所述硅块3，根据所述线网与所述硅块3的接触长度调整切割速度；当所述线网与所述硅块3的所述接触长度变大时，减小所述切割速度；当所述线网与所述硅块3的所述接触长度变小时，增大所述切割速度。
[0038]线网由导轮5支撑，线网为一列平行的钢线4。通过固定装置2固定硅块3后，使得硅块3的下侧面与线网成预定角度α，进而使得在整个切割过程中，线网与硅块3的接触长度先由小逐渐变大，达到最大值后，再由大逐渐变小，可以根据线网与硅块3的接触长度的变化调整切割速度。
[0039]切割的前期，线网与硅块3的接触长度较小，可以使用较快的切割速度；切割的中期，线网与硅块3的接触长度较大，为了保证切割质量，逐渐减慢切割速度；切割的后期，线网与硅块3的接触长度逐渐变小，可以逐渐加快切割速度。
[0040]切割过程中，切割的前期与后期的速度较快，切割中期的速度较慢，与现有技术相t匕，缩短了整个切割过程所用的时间，该切割方法既保证了切割质量又减小了耗时，同时减少了线网的磨损和切割液的消耗。
[0041]另一种具体的实施方式中，本发明提供了一种硅块的切割方法，包括以下步骤:
[0042]步骤Sll:在所述托盘I的下侧粘接所述固定装置2，所述固定装置2具有朝向下侧的固定槽，所述固定槽的两个内侧面相互垂直；
[0043]步骤S12:使所述硅块3的两个侧面分别与所述固定槽的两个所述内侧面粘贴。
[0044]步骤S2:线切割机的线网由下向上切割所述硅块3，根据所述线网与所述硅块3的接触长度调整切割速度；当所述线网与所述硅块3的所述接触长度变大时，减小所述切割速度；当所述线网与所述硅块3的所述接触长度变小时，增大所述切割速度。
[0045]由于硅块3的横截面为正方形，所以使固定槽的两个内侧面相互垂直，并使其中一个内侧面与托盘I成预定角度α。固定装置2可以为整体式也可以为分体式，可以由玻璃或树脂材料粘接在托盘I下侧形成，然后再将硅块3与固定装置2粘接。固定装置2与托盘I粘接，硅块3与固定装置2粘接，均可以使用环氧树脂胶，如图3所示，固定装置2与托盘I具有胶层6，硅块3与固定装置2也具有胶层6。
[0046]将硅块3固定在固定槽中时，使硅块3的两个侧面分别与固定槽的两个内侧面粘贴，如图2和图3所示，固定硅块3后，硅块3的上侧面与托盘I成预定角度α，使得硅块3的下侧面与线网成预定角度α，能够保证线切割过程中，线网与硅块3的接触长度先由小变大，再由大变小；然后根据接触长度调整切割速度，在保证切割质量的情况下缩短切割时间。
[0047]进一步具体的实施方式中，固定装置2中固定槽的顶部与托盘I相距预定距离。
[0048]固定槽的顶部指固定槽两个内侧面的相交处，由于固定槽朝向下侧，此处为固定槽内与托盘I距离最近的位置，固定硅块3时，固定槽的顶部接触硅块3的最上端。
[0049]切割到最后需要将粘接在固定装置2上的硅块3完全切透，需要切割位置超过硅块3，所以，在固定槽的顶部与托盘I之间预留一定的距离。固定硅块3时，固定槽的顶部接触硅块3的最上端，预定距离可以保证切割过程中，能够切透整个硅块3而不切到托盘I。
[0050]具体的，在步骤SI中，预定角度α大于O度且小于90度时，均能够满足线网与硅块3的接触长度先由小变大，再由大变小，均能够实现此切割方法。
[0051]一种优选的实施方式中，所述线切割机切割一个所述硅块3时，所述硅块3的所述预定角度α为45度。
[0052]切割一个硅块3时，预定角度α为45度时切割所用时间最少，并且切割质量最好，具体如图2所示，硅块3正方形截面的对角线的长度为接触长度的最大值。
[0053]切割过程中，接触长度由零逐渐增大，到达对角线位置时达到最大值，经过对角线后，接触长度逐渐减小；相对应的，开始时使用较大的切割速度进行切割，切割速度逐渐减小，到达对角线位置时达到最小值，经过对角线后，再逐渐增大切割速度。
[0054]另一种优选的实施方式中，所述线切割机同时切割偶数个所述硅块3时，每两个所述硅块3的所述预定角度α之和为90度。
[0055]该切割方法同时切割多个硅块3时，优选硅块3的数量为偶数个，并使得每两个硅块3的预定角度α的和为90度，这样能够使得前半程和后半程中到切割中点的距离相等的位置的接触长度相等，即切割前半程中接触长度的变化与切割后半程中接触长度的变化是对称的，并能够使得接触长度的最大值较小，使总切割时间较短。
[0056]进一步具体的实施方式中，所述线切割机同时切割两个所述硅块3，两个所述硅块3的所述预定角度α分别为30度和60度。
[0057]如果两个硅块3的预定角度α均为45度，则接触长度的最大值较大，使得切割中期的速度过低。如图3所示，两个硅块3的预定角度α分别为30度和60度时，与均为45度相比，减小了接触长度的最大值，缩短了切割中期的耗时，并且，此状态下，切割前期和后期的接触长度也较小，所以，同时切割两块硅块3时，两个硅块3的预定角度分别为30度和60度时，切割时间最短。
[0058]以NTC442为例，使用钢线配合回收砂浆切割硅块3时，上述几种切割方法的切割时长如下表所示:
[0059]
I切割设备型号~I两块硅块的预定角度~I切割时长现有技术 NTC442无预定角度12小时
本申请 NTC44245度与45度8小时45分
本申请 NTC44230度与60度8小时15分
[0060]在上述各实施方式中，在切割过程中，预定的所述接触长度对应预定的所述切割速度。
[0061]步骤S2中，根据线网与硅块3的接触长度调整切割速度，即当线网与硅块3的接触长度变大时，减小切割速度；当线网与硅块3的接触长度变小时，增大切割速度。
[0062]具体的，根据接触长度设定对应的切割速度，设定多个预定长度，每个预定长度具有相对应的切割速度，接触长度等于某预定长度时，以相对应的速度切割；切割过程中，接触长度不断的变化，切割速度也不断的变化。
[0063]一种具体的实施方式中，在切割过程中，切割速度的变化可以为连续的。接触长度的变化为连续的，可以使相对应的切割速度的变化也为连续的，并根据接触长度的变化规律变化，切割速度与接触长度成反比例关系。另一种具体的实施方式中，在切割过程中，切割速度分级变化，可以设定几个变速的分界点，当接触长度位于某个长度区间时，以相应的速度切割。
[0064]具体的，切割速度具有至少两级速度，每级切割速度分别对应预定的接触长度。
[0065]当切割速度为两级时，设定一个预定长度，切割前期，接触长度小于预定长度时，以较高的速度切割；接触长度等于预定长度时，调整速度，以较低的速度切割；切割后期，接触长度再次等于预定长度时，调整速度，继续以较高的速度切割。
[0066]当切割速度为N级时，设定N-1个预定长度，N为大于2的整数，每级切割速度对应一个长度区间，切割速度的变化过程与上述过程相似。
[0067]请参考图4，图4为本发明所提供的硅块的切割装置中的固定结构一种【具体实施方式】的结构示意图。
[0068]本发明还提供了一种硅块的切割装置，所述切割装置使用上述切割方法切割硅块3，切割装置包括固定结构和线切割机，固定结构粘接固定硅块3，线切割机由下向上以预定的切割速度切割硅块3 ;固定结构包括托盘I和固定装置2，固定装置2粘接在托盘I下侧，固定装置2具有朝向下侧的固定槽,固定槽的两个内侧面相互垂直，固定装置2中固定槽的顶部与托盘I相距预定距离。
[0069]固定装置2粘接在托盘I下侧，如图4所示，固定装置2中，固定槽的两个内侧面相互垂直，两个内侧面的相交处为固定槽的顶部，将硅块3的两个侧面分别与固定槽的两个内侧面粘接，固定槽的顶部接触硅块3的最上端。固定装置2中，使固定槽的顶部与托盘I相距一定的距离，可以保证切割过程中，能够切透整个硅块3而不切到托盘I。
[0070]固定硅块3后，硅块3的上侧面与托盘I成预定角度α，使得硅块3的下侧面与线网成预定角度α，能够保证线切割过程中，线网与硅块3的接触长度先由小变大，再由大变小；然后根据接触长度调整线切割机的切割速度，保证切割质量的同时能够缩短切割时间。
[0071]该切割装置中的线切割机请参考现有技术，本文不再赘述。
[0072]以上对本发明所提供的硅块的切割方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
【权利要求】
1.一种硅块的切割方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)将硅块粘接固定在托盘下侧的固定装置上，使得所述硅块的上侧面与所述托盘成预定角度，所述预定角度大于O度且小于90度； 2)线切割机的线网由下向上切割所述硅块，根据所述线网与所述硅块的接触长度调整切割速度；当所述线网与所述硅块的所述接触长度变大时，减小所述切割速度；当所述线网与所述硅块的所述接触长度变小时，增大所述切割速度。
2.如权利要求1所述的硅块的切割方法，其特征在于，步骤I)中包括: 11)在所述托盘的下侧粘接所述固定装置，所述固定装置具有朝向下侧的固定槽，所述固定槽的两个内侧面相互垂直； 12)使所述硅块的两个侧面分别与所述固定槽的两个所述内侧面粘贴。
3.如权利要求2所述的硅块的切割方法，其特征在于，所述固定装置中所述固定槽的顶部与所述托盘相距预定距离。
4.如权利要求3所述的硅块的切割方法，其特征在于，所述线切割机切割一个所述硅块时，所述硅块的所述预定角度为45度。
5.如权利要求3所述的硅块的切割方法，其特征在于，所述线切割机同时切割偶数个所述硅块时，每两个所述硅块的所述预定角度之和为90度。
6.如权利要求5所述的硅块的切割方法，其特征在于，所述线切割机同时切割两个所述硅块，两个所述硅块的所述预定角度分别为30度和60度。
7.如权利要求1至6任一项所述的硅块的切割方法，其特征在于，步骤2)中，在切割过程中，预定的所述接触长度对应预定的所述切割速度。
8.如权利要求7所述的硅块的切割方法，其特征在于，所述切割速度连续变化。
9.如权利要求7所述的硅块的切割方法，其特征在于，所述切割速度分级变化，所述切割速度具有至少两级速度。
10.一种硅块的切割装置，其特征在于，所述切割装置使用权利要求1至9任一项所述的切割方法切割硅块(3)，所述切割装置包括固定结构和线切割机，所述固定结构粘接固定所述硅块(3)，所述线切割机由下向上以预定的切割速度切割所述硅块(3);所述固定结构包括托盘(I)和固定装置(2)，所述固定装置(2)粘接在所述托盘(I)下侧，所述固定装置(2)具有朝向下侧的固定槽，所述固定槽的两个内侧面相互垂直，所述固定装置(2)中所述固定槽的顶部与所述托盘(I)相距预定距离。
【文档编号】B28D5/04GK104175408SQ201410415503
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年8月21日 优先权日:2014年8月21日
【发明者】丁宁, 徐宏正 申请人:天津英利新能源有限公司