专利名称：一种超薄单晶硅片和制作该硅片的线切割装置及切割方法
技术领域：
本发明涉及太阳能电池领域，特别涉及一种超薄单晶硅片和制作该硅片的线切割装置及切割方法。
背景技术：
单晶硅在室温下属于脆硬性材料，只有当温度不低于0. 5Tm(Tm指硅的熔点温度) 时才具有弹塑性，即使在外力作用下，硅片常温下也很难产生位错或发生位错滑移。但是， 由于硅单晶的抗剪应力远小于抗拉应力，因此在切片、研磨以及机械抛光等加工过程中，硅片在承受较大剪切应力条件下会产生破碎，从而影响硅片成品率。经历器件制作的复杂热处理过程后，硅片体内容易产生热应力，可能导致发生翘曲而降低光刻图形套刻精度，也可能诱生出位错及其他结构缺陷从而破裂或崩边。随着硅单晶片的不断大直径化，日益增加的热应力和重力使得上述情况更趋严重。目前，在大规模器件生产过程中，人们往往通过增加硅片的厚度来提高其机械强度以保证硅片和器件的成品率。但是，这种方法将提高制造成本、降低产能。单晶硅太阳能电池转换效率最高，技术也最为成熟。在实验室里最高的转换效率为对.7%，规模生产时的效率为15%，在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位。由于单晶硅成本价格高，并且在当今太阳能电池市场中，太阳能电池用单晶硅企业开工率不足 50%，明显不能满足负荷生产。为了节省硅材料，在太阳能电池单晶硅片的制造领域，现一般要求片厚为200士20 μ m，虽然硅片厚度已经很薄，但仍有改善的空间。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了节约制造成本、提高产能，本发明提供一种切割超薄单晶硅片的方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种超薄单晶硅片，硅片厚度为 180 士 20μπι。一种制作所述的超薄单晶硅片的线切割装置，具有切割线、主动辊和从动辊，主动辊和从动辊上均具有各自独立均布的线槽，所述的线槽与切割线相配合，线槽的槽口宽度为0. 3lmm-o. 32mm，用于切割硅片的切割线的直径为0. IOmm-O. 11mm。—种切割所述的超薄单晶硅片的方法，使用太阳能硅片线切割机对单晶硅锭进行线切割，太阳能硅片线切割机上具有切割线、主动辊和从动辊，主动辊和从动辊上均具有各自独立均布的线槽，所述的线槽与切割线相配合，包含以下步骤(a)将线槽的槽口宽度设置为0. 3lmm-0. 32mm，用于切割硅片的切割线的直径为 0. IOmm-O. 1 Imm,使片厚控制在 180 士 20 μ m ；(b)控制主线辊的转速使切割线的线速度为9. 4m/s-10. 4m/s,设置硅锭的下压速度不超过0. 3mm/s，切削液的流量为80-90L/min。为了保证切割效果，所述的切削液包括碳化硅粉和砂浆，切削液的保存温度为25°C，湿度控制在60%以内。本发明的有益效果是，本发明一种超薄单晶硅片和制作该硅片的线切割装置及切割方法，改进槽口的宽度，实现在布线过程的设置，在单位硅锭上可以产出更多的单晶硅片，提高了产能，同时也减少了损耗；通过控制切割速度等工艺参数，保证了切割过程的稳定和降低了碎片率。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图1是本发明中线切割装置的主线辊最优实施例的结构示意图。图中1、主线辊，1-1、线槽。
具体实施例方式现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。本发明一种超薄单晶硅片，硅片厚度为180士20 μ m。本发明的一种制作所述的超薄单晶硅片的线切割装置，具有切割线、主动辊1和从动辊，主动辊1和从动辊上均具有各自独立均布的线槽1-1，线槽1-1与切割线相配合，线槽1-1的槽口宽度为0. 3lmm-o. 32mm，用于切割硅片的切割线的直径为0. IOmm-O. 11mm。本发明的一种切割超薄单晶硅片的方法，使用太阳能硅片线切割机对单晶硅锭进行线切割，太阳能硅片线切割机上具有切割线、主动辊1和从动辊，主动辊1和从动辊上均具有各自独立均布的线槽1-1，线槽1-1与切割线相配合，包含以下步骤(a)将线槽1-1的槽口宽度设置为0.31mm-0. 32mm，用于切割硅片的切割线的直径为0. IOmm-O. 11mm，主动轮1与从动轮同步转动，带动切割线沿主动轮和从动轮的外圆转动，随着切割线的移动，硅锭将被切割，通过设置槽口宽度和切割线的直径可以将片厚控制在 180士20μπι ；(b)为了保证切割过程的稳定并且降低碎片率，控制主线辊1的转速使切割线的线速度为9. 4m/s-10. 4m/s，设置硅锭的下压速度不超过0. 3mm/s，切削液的流量为80-90L/ min,切削液包括碳化硅粉和砂浆，切削液的保存温度为25°C，湿度控制在60%以内。相应的工艺参数设置为最高限速720m/min；平均限速:560-580m/min；工作台速度0. 3-0. 35mm/min ；钢线张力18-19N;新线进给量250m/min；切割用线量140-150km/刀。单晶硅的理论出片率主要取决于主动辊槽口宽度的大小，实际出片将取决于工艺参数的各项数据的设定，只有进行有效的控制和结合，才能达到一个高效的实际出片率。采用本发明的方法，出片率可以控制在93 % 95 %的A品率。以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
权利要求
1.一种超薄单晶硅片，其特征在于硅片厚度为180士20μπι。
2.一种制作如权利要求1所述的超薄单晶硅片的线切割装置，其特征在于具有切割线、主动辊(1)和从动辊，主动辊(1)和从动辊上均具有各自独立均布的线槽(1-1)，所述的线槽(1-1)与切割线相配合，线槽(1-1)的槽口宽度为0.31mm-0.32mm，用于切割硅片的切割线的直径为0. IOmm-O. 11mm。
3.生产如权利要求1或2所述的一种切割超薄单晶硅片的方法，使用太阳能硅片线切割机对单晶硅锭进行线切割，太阳能硅片线切割机上具有切割线、主动辊(1)和从动辊，主动辊(1)和从动辊上均具有各自独立均布的线槽(1-1)，所述的线槽(1-1)与切割线相配合，其特征是包含以下步骤(a)将线槽(1-1)的槽口宽度设置为0.3lmm-0. 32mm，用于切割硅片的切割线的直径为 0. IOmm-O. 1 Imm,使片厚控制在 180 士 20 μ m ；(b)控制主线辊(1)的转速使切割线的线速度为9.4m/s-10.4m/s，设置硅锭的下压速度不超过0. 3mm/s，切削液的流量为80-90L/min。
4.如权利要求3所述的一种切割超薄单晶硅片的方法，其特征在于所述的切削液包括碳化硅粉和砂浆，切削液的保存温度为25°C，湿度控制在60 %以内。
全文摘要
本发明涉及一种超薄单晶硅片，硅片厚度为180±20μm。一种线切割装置，具有切割线和主动辊，主动辊上具有线槽，线槽与切割线配合，线槽的槽口宽度为0.31mm-0.32mm，切割线直径为0.10mm-0.11mm。一种切割该硅片的方法，将线槽的槽口宽度设为0.31mm-0.32mm，切割线直径为0.10mm-0.11mm；控制切割线的线速度为9.4m/s-10.4m/s，设置硅锭下压速度不超过0.3mm/s，切削液流量为80-90L/min。本发明改进槽口的宽度，在单位硅锭上可以产出更多的单晶硅片，提高了产能，同时也减少了损耗；通过控制切割速度等工艺参数，保证了切割过程的稳定和降低了碎片率。
文档编号B28D5/04GK102248612SQ20111021018
公开日2011年11月23日 申请日期2011年7月25日 优先权日2011年7月25日
发明者戴建俊, 李义, 葛相麟 申请人:营口晶晶光电科技有限公司