在綜合分析國內(nèi)外太陽能電池硅片切割加工技術(shù)總體狀況的基礎(chǔ)上,論述了多線切割加工的關(guān)鍵技術(shù).
1 引言
多線切割技術(shù)是目前世界上比較*的加工技術(shù),它的原理是通過金屬絲的高速往復(fù)運(yùn)動(dòng),把磨料帶入加工區(qū)域?qū)ぜM(jìn)行研磨,將棒料或錠件一次同時(shí)切割為數(shù)百片甚至數(shù)千片薄片的一種新型切割加工方法。在切割過程中,鋼線通過導(dǎo)向輪的引導(dǎo)、換向,在導(dǎo)絲輥上形成一張線網(wǎng),錠件慢速通過線網(wǎng)后,便可被切割為片件。多線切割技術(shù)與傳統(tǒng)加工技術(shù)相比有效率高、產(chǎn)能高、精度高等優(yōu)點(diǎn),目前被廣泛應(yīng)用于單(多)晶硅、石英、水晶、陶瓷、人造寶石、磁性材料、化合物、氧化物等硬脆材料的切割加工。
2 研發(fā)國產(chǎn)數(shù)控多線硅片切割機(jī)的意義
多線切割機(jī)制造技術(shù)難度大,其核心技術(shù)*被瑞士、日本等國家的極少數(shù)公司所壟斷, 因而國內(nèi)使用的多線切割機(jī)全部依賴進(jìn)口,嚴(yán)重制約了我國半導(dǎo)體照明、光伏、集成電路制造等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。我國每年進(jìn)口多線切割機(jī)約200臺(tái)以上,而且隨著光伏產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,隨著我國光伏產(chǎn)業(yè)振興計(jì)劃的不斷提升,切片機(jī)市場需求將會(huì)大幅提高,因而,開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的多線切割機(jī)及裝備,已成為突破*和國內(nèi)產(chǎn)業(yè)瓶頸的關(guān)鍵舉措。
3 硅片切片加工工藝要求
硅片切片作為硅片加工工藝流程的關(guān)鍵工序,其加工效率和加工質(zhì)量直接關(guān)系到整個(gè)硅片生產(chǎn)的全局。對于切片工藝技術(shù)的原則要求是:①切割精度高、表面平行度高和厚度誤差小。②斷面完整性好,消除拉絲、刀痕和微裂紋。③提高成品率,縮小鋼絲切縫,降低原材料損耗。④提高切割速度,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化切割。
4 多線切割機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)
(1)高精度排線導(dǎo)輪(導(dǎo)絲輥)多輥同步驅(qū)動(dòng)技術(shù);
(2)恒張力控制技術(shù)。鋼線保持相對恒定的張緊力,是保證切割表面質(zhì)量的主要因素;
(3)高精度切割進(jìn)給伺服控制系統(tǒng)。配合鋼線張力自動(dòng)控制進(jìn)給系統(tǒng),保證在不斷線的條件下實(shí)現(xiàn)切割的高效性;
(4)高精度排線導(dǎo)輪系統(tǒng)的制造及耐用度技術(shù);
(5)自動(dòng)排線功能。以提高切割線的使用率,節(jié)約生產(chǎn)成本。
5 國內(nèi)多線切割設(shè)備狀況
國內(nèi)多線切割設(shè)備起步較晚,硅片生產(chǎn)商目前使用的設(shè)備主要依靠進(jìn)口,中國有遠(yuǎn)見和技術(shù)能力的廠家如陜西漢江、無錫開源、上海日進(jìn)等公司紛紛投入巨資進(jìn)行研發(fā),經(jīng)過幾年的研制,已有產(chǎn)品投放市場,抵制壟斷、替代進(jìn)口已成現(xiàn)實(shí)。
6 結(jié)束語
硅片是晶體硅光伏電池技術(shù)中成本*昂貴的部分之一。因此,減少硅料消耗、提高切割效率,提高切片質(zhì)量和機(jī)床的可靠性,降低硅片切割生產(chǎn)成本是新一代多線切割機(jī)追求的目標(biāo)。
通過國產(chǎn)數(shù)控多線硅片切割機(jī)的研制,掌握具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的太陽能光伏產(chǎn)業(yè)硅片加工設(shè)備制造技術(shù);打破*壟斷, 解決晶體硅光伏電池加工中配套設(shè)備依賴進(jìn)口的問題,實(shí)現(xiàn)硅片加工配套設(shè)備國產(chǎn)化生產(chǎn),滿足產(chǎn)業(yè)對設(shè)備高性能、高精度、高效率、低價(jià)位的要求,達(dá)到替代進(jìn)口、節(jié)約外匯、降低硅片加工均攤成本,進(jìn)而降低太陽能電池的造價(jià),推進(jìn)新能源應(yīng)用,促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的目的。