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硅料回收清洗技术
[ Addtime:2016-03-03 Hits: ]
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，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（ID saw）和多线切割（Wire saw）。内圆切割操作时利用内圆刃口边切割硅锭，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低大尺寸硅片切割厚度，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（LSWEDM）切割硅片的技术已经有过报道，其中日本冈山大学研制出多线放电切割原理样机，采用的是类似于我国高速走丝电火花线切割（HSWEDM）方式的技术，原理采用晶体管脉冲电源并以高熔点钼丝进行单晶硅棒回收切割，以去离子水为工作介质的研究。依据是用HSWEDM加工所获得的硅片总厚度变化（TTV）和弯曲程度（Warp）与多线切割的结果有极高的相似度，取向生长法形成的单晶硅锭电阻率低（0.01Ω·cm），使HSWEDM用于切割硅锭成为可能。几年来，国内外一些有名大学针对硅片切割的性质，也做了一些相关方面的研究。比利时鲁汶大学、美国内布拉斯加大学均开始探索采用LSWEDM进行了硅片切割技术的实验，结果表明， 切缝造成的硅料回收的损失大约为250μm，与多线切割法得到的数值几乎一样，电阻率在20Ω·cm以下的单、多晶硅片具有可加工性。
由此可以看出，WEDM对硅材料切割的研究是针对较低电阻率（<0.1Ω·cm）进行的，因单脉冲耗电量较高，同时硅片表面存在明显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池制造工艺兼容。而LSWEDM方法由于不存在宏观机械切削力，与内圆和多线切割相比，在硅片最小切割厚度及翘曲方面具有较大优势。
2 太阳能硅电火花线切割简析
太阳能硅片是光伏电池的主要原料，电阻率1～10Ω·cm，电阻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，有一定的导电性，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。
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。
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低大尺寸硅片切割厚度，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（LSWEDM）切割硅片的技术已经有过报道，其中日本冈山大学研制出多线放电切割原理样机，采用的是类似于我国高速走丝电火花线切割（HSWEDM）方式的技术，原理采用晶体管脉冲电源并以高熔点钼丝进行单晶硅棒回收切割，以去离子水为工作介质的研究。依据是用HSWEDM加工所获得的硅片总厚度变化（TTV）和弯曲程度（Warp）与多线切割的结果有极高的相似度，取向生长法形成的单晶硅锭电阻率低（0.01Ω·cm），使HSWEDM用于切割硅锭成为可能。几年来，国内外一些有名大学针对硅片切割的性质，也做了一些相关方面的研究。比利时鲁汶大学、美国内布拉斯加大学均开始探索采用LSWEDM进行了硅片切割技术的实验，结果表明， 切缝造成的硅料回收的损失大约为250μm，与多线切割法得到的数值几乎一样，电阻率在20Ω·cm以下的单、多晶硅片具有可加工性。
由此可以看出，WEDM对硅材料切割的研究是针对较低电阻率（<0.1Ω·cm）进行的，因单脉冲耗电量较高，同时硅片表面存在明显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池制造工艺兼容。而LSWEDM方法由于不存在宏观机械切削力，与内圆和多线切割相比，在硅片最小切割厚度及翘曲方面具有较大优势。
2 太阳能硅电火花线切割简析
太阳能硅片是光伏电池的主要原料，电阻率1～10Ω·cm，电阻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，有一定的导电性，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。
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。